DEP0009877DA

DEP0009877DA - Process for smoldering bituminous materials

Info

Publication number: DEP0009877DA
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mewes
Original assignee: Dr. C. Otto & Co. GmbH, Bochum
Publication date: 1950-12-28

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.The present invention relates to the smoldering of bituminous materials with a content of mineral components of more than 50% of the dry substance in smoldering ovens.

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.Various processes for smoldering substances of this type have become known. In one of these known methods, the charge is ignited on the surface and burns from top to bottom as a result of the gas being sucked off at the bottom of the smoldering furnace. Since considerable sintering occurs here, attempts have been made to prevent this by mixing the air with return gas. However, it is very difficult to obtain constant conditions with this method, since if the O (sub) 2 content of the carbonization gas fluctuates, the O (sub) 2 content of the return gas also fluctuates immediately, so that sintering is not avoided. In addition, monitoring by gas analysis is difficult. On the other hand, in other processes, the sintered material has been removed by using large amounts of water to cause the sintered blocks to disintegrate after the smoldering has taken place. One disadvantage is that the completely moistened residue cannot be used.

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.According to the present invention, these inconveniences are avoided in that the oxygen content of the purge gas is reduced at a controllable level by diluting the air with water vapor, the water vapor being obtained essentially by saturating the air when hot water from the precooler is sprinkled. In this case, maintaining the dilution by measuring the saturation temperature is very easy and very accurate. The regulation can take place automatically in the simplest way by means of a thermostat. In a further embodiment of the process, the temperature and heat conditions of the smoldering and gasification process can be determined can still be largely mastered by periodically blowing with saturated air at different saturation temperatures or with water vapor. This means that hot air is periodically blown when the saturated air is used; and when blowing with water vapor, the temperature is lowered again due to the water gas process occurring as a result of the heat consumption.

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.While in the methods used up to now, the temperature of the gasification zone was not regulated, and the temperature in this rose as it progressed, the temperature is now kept at the desired level by correspondingly increasing the blowing times with steam. Another advantage is that, by blowing in the steam, water gas is obtained, which increases the amount of gas and the calorific value. The water vapor or the water vapor / air mixture is passed through the residue until it has cooled to about 100 ° C to 400 ° C at the bottom of the vessel. As a result, its heat content is fed to the pre-cooler and made usable for steam generation via the running hot water of the same in the saturator when the air is saturated. During the cooling of the residue as described above, the lime fractions are uniformly hydrated, so that they and the sulfate contained in them break down and the lime fractions and sulfate can easily be separated from the other coarse constituents that are valuable as building materials. In the process, an unsintered dry residue is obtained, the coarse part of which can be used as a high-quality building material and the fine part as a fertilizer.

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.An embodiment of the method is to be described using a scheme. The air-vapor mixture enters the furnace 1 from above, flows through the slate bed, in which the oxygen in the air gasifies the fixed carbon that has remained from the smoldering. The mixture of steam and exhaust gas is heated to around 600 - 900 ° C and is now used as a purge gas for the not yet deglazed slate, from which the kerogen is transformed into oil and drifted away when it is heated. The carbonization gas now passes through the nozzle separator 2, the pressure regulator 3 to the electrostatic precipitators 4 and 5, in which the heavier oils are separated. In the pre-cooler 6, the gas is cooled by means of a closed water circuit. This water is passed to the saturator 18, in which the air coming from the fan 17 is brought to the desired temperature and the required saturation by sprinkling. The saturation temperature is regulated by a thermostat that changes the amount of water circulating or the amount of additional steam.

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.In the pre-cooler 6, the carbonization gas passes through the cooler 7, which is expediently operated with recooling water, to the fans 8 and 9, which can be used as required. The aftercooler 10, which is cooled with fresh water, leaves the carbonization gas at a temperature of about 20 °. The de-tarred gas is passed through a preheater 13 and burned in the boiler 12. The exhaust fan 14 pushes the exhaust gas into the chimney 15. The air blower 20 is referred to, which supplies the combustion air via the preheater 13 to the boiler. In order to maintain a constant pressure in the gas line, a bypass, which is controlled by regulator 16, is provided. According to the operating conditions described above, steam can be added through line 11 or only steam can be blown periodically. When the smoldering has ended, the furnace 1 is emptied and the next batch is poured in. Only one furnace is shown in the scheme. In reality, a plant consists of a large number of such furnaces, so that continuity of operation is guaranteed.

Claims

1. A method for smoldering bituminous substances, in particular oil slates, in smoldering ovens, preferably with a smoldering direction from top to bottom, the smoldering material ignited on its surface and the gas formed is sucked off at the bottom of the smoldering furnace, characterized in that the oxygen content of the scavenging air is reduced in a controllable manner by dilution with water vapor, the main part of the water vapor being obtained from saturating air by sprinkling with the hot water of the precooler.

2. The method according to claim 1, characterized in that the regulation of the dilution of the air is carried out by setting the saturation temperature by means of a hand or thermostat.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that periodically with saturated air of different saturation temperature or periodically with saturated air and pure water vapor is blown.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the bubble times of the steam or a very rich steam-air mixture are extended in accordance with the progression of the smoldering zone downwards.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that steam or a very rich steam-air mixture is supplied to the residue until the residue has cooled.

(New) claims

1. A method for smoldering bituminous substances, in particular oil slate, preferably with smoldering from top to bottom with the introduction of a water vapor-air mixture into the smoldering furnace, characterized in that the main part of the water vapor used to saturate the combustion air by sprinkling the air with that from the pre-cooler the hot cooling water running off the distillation gases is generated and the residual steam that may still be required is added in the form of live steam in a controllable amount.

2. The method according to claim 1, characterized in that the saturation temperature of the combustion air is controlled automatically by means of a thermostat.