DE891082C - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Schwelteeren von Wasser, Feststoffen, wie Staub od. dgl., und Asphaltstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Schwelteeren von Wasser, Feststoffen, wie Staub od. dgl., und Asphaltstoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Reinigen von Schwelteeren, z. B. Braunkohlenschwelteeren und insbesondere Steinkohlenschwelteeren. Die Aufarbeitung von Schwelteeren auf kaltem Wege setzt voraus, daß die Teere von mechanischen Verunreinigungen, Wasser, Staub und Asphaltstoffen, befreit werden. Im Wege der Verdünnung, die beispielsweise durch Benzinzusatz stattfinden kann, lassen sich Wasser, Staub und Asphaltstoffe aus den Schwelteeren zur Abscheidung bringen. Wasser scheidet sich leicht aus. Die schweren Staubanteile, wie z. B. Rost aus der Apparatur, Kohlengangart und grober aschenhaltiger Koksstaub, fallen bei der Schwe@lteerverdünnung ebenfalls verhältnismäßig gut aus. Dagegen bereitet es Schwierigkeiten, den aschearmen feinen Koksstaub sowie die Asphaltstoffe bzw. Asphaltbildner so, weitgehend auszufällen, daß bei der weiteren Teeraufbereitung mit dem Ziele der Herstellung von Marineheizöl, Dieselkraftstoffen, Phenolen usw. Emulsionshildungen zuverlässig unterbleiben.
• Zur Begegnung dieser Schwierigkeiten wird erfindungsgemäß die Schweltee@rreinigung zweistufig durchgeführt. Der Schwelteer wird zunächst mit nur solchen Mengen, Benzin. oder sonstigem Verdünnungsmittel behandelt, daß Asphaltstoffe nach Möglichkeit beim Teer verbleiben. Danach werden aus dem im wesentlichen vom Wasser und von den groben Staubteilen freien Teer-Verdünnungsmittel-Gemisch durch weiteren Zusatz von Verdünnungsmitteln die Asphaltstoffe ausgeschieden.
• Die Verlegung der Asphaltstoffausscheidung in eine gesonderte zweite Stufe führt zu einer wesentlichen Vervollkommnung der Schwelteerreinigung. Infolge der vorhergehenden Entfernung des Wassers und der groben Staubanteile werden bei der nachfolgenden Asphaltausfällung im größeren Umfange die feinen Staubanteile von den ausfallenden Asphaltstoffen mitgerissen.
• Beispielsweise wählt man für die erste Stufe der Schwelteerbehandlung ein Mengenverhältnis Teer : Benzin = 2 : i und setzt dem sich daraus ergebenden Teer-Benzin-Gemisch für die zweite Verfahrensstufe solche Mengen Benzin zu, daß dann das Mengenverhältnis Teer : Benzin dem Wert i : i entspricht.
• Es empfiehlt sich, die Schwelteerbehandlungen über Wasser durchzuführen und dabei die Gemischbildung in der Weise herbeizuführen, daß das spezifisch leichtere Verdünnungsmittel von unten in das höher in den Behälter eingeführte und vermöge seines höheren spezifischen Gewichtes abwärts strebende Schwelteergut oder Teer-Verdünnungsmittel-Gemisch eindringen zu lassen. Auf diese Weise fallen, die bei der Gemischbildung sich ausscheidenden Stoffe durch eine praktische reine Benzin- od. dgl. Schicht in die Wasserschicht. Die abgeschiedenen Stoffe sind dadurch teerfrei und vor einem erneuten Zusammentreffen mit Teer bewahrt. Bei dieser Arbeitsweise führt man zweckmäßig Teer bzw. Teer-Verdünnungsmittel-Gemisch und Verdünnungsmittel im abgestimmten Mengenverhältnis ununterbrochen. zur Gemischbildung ein und leitet das sich bildende Teer-Verdünnungsmittel-Gemisch in einen Klärraum, wo. eine restliche Ausscheidung stattfindet.
• Das Wasser, welches zur Aufnahme, Abführung und Absetzung der- sich auf dem Teer bei der über dem Wasser stattfindenden Bildung des Teer-Verdünnungsmittel-Gemisches ausgeschiedenen Stoffe dient, kann im Kreislauf geführt werden.
• Es empfiehlt sich, wenigstens in der ersten Verfahrensstufe bei einer Temperatur von etwa 6o bis 70° zu arbeiten..
• Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzt man. vorteilhaft eine Einrichtung, wie sie in der Zeichnung beispielsweise schematisch dargestellt ist.
• Fig. i zeigt eine Kläranlage zur Schwelteerreinigung in Seitenansicht, Fig. 2 die gleiche Anlage im Grundriß, Fig. 3 einen einzelnen Reaktionsturm.
• Gemäß Fig. i ist ein Reaktionsturm i mit einer oberen Einführungsdüse 2, welcher Schwelteer zugeführt wird, eirie@r unteren Einführungsdüse 3 für die Zuführung des Verdünnungsmittels, z. B. Benzin, und unmittelbar darunter mit einer Wassereinführungsdüse 4 versehen. Zuoberst befindet sich ein Klärraum 5, welcher hochgelegen einen Ablauf 6 für das Teer-Verdünnungsmittel-Gemisch hat. Unterhalb der Wassereinführungsdüse 4 ist ein Klärraum 7 vorhanden. mit einer tief angeschlossenen siphonartigen Ableitung B. Außerdem ist der Reaktionsturm i mit einer Bodenentleerungsvorrichtung 9 ausgestattet, mit deren Hilfe die sich am Boden ansammelnden Feststoffe abgelassen oder ausgeräumt werden können. Eine Leitung i i dient der Zuführung des Rohteers, eine Leitung i2 der Zuführung von Benzin und eine Leitung 13 dex Zuführung von Wasser.
• Für die Durchführung der zweiten Verfahrensstufe kann ein Reaktionsturm gleicher Art angeordnet sein, in welchen durch die Ableitung 6 das dem Reaktionsturm i entströmende Teer-Verdünnungsmittel-Gemisch geleitet wird. Dieser nachgeschaltete Reaktionsturm io kann ohne Bodenentleerungseinrichtung oder ohne Wasserdurchführungseinrichtung sein. In der Regel werden die sich in dem zweiten Reaktionsturm ausscheidenden Feststoffe restlos von dem über den, Siphon 8 auslaufenden Wasserstrom mitgerissen. Wenn aber durch eine Wasserspülung Emulsionsbildung auftritt, wird ohne diese gearbeitet und dafür eine Bodenentleerungseinrichtung für die Abführung der abgesunkenen Feststoffe aus dem Reaktionsturm io benutzt.
• Zum Zwecke der Erzielung einer erschöpfenden Klärung bzw. einer guten Nachklärung sind zweckmäßig hinter jedem Reaktionsturm Klärbehälter 14 angeordnet, deren regelbarer Bodenausfluß 15 mit der Zuleitung zur oberen Düse des vorgeordneten Reaktionsturmes verbunden ist. Dabei kann bei Bedarf die Rückleitung 16 von dem hinter dem Reaktionsturm io angeordneten. Klärbehälter 14 auch zu der Schwelteerleitung ii zurückführen.
• Die vom Siphon 8 gespeiste Wasserableitung 18 führt zweckmäßig zu einem Klärbehälter i9, dessen Wasserablauf an die Wasserzuteilung 13 der Reaktionstürme angeschlossen sein kann.
• Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann die siphQnartige Reaktionsturmableitung 8 mit einem vorteilhaft mechanisch angetriebenen und auf die Austrittsöffnung des Turmes wirkenden Reiniger 22 versehen sein. Die zum Siphon führende Austrittsöffnung ist zweckmäßig durch einen Schirm 21 überdacht.
• Die Bodenentleerungseinrichtung 9 kann in einem seitlichen, mit Schöpfförderer 23 ausgestatteten Schrägschacht 24 bestehen. Dieser hat eine solche Höhe, daß ein Flüssigkeitsausfluß unterbleibt und nur durch den Schöpfförderer Gut aus dem Reaktionsturm durch den Schacht 24 hindurch ausgebracht wird.
• Mit der dargestellten Anlage wird wie folgt gearbeitet: Mittels Pumpen 2o wird Schwelteer durch die Leitung i i und Benzin durch die Leitung 12 in einem solchen Verhältnis dem Reaktionsturm i zugeführt, daß das sich bildende Teer-Benzin-Gemisch ein spezifisches Gewicht von beispielsweise etwa 0,95 bis o,96 hat. Der Schwefelteer tritt durch die Düse 2 verteilt in den Reaktionsturm i ein und strebt nach unten. Ihm entgegen strömt Benzin durch die Düse 3 verteilt aufwärts. Der untere Teil des Reaktionsturmes i ist durch das durch die Düse 4 einströmende Wasser gefüllt. Beim Zusammentreffen des Schwelteeres mit Benzin bildet sich nach und nach das erstrebte Teer-Benzin-Gemisch, welches sich in dem Klärraum 5 des Reaktionsturmes klärt und durch den Abfluß 6 in den Klärbehälter 14 zur Nachklärung überströmt. Aus dem sich bildenden Teer-Benzin-Gemisch fallen Wasser und grober Staub in der Hauptsache im Reaktionsturm i aus. Durch den Siphon 8 fließt Wasser mit ausgeschiedenen Stoffen beladen ununterbrochen aus und durch die Ableitung 18 dem Klärbehälter ig zu. Der Schöpfförderer 23 führt vom Boden des Behälters die abgesunkenen Feststoffe mit Wasser durch den Schacht a4 in den Abfluß 25, welcher gleichfalls in den Klärbehälter ig mündet. Dieser Klärbehälter ist zweckmäßig in die Kammer 26 für die Aufnahme der groben durch den Schöpfförderer ausgebrachten Feststoffe und die Kammer 27 für die Aufnahme der feineren durch Wasserspülung abgeführten Feststoffe unterteilt. Da die ausgeschiedenen Stoffe in dem Reaktionsturm i oberhalb der Düse 3 eine reine Benzinschicht durchqueren mußten, sind sie völlig teerfrei in die tiefer gelegene Wasserschicht eingetreten.
• Das aus dem Klärbehälter 14 in die Überführungsleitung 17 austretende Teer-Benzin-Gemisch wird durch eine Druckpumpe 2o zur Düse 2 des Reaktionsturmes to gedrückt. In diesen Turm wird durch die Benzinleitung 12 und Düse 3 Benzin in solcher Menge zugeführt, daß das sich in diesem Reaktionsturm bildende Teer-Benzin-Gemisch ein spezifisches Gewicht von etwa 0,93 aufweist. In dem Turm to fallen die Asphaltstoffe aus dem teerhaltigen Gemisch aus, werden auf dem Weg zum Spülwasserstrom durch reines Benzin gewaschen, so daß sie zusammen mit dem von ihnen mitgeführten feinen Staub völlig teerfrei durch das Spülwasser über die Leitung 8 und 18 dem Klärbehälter ig zugeführt werden. Durch den Abfluß 6 gelangt das Teer-Benzin-Gemisch in den Behälter 14 zur Nachklärung, aus welchem es dann praktisch völlig gereinigt, d. h. frei von mechanischen Verunreinigungen, der Weiterverarbeitung, z. B. zur Behandlung mit Natronlauge zum Zwecke der Entphenolierung, zugeführt werden kann.
• Durch den regelbaren Bodenausfluß 15 der Klärbehälter 14 kann man laufend eine bestimmte Menge, beispielsweise 4. % der Durchflußmenge, Teer-Benzin-Gemisch abziehen und der Pumpe zuführen, welche bei den jeweils vorgeschalteten Reaktionsturm Schwelteer bzw. Teer-Benzin-Gemisch in den; Reaktionsturm drückt.
• Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, werden zur Einhaltung langsamer Strömungsgeschwindigkeiten, die im Einzelfall durch Vorversuche festzulegen sind, beispielsweise für die erste Behandlungsstufe zwei Reaktionstürme i angeordnet, welche das noch Asphaltstoffe mitführende Benzin-Teer-Gemisch in einen gemeinsamen Klärbehälter 14 übertreten lassen. Aus diesem wird das nur noch Asphaltstoffe und Feinstaub als mechanische Verunreinigungen mitführende Teer-Benzin-Gemisch durch die Leitung 17 in drei parallel geschaltete Reaktionstürme to gedrückt, welche das ausströmende Teer-Benzin-Gemisch in zwei parallel geschaltete Klärbehälter 14 überfließen lassen.
• Ohne daß Verluste an Teer entstehen und Benzinaustreibungen an den ausgeschiedenen Stoffen zum Zwecke der Vermeidung von Benzinverlusten notwendig sind, wird in ununterbrochener Arbeitsweise nach dem Strömungsprinzip eine völlige Abtrennung der mechanischen Verunreinigungen der Schwelteere erreicht.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Reinigen von Schwelteeren von Wasser, Feststoffen, wie Staub od. dgl., und Asphaltstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwelteer stufenweise mit solchen Mengen von Benzin oder anderen geeigneten Verdünnungsmitteln vermengt wird, daß in der ersten Stufe nur Wasser und feste Verunreinigungen abgeschieden, werden, der Asphalt aber in Lösung verbleibt, worauf in der zweiten Stufe durch Behandlung mit weiteren Mengen Benzin bzw. Verdünnungsmitteln die Asphaltstoffe ausgeschieden werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser zur Ausscheidung, Aufnahme und Abführung der aus dem Teer ausgeschiedenen Feststoffe in den Behandlungsraum mit eingeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnung des Schwelteers in Waschtürmen im Gegenstrom erfolgt und die Teer-Benzin-Gemische in Klärräume geleitet werden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung der Feststoffe aus dem Waschturm teils durch eine mechanische Reinigungsvorrichtung, teils durch die Wasserableitung erfolgt.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser zur Aufnahme, Abführung und Absetzung der aus dem Teer ausgeschiedenen Stoffe im Kreislauf geführt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Verfahrensstufe bei einer Temperatur von etwa 6o bis 70° gearbeitet wird.
7. 7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 6, bestehend in einem Reaktionsturm (i) mit einer oberen Einführungsdüse (2) für den Rohteer, einer unteren Einführungsdüse (3) für das Verdünnungsmittel und unmittelbar darunter einer Wassereinführungsdüse (4), einem zuoberst befindlichen Klärraum (5) mit oben gelegenem Ablauf (6), einem unten befindlichen Klärraum (7) mit einer tief angeschlossenen siphonartigen Ableitung (8) und einer Bodenentleerungsvorrichtung (g) sowie einem zweiten nachgeordneten Reaktionsturm (to) gleicher Art, gegebenerifalls ohne Bodenentleerungs- oder Wassereinführungseinrichtung. B.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß hinter jedem Reaktionsturm ein Klärbehälter (14) für das dem Reaktionsturm entströmende Teer-Benzin-Gemisch angeordnet ist, dessen regelbarer BodenabfluB (Z5) mit der Zuleitung zur oberen Düse eines der vorgeordneten Reaktionstürme verbunden ist.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder bzw. und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserableitung (18) vom Siphon (8) zu einem Klärbehälter (i9) führt, dessen Wasserablauf an die Wasserzuleitung (13) angeschlossen ist. io. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die siphonartige Reaktionsturmableitung (8) mit einem zweckmäßig mechanisch angetriebenen und auf die durch einen Schirm (21) überdachte Austrittsöffnung des Turmes wirkenden Reiniger (22) versehen ist. i i. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenentleerungseinrichtung (9) beim Reaktionsturm in einem seitlichen, mit Schöpfförderer (23) ausgestatteten Schrägschacht (24) solcher Höhe besteht, welcher einen Flüssigkeitsausfluß verhütet.