DE562797C

DE562797C - Process for smoldering fuels with purge gases

Info

Publication number: DE562797C
Application number: DEE36812D
Authority: DE
Original assignee: EESTI PATENDI AKTSIASELTS
Current assignee: EESTI PATENDI AKTSIASELTS
Priority date: 1928-01-18
Filing date: 1928-01-18
Publication date: 1932-10-29
Also published as: DE642791C

Description

Verfahren zum Schwelen von Brennstoffen mit Spülgasen Bei der Schwelung mit Spülgasen wird auf den Brennstoff die erforderliche Wärme durch heiße, sauerstofffreie Gase oder überhitzten Wasserdampf oder eine Mischung von beiden durch unmittelbare Berührung mit den Heizmitteln übertragen.Process for smoldering fuels with purge gases During smoldering With purge gases, the required heat is applied to the fuel by hot, oxygen-free Gases or superheated steam or a mixture of both by immediate Transfer contact with the heating means.

Die Aufheizung der Heizmittel auf die erforderliche Temperatur erfolgt bei Gasen gewöhnlich durch Zumischen heißer Verbrennungsgase zu den Spülgasen, während bei Verwendung von Wasserdampf dieser durch Überhitzer geleitet und so aufgeheizt wird. Es ist aber auch bekannt, permanente Gase mit Hilfe von überhitzern aufzuheizen.The heating medium is heated to the required temperature in the case of gases, usually by adding hot combustion gases to the purge gases, while if steam is used, it is passed through superheaters and thus heated will. But it is also known to heat up permanent gases with the help of superheaters.

Werden zum Aufheizen Überhitzer benutzt, so werden die Heizmittel durch diese und die zu schwelenden Brennstoffe im Kreislauf geführt. Es ist weiter bekannt, den Heizmitteln nach dem Austritt aus der Schweleinrichtung die Teerdämpfe ganz oder teilweise zu entziehen, ehe sie dem Überhitzer wieder zugeführt werden. Es ist aber auch bekannt, diese Heizmittel, beladen mit den Teerdämpfen, wieder durch den überhitzer hindurchzuschicken, wobei die Überhitzertemperatur höher als die zum Schwelen erforderliche, nämlich so hoch gewählt wird, daß im Überhitzer eine Zersetzung des Teers unter Bildung von Ölen stattfindet, und erst dann die Schwel- und Krackprodukte aus dem Kreislauf zu entfernen.If superheaters are used for heating, the heating means are used through these and the fuels to be smoldered in a cycle. It is on known, the heating means after exiting the smoldering device the tar vapors to be withdrawn in whole or in part before they are fed back into the superheater. But it is also known to re-use this heating medium loaded with the tar vapors through the superheater, the superheater temperature being higher than that required for smoldering, namely selected so high that in the superheater a decomposition of the tar takes place with the formation of oils, and only then does the Remove smoldering and cracked products from the cycle.

Das neue Verfahren bezieht sich auf eine Spülgasschwelung dieser letzten Art. Es ist bekannt, daß Teerdämpfe an heißen Flächen sich zersetzen und daß dabei die Gefahr besteht, daß sich an den Heizflächen Koksansätze bilden. Hierdurch und durch die damit verbundene Ölgasbildung entstehen einerseits unerwünschte Verluste an Teeren bzw. Ölen, die außerdem durch solche Überbeheizung minderwertig werden; andererseits leidet unter den Koksansätzen die Betriebssicherheit.The new process refers to a flushing gas smoldering of this last one Art. It is known that tar vapors decompose on hot surfaces and that there is a risk that coke deposits will form on the heating surfaces. Through this and On the one hand, the associated oil gas formation results in undesirable losses on tars or oils, which also become inferior due to such overheating; on the other hand, operational safety suffers from the coke deposits.

Es ist weiter bekannt, daß die aus den Brennstoffen durch Spülgasschwelung gewonnenen Teere und Öle infolge des schonenden Abbaues durch die Spülgasschwelung sehr häufig eine ungleichartige Zusammensetzung haben.. Sie bestehen teilweise aus unzersetztem Bitumen und teilweise aus durch B.itumenzersetzung entstandenen Ölen. Ein so zusammengesetztes Erzeugnis erschwert in erheblichem Maße die weitere Verarbeitung. Es muß also aus wirtschaftlichen Gründen sehr häufig angestrebt werden, diesem Erzeugnis dadurch eine gleichartige Beschaffenheit zu geben, daß möglichst alles in ihm enthaltene Bitumen durch weitere Zersetzung, also durch eine zusätzliche Wärmebehandlung, in Öl verwandelt wird.It is also known that from the fuels by scavenging gas Tars and oils obtained as a result of the gentle breakdown by the flushing gas smoldering very often have a dissimilar composition .. They partly consist of undecomposed bitumen and partly from oils resulting from the decomposition of bitumen. A product composed in this way makes further processing difficult to a considerable extent. For economic reasons it must therefore be sought very often, this product thereby to give a similar quality, that as far as possible everything contained in it Bitumen through further decomposition, i.e. through additional heat treatment, in Oil is transformed.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Schwelgase ohne Teerabscheidung so durch die Überhitzer zu führen, daß die Zersetzung möglichst alles Bitumens, aber nur innerhalb der gewollten Grenzen, vor sich geht. Das neue Mittel, um diesen Zweck zu erreichen, ist die Hindurchführung der mit den Schweldämpfen beladenen Spülgase oder Heizmittel durch den Überhitzer mit weit größerer als der üblichen Geschwindigkeit. Durch umfangreiche Versuche wurde als brauchbare Geschwindigkeit für das Heizmittel eine Geschwindigkeit von 30 bis 40m/Sek. und höher gefunden. Als unterste Grenze können etwa 20 m/Sek. gelten. Die Geschwindigkeit wird so hoch gesteigert, daß eine Zersetzung der Schweldämpfe bis auf Koks und permanente Gase vermieden wird. Um diese Geschwindigkeit in den Überhitzern zu erzielen, muß naturgemäß ein entsprechender Druckverlust in Kauf genommen werden. Die Vorteile der neuen Arbeitsweise sind nun folgende: z. Durch die kurze Berührungszeit der Öldämpfe mit den Heizflächen beim jedesmaligen Durchgang durch den Überhitzer bleibt die Zersetzung der bitumenhaltigen Ül.dämpfe innerhalb der gewollten Grenzen. In erster Linie wird nur, wie angestrebt, ,das Bitumen zersetzt, das wegen seiner hochmolekularen Zusammensetzung sehr viel leichter zerfällt als die bereits durch Zerfall aus ihm gebildeten Öldämpfe. Die Geschwindigkeit 1N#ird also so gewählt, daß die Zeit voll ausreicht, bei den herrschenden Heizflächentemperaturen das leichter zerfallende Bitumen zu zersetzen, nicht aber die Öldämpfe.The purpose of the invention is to lead the carbonization gases through the superheater without tar separation in such a way that the decomposition of as much as possible of the bitumen takes place, but only within the desired limits. The new means for achieving this purpose is the passage of the scavenging gases or heating means laden with the smoldering vapors through the superheater at a speed far greater than the usual speed. Through extensive experiments, a speed of 30 to 40 m / sec has been found to be a useful speed for the heating means. and found higher. The lowest limit can be around 20 m / sec. are valid. The speed is increased so high that a decomposition of the smoldering vapors down to coke and permanent gases is avoided. In order to achieve this speed in the superheaters, a corresponding pressure loss must of course be accepted. The advantages of the new way of working are now as follows: Due to the short contact time of the oil vapors with the heating surfaces each time they pass through the superheater, the decomposition of the bituminous oil vapors remains within the desired limits. First and foremost, only the bitumen is decomposed, as is intended, which, due to its high molecular composition, disintegrates much more easily than the oil vapors already formed from it by disintegration. The speed 1N # is chosen so that the time is fully sufficient to decompose the more easily disintegrating bitumen at the prevailing heating surface temperatures, but not the oil vapors.

2. Die große Geschwindigkeit in dem dem Überhitzer entsprechenden Teil des Kreislaufes kann nur dadurch erzielt werden, daß der Querschnitt hier vermindert, aber zugleich das Verhältnis zwischen Umfang und Querschnitt im Überhitzer größer gemacht wird als im übrigen Kreislauf. Werden also beispielsweise röhrenförmige überhitzer gewählt, so ist bei einer großen Heizfläche ein kleiner Querschnitt vorhanden. Einerseits hierdurch und andererseits durch die mit der großen Geschwindigkeit verbundenen Wirbelungen kommen also bei jedem Durchgang alle Öldämpfe mit den Heizflächen in Berührung. Es geht nicht, wie das bei geringer Geschwindigkeit der Fall sein würde, der Kern der Gassäule durch die Heizrohre, ohne mit den Wandungen in Berührung zu kommen. Wegen der Gleichmäßigkeit der Umwandlung der Öldämpfe ist ein solche gleichmäßige Beheizung des ganzen Gasstromes wichtig.2. The high speed in the one corresponding to the superheater Part of the cycle can only be achieved by reducing the cross-section here, but at the same time the ratio between circumference and cross-section in the superheater is greater is made than in the rest of the cycle. So, for example, are tubular If a superheater is selected, there is a small cross-section with a large heating surface. On the one hand because of this and on the other hand because of the high speed Whirling, all oil vapors come in with the heating surfaces with each pass Contact. It doesn't work like it would at slow speed the core of the gas column through the heating pipes without coming into contact with the walls come. Because of the uniformity of the conversion of the oil vapors, such is uniform Heating of the entire gas flow is important.

3. Dadurch, daß wegen der hohen Geschwindigkeit beim Durchgang durch den Überhitzer mit erheblichem Druckverlust gearbeitet wird, wird erreicht, daß die Heizmittel sich über die ganze Überhitzerfläche sehr gleichmäßig verteilen. Bei Röhrenüberhitzern wird also durch jedes einzelne Rohr praktisch die gleiche Gasmenge hindurchgeführt. Bei geringer Geschwindigkeit in überhitzern dagegen suchen sich die Gase den Weg des geringsten Widerstandes. In ungünstig angeordneten Röhren wird deshalb die Geschwindigkeit besonders gering, und dort findet dann eine ganz besonders starke Zersetzung der Öldämpfe statt.3. The fact that because of the high speed when passing through the superheater is operated with considerable pressure loss, it is achieved that the heating medium is distributed very evenly over the entire superheater surface. In the case of tube superheaters, every single tube is practically the same Amount of gas passed through. On the other hand, look at low speed in superheaters the gases take the path of least resistance. In unfavorably arranged tubes therefore the speed is particularly slow, and there then takes place quite particularly strong decomposition of the oil vapors takes place.

Durch diese gleichmäßige Verteilung der Heizmittel über die ganze Überhitzerheizfläche wird dessen Heizfläche natürlich sehr gut ausgenutzt.Due to this even distribution of the heating medium over the whole The superheater heating surface is of course very well used.

q.. Durch die große Geschwindigkeit und durch die zum Umwandeln des Bitumens erforderliche Wärme findet -ein. sehr guter Wärmeübergang von den Heizflächen des Überbitzers auf das Heizmittel statt; infolgedessen und infolge der vorerwähnten gleichmäßigen Ausnutzung der ganzen Heizfläche erhalten die Überhitzer, wie die Erfahrung gezeigt hat, außerordentlich geringe Abmessungen. Das ist aus wirtschaftlichen und insbesondere aus betriebstechnischen Gründen wegen der etwa erforderlichen Reinigung und wegen der Beherrschung der Wärmedehnungen ein ganz besonderer Vorteil des neuen Verfahrens.q .. Because of the great speed and the ability to convert the The heat required for bitumen is found. very good heat transfer from the heating surfaces the super bitter instead of the heating means; as a result and as a result of the aforementioned The superheaters, like the Experience has shown extremely small dimensions. That is for economic reasons and in particular for operational reasons because of any cleaning that may be required and a very special advantage of the new one because of the control of thermal expansion Procedure.

Die inzwischen mit der neuen Arbeitsweise durchgeführten Versuche haben gezeigt, daß es in jedem Falle möglich ist, durch Wahl einer geeigneten Geschwindigkeit in den Überhitzern die Zersetzung der Öldämpfe, insbesondere den Abbau des in den Öldämpfen enthaltenen Bitumens innerhalb der gewollten Grenzen durchzuführen, ohne daß infolge zu weitgehender Zersetzung durch Ölgas- oder Koksbildung Teerverluste auftreten. In betriebstechnischer Hinsicht ist besonders wichtig, daß bei einer solchen Arbeitsweise in den Überhitzern die zu Betriebsstörungen Anlaß gebenden Koksansätze vermieden werden. Voraussetzung zur Erzielung des angestrebten Erfolges war in allen. Fällen die Wahl einer Durchschnittsgeschwindigkeit des teerdampfhaltigen Heizmittels durch den Überhitzer, die wesentlich höher lag als die übliche.The tests that have now been carried out with the new working method have shown that it is possible in any case, by choosing a suitable speed in the superheaters the decomposition of the oil vapors, in particular the breakdown of the in the Bitumen contained in oil vapors within the desired limits without that due to extensive decomposition by oil gas or coke formation tar losses appear. From an operational point of view, it is particularly important that with a Such a mode of operation in the superheaters gives rise to operational malfunctions Coke deposits are avoided. Prerequisite for achieving the desired success was in all. Cases the choice of an average speed of the tar vaporous Heating medium through the superheater, which was much higher than the usual.

Das Verfahren kann weiterhin sinngemäß durch Wahl geeigneter übtrhitzertemperaturen und entsprechend hoher Geschwindigkeiten so geführt werden, daß nicht nur bituminöse Kohlenwasserstoffe in Öle verwandelt werden, sondern auch Öle teilweise zu Leichtölen abgebaut werden.The process can also be carried out analogously by choosing suitable superheater temperatures and correspondingly high speeds are guided so that not only bituminous Hydrocarbons are converted into oils, but also oils partly to light oils be dismantled.

Bei Verwendung permanenter Gase als Heizmittel ist es zweckmäßig, sie mit einem bestimmten Wasserdampfzusatz zu versehen, weil dieser die Öldämpfe im Überhitzer vor zu starker Zersetzung schützt und etwa doch angesetzten Koks durch Wassergasbildung verzehrt.When using permanent gases as heating means, it is advisable to to provide them with a certain water vapor addition, because this is the oil vapors protects against excessive decomposition in the superheater and prevents any coke that has set in Consumed water gas formation.

Claims

PATENT CLAIM: Process for smoldering fuels with flushing gases or vapors or a mixture of both, in which the heating medium is circulated through the smoldering material and without subsequent tar deposition through a superheater which decomposes the smoldering vapors to lower-boiling substances, characterized in that the heating medium is included The superheater, which is heated to the decomposition temperature, flows through the superheater at such a speed (30 to 40 in / sec.) that the thermal decomposition of the vapors carried by the heating medium from the smoldering room does not extend to the formation of coke and permanent gases.