DE752405C

DE752405C - Process for smoldering bituminous material and heat treatment room for the smoldering gases

Info

Publication number: DE752405C
Application number: DEP81490D
Authority: DE
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1940-11-07
Filing date: 1940-11-07
Publication date: 1953-11-23

Description

Verfahren zum Schwelen von bituminösem Gut und Wärmebehandlungsraum für die Schwelgase Es ist bekannt, bei der Spülgasschwelung bituminöser Kohle die Schwelprodukte in Gegenwart des Spülgases einer Wärmebehandlung bei Temperaturen von etwa 25o bis 6oo° zu unterziehen, um durch Spaltung den Teer unmittelbar in ein Heizöl überzuL führen. Bei diesem Verfahren war es erforderlich, das aus dem Schwelschacht mit verhältnismäßig niedriger Temperatur austretende Gemisch aus Spülgas und Schwelprodukten vor der Einführung in den mit einem großoberflächigen Katalysator, wie beispielsweise Braunkohlenkoks, gefüllten Reaktionsraum entsprechend aufzuheizen, wobei gegebenenfalls noch eine Außenbeheizung des Reaktionsraumes vorgesehen war.Process for smoldering bituminous material and heat treatment room for the smoldering gases It is known that the flushing gas smoldering of bituminous coal Smoldering products in the presence of the flushing gas of a heat treatment at temperatures from about 25o to 6oo °, in order to split the tar directly into carry a heating oil over. This procedure required that from the Smoldering shaft with a relatively low temperature exiting mixture of flushing gas and carbonisation products before being introduced into the with a large-area catalyst, such as lignite coke, heat up the filled reaction chamber accordingly, if necessary, external heating of the reaction space was also provided.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, die Aufheizung zwischen Schwelschacht und Reaktionsraum und die Außenbeheizung des letzteren gänzlich überflüssig zu machen oder, sofern eine dieser beiden Beheizungsarten noch erforderlich ist, die benötigte Wärmemenge auf ein Mindestmaß herabzusetzen, wenn das Gut vor der Einführung in die eigentliche Schwelzone einer möglichst weitgehenden Vortrocknung und hohen Vorwärmung zweckmäßig bis unmittelbar vor der Entbindung der Kolilenwasserstoffe ausgesetzt und die aus der eigentlichen Schwelzone mit verhältnismäßig hoher Temperatur abgezogenen Schwelgase und Dämpfe unmittelbar dem Reaktionsraum zugeleitet werden.It has now been found that it is possible to prevent the heating between Smoldering shaft and reaction space and the external heating of the latter are completely superfluous or, if one of these two types of heating is still required, reduce the required amount of heat to a minimum if the good before the Introduction to the actual smoldering zone of as extensive a pre-drying as possible and high preheating is advisable until immediately before the birth of the hydrocarbons exposed and those from the actual smoldering zone with relatively Smoldering gases and vapors drawn off at high temperature directly to the reaction chamber be forwarded.

Der Reaktionsraum, in dem die Wärmebehandlung der Schwelgase stattfindet, wird zweckmäßig mit einem katalytisch wirkenden Stoff, wie beispielsweise Schwelkoks, gefüllt. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, für diesen Zweck ein oolithisches Eisenerz, insbesondere Minette, zu verwenden. Hierdurch werden zunächst die für die Ver-@endung der 1Iinette als Katalysator an sich bekannten günstigen Wirkungen erzielt, die u. a. darin besteben, daß der in Gasen und flüssigen Kohlentvasserstoffen organisch gebundene Schwefel in Schwefelwasserstoff umgewandelt und daß saure Körper, wie Phenole und Kresole, reduziert werden. Außerdem fördert die Minette bei den in Frage kommenden Temperaturen die Anlagerung von Wasserstoff. Neben den erwähnten günstigen Wirkungen wird durch die Anwendung der Minette nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung noch ein besonderer Vorteil erzielt, der darin besteht, daß die Minette die Eigenschaft hat, die erforderliche Reaktionstemperatur wesentlich herabzusetzen, beispielsweise auf etwa .Ioo°, wodurch in Verbindung mit der Heraufsetzung der Abzugstemperatur der Schwelgase und Dämpfe durch Einschaltung der weitgehenden Vortrocknung und Z'arwärmung die weiter obenerwähnte Einsparung der Rufheizung zwischen Schwelschacht und Reaktionsraum ermöglicht wird.The reaction space in which the heat treatment of the carbonization gases takes place, is expediently with a catalytically active substance, such as smoldering coke, filled. It has proven to be particularly advantageous to use an oolithic for this purpose Use iron ore, especially minette. As a result, the for the use of the linear as a catalyst, beneficial effects known per se achieved, which inter alia. insist that in gases and liquid carbon dehydrating substances organically bound sulfur is converted into hydrogen sulfide and that acidic bodies, such as phenols and cresols. In addition, the minette encourages temperatures in question result in the addition of hydrogen. In addition to the ones mentioned Beneficial effects will be achieved through the application of the minette according to the method of present invention still achieved a particular advantage, which is that the Minette has the property that the required reaction temperature is essential decrease, for example to about .Ioo °, whereby in connection with the increase the exhaust temperature of the carbonization gases and vapors by switching on the extensive Pre-drying and warming the above-mentioned saving of the call heating between Smoldering shaft and reaction space is made possible.

Durch die Vortrocknung und Vorwärmung des Gutes vor der Schwelung wird außerdem noch der Vorteil erreicht, daß die Menge der zu behandelnden Schwelgase und Dämpfe gegenüber dem bekannten Verfahren verringert wird, so daß der Reaktionsraum eine Verkleinerung seiner Abmessungen erfahren kann. Das gleiche trifft für die dem Reaktionsraum nachgeschalteten Apparate, wie beispielsweise die: Kühler- und die Kondensationsanlage für die Teerbestandteile, zu. Falls außerdem noch eine Leichtölwäsche erfolgen soll, sind auch hierfür die Bedingungen infolge der höheren Konzentration an auszuwaschenden Stoffen in dem Gas entsprechend günstiger.Due to the pre-drying and preheating of the goods before the smoldering the advantage is also achieved that the amount of carbonization gases to be treated and vapors is reduced compared to the known method, so that the reaction space can experience a reduction in its dimensions. The same is true for that The apparatus downstream of the reaction chamber, such as, for example, the cooler and the condensation system for the tar components, too. If also a light oil wash should take place, the conditions for this are also due to the higher concentration of substances to be washed out in the gas are correspondingly cheaper.

Sofern mit einer Beeheizung gearbeitet werden soll, empfiehlt es sich, ein außen beheiztes Röhrenbündel vorzusehen, wobei der Katalysator sich innerhalb der Röhren sowie ober-und unterhalb derselben befinden kann. In diesem Fall wird zweckmäßig das zur Beheizung des Reaktionsraumes dienende Gas nach dem Austritt aus dem Heizraum des Röhrenbündels für die Vortrocknung und Vorwärmung des zta schwelenden Gutes verwendet.If you want to work with a heater, it is advisable to to provide an externally heated tube bundle with the catalyst inside the tubes as well as above and below the same. In this case it will expediently the gas used to heat the reaction space after the outlet from the boiler room of the tube bundle for the predrying and preheating of the zta smoldering Good used.

Von den den Reaktionsraum verlassenden Gastn wird, nachdem die zu gewinnenden Bestandteile abgeschieden sind. ein entsprechender Teil nach Auf heizung als Spülgas in die Schwelzone zurückgeleitet. Zweckmäßig wird dieser Kreisstrom, bevor er auf die zur Durchführung des Schwelvorganges erforderliche Temperatur gebracht wird, zur Kühlung des anfallenden Schwelkokses verwendet, so daß er sich in unmittelbarem Wärmeaustausch mit diesem möglichst hoch vorwärmt.Of the guests leaving the reaction space, after the to winning components are deposited. a corresponding part after heating up returned to the smoldering zone as flushing gas. This circular current is expediently before it is brought to the temperature required to carry out the smoldering process is used to cool the resulting low-temperature coke, so that it is in immediate Heat exchange with this preheated as high as possible.

Bei der Schwelung von Brennstoffen ist cs bekannt, das Gut vor der Einführung in die Schwelzone einer vorausgehenden Vortrocknung und Vorwärmung zu unterziehen. In diesem Fall «-erden die aus der Schwelzone abgezogenen Gase und Dämpfe als Wärmeträger für die Durchführung des Sch#,velvorganges verwendet und nach Rufheizung in einem Röhrenofen in die Schwelzone zurückgeführt. Hierbei handelt es sich nicht um eine Wärmebehandlung zwecks Verbesserung der Urteerbeschaffenheit im Sinn der vorliegenden Erfindung.In the smoldering of fuels, cs is known, the good before the Introduction into the smoldering zone of a previous pre-drying and preheating undergo. In this case, the gases withdrawn from the smoldering zone and earth Vapors are used as heat transfer media for the execution of the Sch #, Velvorganges and returned to the smoldering zone after call heating in a tube furnace. This acts it is not a heat treatment to improve the quality of the primordial tar within the meaning of the present invention.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Der Schwelapparat besteht aus drei voneinander durch eine Verengung getrennten Schächten, von denen der oberste, mit i bezeichnete, zur- Vortrocknung und Vorwärmung des Gutes dient, während in dem mittleren Schacht 2 im oberen Teil die Schwelung und im unteren Teil eine Nacherhitzung des Kokses erfolgt und im unteren Schacht 3 eine Kühlung des Schwelkokses vorgenommen wird. Aus dem Schwelschacht 2 wird über die Leitung q. das Gemisch aus Schwelprodukten und Spülgas mit einer Temperatur von etwa, d.oo° abgezogen und unmittelbar dem Reaktionsraum 5 zugeführt. Dieser Reaktionsraum ist im mittleren Teil in Form eines Röhrenbündels 6 ausgebildet, um eine Beheizung zu ermöglichen. Der Katalysator, also beispielsweise die Minette, befindet sich innerhalb des Röhrenbündels sowie oberhalb und unterhalb desselben. Nachdem das Gemisch aus Schwelprodukten und Spülgas den Reaktionsraum 5 durchsträm.t hat, tritt es unten aus demselben über die Leitung 7 aus und wird den üblichen, nicht dargestellten Kühl- und Kondensationseinrichtungen zugeführt, an die sich gegebenenfalls noch eine Leichtölwäsche anschließt. Von dem so von allen gewinnbaren Bestandteilen befreiten Schwelgas wird ein Zweigstrom abgezweigt und über die Leitung 8 dem Kühlschacht 3 des Schwelapparates zugeführt, in dem er bei 9 eintritt. In diesem Kühlschacht steigt das Gas hoch und erwärmst sich in unmittelbarem, Wärmeaustausch mit dem heißen Koks auf eine Temperatur von einigen ioo°. Mit dieser Temperatur wird es bei io aus dem Kühlschacht abgezogen und nach Aufheizung in einer Heizvorrichtung r i auf eine Temperatur von etwa 550 bis 8oo° gebracht, mit der es unten in den Schweler 2 bei 12 eintritt. Dieses heiße Spülgas steigt dann im Schweler 2 hoch und wird, wie weiter oben erwähnt, bei 4 zusammen mit den gewöhnlichen Schwelprodukten abgezogen.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. The smoldering apparatus consists of three shafts separated from one another by a constriction, of which the uppermost, marked i, is used for pre-drying and preheating of the goods, while in the middle shaft 2 the smoldering takes place in the upper part and reheating of the coke takes place in the lower part and in the lower shaft 3 a cooling of the low-temperature coke is carried out. From the smoldering shaft 2 is via the line q. the mixture of carbonization products and purging gas is withdrawn at a temperature of about, d.oo ° and fed directly to the reaction chamber 5. This reaction space is designed in the middle part in the form of a tube bundle 6 in order to enable heating. The catalyst, for example the minette, is located inside the tube bundle and above and below it. After the mixture of carbonization products and purging gas has flowed through the reaction chamber 5, it exits the same at the bottom via the line 7 and is fed to the usual, not shown, cooling and condensation devices, which may be followed by a light oil scrubber. A branch stream is branched off from the carbonization gas thus freed of all recoverable components and fed via line 8 to the cooling shaft 3 of the carbonization apparatus, in which it enters at 9. The gas rises in this cooling shaft and is heated to a temperature of a few 100 ° in direct heat exchange with the hot coke. At this temperature it is withdrawn from the cooling shaft at io and, after being heated in a heating device ri, it is brought to a temperature of about 550 to 800 °, at which it enters the Schweler 2 at 12 below. This hot purge gas then rises in the smoldering 2 and, as mentioned above, is withdrawn at 4 together with the usual smoldering products.

Zur Trocknung wird bei dem Ausführungsbeispiel das Heizgas des Röhrenbündels 6 verwendet, welches aus diesem Röhrenbündel bei 13 mit einer Temperatur von etwa 5oo° austritt und, nachdem es durch Zusatz eines entsprechenden Teils der aus dem Trockenschacht i abgezogenen Gase und Dämpfe bei i4 auf eine Temperatur von etwa 38o° gebracht worden ist, unten in den, Trockenschacht i bei 15 eingeleitet. Der Abzug dieses Heizgases zusammen mit den gewöhnlichen Trocknungsdämpfen und Gasen erfolgt aus dem Trockenschacht i bei 16. Von diesem Gemisch wird ein Teil, wie schon erwähnt, bei 14 dem aus dem Röhrenbündel kommenden heißen Gas wieder zugesetzt, während der Rest durch die Leitung 17 entweder ins Freie abgeleitet oder einer weiteren Verwendung zugeleitet wird.In the exemplary embodiment, the heating gas from the tube bundle is used for drying 6 used, which from this tube bundle at 13 with a temperature of about 5oo ° exits and, after it has been achieved by adding a corresponding part of the Dry shaft i withdrawn gases and vapors at i4 to a temperature of about 38o ° has been introduced into the dry shaft i at 15 below. Of the Extraction of this heating gas together with the usual drying vapors and gases takes place from the drying shaft i at 16. A part of this mixture is made as before mentioned, added again at 14 to the hot gas coming from the tube bundle, while the remainder is either diverted to the outside through line 17 or another Usage is forwarded.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for smoldering bituminous material with prior drying of the goods and subsequent heat treatment of the carbonization gases and vapors, characterized in that the good before the introduction into the actual The smoldering zone is pre-dried and preheated as high as possible and that from the smoldering zone with the correspondingly high temperature drawn off carbonization gases and vapors to the heat treatment room are supplied, which has a large surface catalyst, for example iron ore, especially minette.

2. The method according to claim i, characterized in that that the heat treatment room is additionally heated.

3. Heat treatment room for carrying out the method according to claims i and 2, characterized in that a tube bundle is arranged in the heat treatment room, wherein the surface catalyst is in the tubes and above and below the same, while the heating by an on the outside of the Tubing flowing heating medium takes place. . To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the grant procedure: German Patent Specifications Nos. 454 764, 562.797, 579 58: 2; British Patent No. 49o 26: 4; Than, Adolf: The smoldering of brown and hard coal, Halle 1927, pp. Q.25 ff .; T han, Adolf-Kohlenschwelung, 1 9.38, pp. 20 to 22 and 54 ff.