DEP0009877DA - Verfahren zum Schwelen von bituminösen Stoffen - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Schwelen von bituminösen Stoffen mit einem Gehalt an mineralischen Bestandteilen von mehr als 50% der Trockensubstanz in Schwelöfen.

Es sind verschiedene Verfahren zum Schwelen von Stoffen dieser Art bekannt geworden. Bei einem dieser bekannten Verfahren wird die Charge an der Oberfläche entzündet und brennt dadurch, daß die Gas am Boden des Schwelofens abgesaugt werden, von oben nach unten ab. Da hierbei erhebliche Sinterungen auftreten, so hat man versucht, diese dadurch zu verhindern, daß die Luft mit Rückgas gemischt wird. Es ist aber sehr schwer, bei diesem Verfahren konstante Verhältnisse zu erhalten, da bei einem Schwanken des O(sub)2-Gehaltes des Schwelgases sofort der O(sub)2-Gehalt des Rückgases auch schwankt, so daß die Sinterungen nicht vermieden werden. Außerdem ist ein Ueberwachen durch Gasanalyse schwierig. Andererseits hat man bei anderen Verfahren das Gesinterte beseitigt, indem man nach erfolgtem Schwelen mittels großer Wassermengen die Sinterblöcke zum Zerfall bringt. Als Nachteil muß man in Kauf nehmen, daß der vollkommen durchfeuchtete Rückstand unverwertbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Uebelstände dadurch vermieden, daß in regelbarer Höhe der Sauerstoffgehalt des Spülgases durch Verdünnen der Luft mit Wasserdampf herabgesetzt wird, wobei der Wasserdampf im wesentlichen durch Aufsättigen der Luft bei Berieseln mit heißem Wasser des Vorkühlers erhalten wird. In diesem Fall ist die Einhaltung der Verdünnung durch Messen der Sättigungstemperatur sehr leicht und sehr genau. Mittels eines Thermostaten kann die Regelung auf einfachste Weise automatisch erfolgen. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann man die Temperatur- und Wärmeverhältnisse des Schwel- und Vergasungsprozesses noch weitgehend dadurch beherrschen, daß periodisch mit gesättigter Luft verschiedener Sättigungstemperatur oder einem Wasserdampf geblasen wird. Hierdurch wird periodisch heißgeblasen bei Anwendung der gesättigten Luft; und beim Blasen mit Wasserdampf wird durch den eintretenden Wassergasprozeß infolge des Wärmeverbrauchs die Temperatur wieder gesenkt.

Während bei den bisher angewendeten Verfahren eine Regelung der Temperatur der Vergasungszone nicht erreicht wurde, und die Temperatur in dieser mit ihrem Fortschreiten stieg, wird jetzt durch entsprechende Vergrößerung der Blasezeiten mit Dampf die Temperatur auf der gewünschten Höhe gehalten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch das Einblasen des Dampfes Wassergas erhalten wird, das die Gasmenge und den Heizwert erhöht. Der Wasserdampf bzw. das Wasserdampf-Luftgemisch wird solange durch den Rückstand geführt, bis dieser am Boden des Gefäßes auf etwa 100°C bis 400°C abgekühlt ist. Dadurch wird sein Wärmeinhalt dem Vorkühler zugeführt und über das ablaufende Heißwasser desselben im Sättiger bei der Aufsättigung der Luft zur Dampferzeugung nutzbar gemacht. Während der vorstehend beschriebenen Kühlung des Rückstandes tritt dabei gleichzeitig eine gleichmäßige Hydratisierung der Kalkanteile ein, so daß diese und das in ihnen enthaltene Sulfat zerfällt und dadurch Kalkanteile und Sulfat von den übrigen als Baustoff wertvollen gröberen Bestandteilen leicht abgetrennt werden können. Bei dem Verfahren wird also ein ungesinterter trockener Rückstand erhalten, dessen grober Teil als hochwertiger Baustoff und dessen feiner Teil als Düngemittel verwertbar ist.

An einem Schema soll eine Ausführungsform des Verfahren beschrieben werden. Das Luft-Dampfgemisch tritt in den Ofen 1 von oben ein, durchströmt die Schieferschüttung, in welcher durch den Sauerstoff der Luft fixer Kohlenstoff, der vom Schwelen verblieben ist, vergast wird. Das Dampf-Abgasgemisch erwärmt sich hierbei auf etwa 600 - 900°C und dient nunmehr als Spülgas für den noch nicht entschwelten Schiefer, aus dem es durch dessen Erwärmung des Kerogen in Oel verwandelt und abtreibt. Das Schwelgas gelangt nun über den Düsenscheider 2, den Druckregler 3 zu den Elektrofiltern 4 und 5, in welchen die schwereren Oele abgeschieden werden. Im Vorkühler 6 wird das Gas mittels eines geschlossenen Wasser-Kreislaufes gekühlt. Dieses Wasser wird zu dem Sättiger 18 geleitet, in welchem die vom Gebläse 17 kommende Luft durch Berieseln auf die gewünschte Temperatur und die erforderliche Sättigung gebracht wird. Die Sättigungstemperatur wird durch einen Thermostaten, der die Umlaufmenge des Wassers oder die menge an Zusatzdampf ändert, geregelt.

Im Vorkühler 6 gelangt das Schwelgas über den Kühler 7, der zweckmäßig mit Rückkühlwasser betrieben wird, zu den Gebläsen 8 und 9, die wahlweise benutzt werden können. Den Nachkühler 10, der mit Frischwasser gekühlt wird, verläßt das Schwelgas mit einer Temperatur von etwa 20°. Das entteerte Gas wird über einen Vorwärmer 13 geleitet und im Kessel 12 verbrannt. Der Abgasventilator 14 drückt das Abgas in den Schornstein 15. Mit 20 ist das Luftgebläse bezeichnet, das die Verbrennungsluft über den Vorwärmer 13 dem Kessel zuführt. Um einen konstanten Druck in der Gasleitung zu halten, ist ein Bypass vorgesehen, der von Regler 16 gesteuert wird. Entsprechend den vorbeschriebenen Betriebsbedingungen kann durch Leitung 11 Dampf zugesetzt werden bzw. periodisch nur mit Dampf geblasen werden. Nach beendetem Schwelen wird der Ofen 1 entleert und die nächste Charge eingefüllt. In dem Schema ist nur ein Ofen dargestellt. In Wirklichkeit besteht eine Anlage aus einer großen Zahl von solchen Oefen, so daß eine Stetigkeit des Betriebes gewährleistet ist.

Claims (5)

1. Verfahren zum Schwelen von bituminösen Stoffen, insbesondere von Oelschiefern, in Schwelöfen vorzugsweise bei einer Schwelrichtung von oben nach unten, wobei das Schwelgut an seiner Oberfläche entzündet und das entstandene Gas am Boden des Schwelofens abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt der Spülluft durch Verdünnen mit Wasserdampf in regelbarer Weise herabgesetzt wird, wobei der Hauptteil des Wasserdampfes aus Aufsättigen von Luft durch Berieseln mit dem heißen Wasser des Vorkühlers erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regeln der Verdünnung der Luft durch die Einstellung der Sättigungstemperatur mittels Hand oder Thermostat erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch mit gesättigter Luft verschiedener Sättigungstemperatur oder periodisch mit gesättigter Luft und reinem Wasserdampf geblasen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend dem Fortschreiten der Schwelzone nach unten die Blasezeiten des Wasserdampfes oder eines an Wasserdampf sehr reichen Dampf-Luft-Gemisches verlängert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserdampf oder eine an Wasserdampf sehr reiches Dampf-Luft-Gemisch bis zur Abkühlung des Rückstandes zugeführt wird.

(Neue) Patentansprüche

1. Verfahren zum Schwelen bitumenhaltiger Stoffe, insbesondere von Oelschiefer, vorzugsweise mit Schwelrichtung von oben nach unten unter Einführung eines Wasserdampf-Luftgemisches in den Schwelofen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des zur Sättigung der Verbrennungsluft dienenden Wasserdampfes durch Berieseln der Luft mit dem vom Vorkühler der Destillationsgase ablaufenden heißen Kühlwasser erzeugt und der gegebenenfalls noch erforderliche Restdampf in Form von Frischdampf in regelbarer Menge zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Sättigungstemperatur der Verbrennungsluft selbsttätig mittels Thermostat erfolgt.