EP0049325A2 - Verfahren zum Abscheiden von Staub aus Schwelgasen - Google Patents

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EP0049325A2
EP0049325A2 EP81104563A EP81104563A EP0049325A2 EP 0049325 A2 EP0049325 A2 EP 0049325A2 EP 81104563 A EP81104563 A EP 81104563A EP 81104563 A EP81104563 A EP 81104563A EP 0049325 A2 EP0049325 A2 EP 0049325A2
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    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/04—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
    • C10G1/045—Separation of insoluble materials

Definitions

  • the invention has for its object the dust before the condensation of the oil, d. H. to be deposited above the dew point of the condensable hydrocarbons. This can be done by dedusting in the hot gas stream immediately after smoldering.
  • a reducing hot gas with the constituents nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, water vapor, hydrogen and methane as well as small amounts of higher hydrocarbons generated by the combustion of natural gas at air deficiency cannot be treated with electrofiltration in the required temperature range, since the difference between corona threshold voltage and breakdown voltage increases is low.
  • this gas is used to smear oil shale and then contains higher condensable hydrocarbons and oil shale dust, it can be successfully subjected to electrofiltration at temperatures of 300 - 650 ° C.
  • the gas produced during smoldering can also be used as a heat transfer medium after it has been freed from the condensable constituents and heated either directly by partial combustion with an oxygen-containing gas or indirectly in a heat exchanger to a temperature above the smoldering temperature.
  • dust removal by electrofiltration is also possible if the heat necessary for the smoldering is used in a different way, e.g. B. by heated solids, through reactor walls, through the partial combustion of the remaining carbon on the slate, etc., if higher carbon dioxide is present in the carbonization gas in addition to dust. In these cases, a stable voltage field suitable for dust separation can be built up.
  • the temperatures at which the carbonization gas is passed through the electrostatic precipitators are between 300 and 650 ° C, usually over 400 ° C and preferably in the range of 470 -. - 550 ° C.
  • the gas speed is in the usual range between 0.5 and 3.0 m / s, the alley width is more in the lower range of the usual 50 - 100 mm.
  • the DC voltage applied to the filter is approximated in a manner known per se to the maximum possible breakdown voltage by slowly increasing to the flashover, H reduction after the flashover and renewed approximation to the flashover voltage.

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Abstract

Aus Schwelgasen, insbesondere den bei der Verschwelung von Ölschiefer entstandenen, wird Staub durch Elektrofiltration bei Temperaturen oberhalb des Taupunktes der Ölbestandteile, insbesondere zwischen 470 °C und 550 °C abgeschieden.

Description

  • Bei der Schwelung von Ölschiefer werden je nach der Korngröße des zur Schwelung eingesetzten Schiefers und dem Schwelverfahren mit dem Schwelgas mehr oder minder große Staubmengen aus dem Schwelreaktor ausgetragen und gelangen bei der nachfolgenden Kühlung und Kondensation in das öl. Die Staubmenge ist um so größer, je feiner der aufgegebene Schiefer gemahlen ist. Infolge seiner Feinheit ist die Entfernung des Staubes aus dem öl sehr aufwendig und führt zu einer Verminderung der ölausbeute.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Staub vor der Kondensation des öls, d. h. oberhalb des Taupunktes der kondensierbaren Kohlenwasserstoffe abzuscheiden. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Entstaubung unmittelbar nach der Schwelung im heißen Gasstrom erfolgt.
  • Die Entstaubung von Schwelgasen mittels Zyklonen ist bekannt, hat jedoch den Nachteil, daß Feinstäube nur sehr unvollkommen abgetrennt werden könne. Bei der elektrostatischen Abscheidung von Stäuben aus Verbrennungsgas nimmt bei steigender Gastemperatur die Differenz zwischen Koronaeinsatz- und Uberschlagspannung ab. Manche Gase, z. B. die im Temperaturbereich 310 °C bis 350 °C durch Elektro-Entstaubung nicht zu reinigenden Abgase einer Anlage, in der Zementrohmehl mit den Abgasen eines Ofens vorgewärmt wird, lassen sich bei höheren Temperaturen, z. B. 400 °C bis 420 °C durch Elektrofilter entstauben. Dies ist jedoch nicht der Fall bei schwelgasähnlichen reduzierenden Gasen im interessanten Bereich über 300 °C.
  • Ein durch die Verbrennung von Erdgas bei Luftunterschuß erzeugtes reduzierendes heißes Gas mit den Bestandteilen Stickstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserdampf, Wasserstoff und Methan sowie geringe Mengen höherer Kohlenwasserstoffe, kann im erforderlichen Temperaturbereich nicht mit Elektrofiltration behandelt werden, da die Differenz zwischen Koronaeinsatzspannung und Überschlagspannung zu gering ist. Wird dieses Gas jedoch zur Schwelung von Ölschiefer verwendet und enthält dann zusätzlich höhere kondensierbare Kohlenwasserstoffe sowie ölschieferstaub, so kann es mit Erfolg bei Temperaturen von 300 - 650 °C der Elektrofiltration unterworfen werden.
  • Statt Erdgas kann auch das bei der Schwelung entstandene Gas als Wärmeträger eingesetzt werden, nachdem es von den kondensierbaren Bestandteilen befreit und entweder direkt durch teilweise Verbrennung mit einem sauerstoffhaltigen Gas oder indirekt in einem Wärmeaustauscher auf eine Temperatur oberhalb der Schweltemperatur erhitzt wurde. Ferner ist eine Staubentfernung durch Elektrofiltration auch möglich, wenn die zur Schwelung notwendige Wärme auf eine andere Weise wie z. B. durch erhitzte Feststoffe, durch Reaktorwände, durch das teilweise Verbrennen des auf dem Schiefer verbliebenen Kohlenstoffs usw. zugeführt wird, wenn in dem entstandenen Schwelgas neben Staub höhere kondensierbare Kohlenwasserstoffe enthalten sind. In diesen Fällen läßt sich ein stabiles, für eine Staubabscheidung geeignetes Spannungsfeld aufbauen.
  • Die Temperaturen, bei denen das Schwelgas durch die Elektrofilter geführt wird, liegen zwischen 300 und 650 °C, in der Regel über 400 °C und vorzugsweise im Bereich von 470 - .- 550 °C. Die Gasgeschwindigkeit liegt im üblichen Rahmen zwischen 0,5 und 3,0 m/s, die Gassenweite liegt eher im unteren Bereich des üblichen bei 50 - 100 mm.
  • Die am Filter anliegende Gleichspannung wird in an sich bekannter Weise der maximal möglichen überschlagspannung angenähert durch langsames Ansteigen bis zum überschlag, Her- absetzung nach dem Uberschlag und erneute Annäherung an die Uberschlagspannung.
  • Auf diese Weise wurden die bei der Schwelung von Schandelah- ölschiefer enthaltenen Schwelgase bei Temperaturen von 350 - 550 °C bei einer Gassenweite von 65 mm und einer mittleren Spannung von 30 000 V bei einer Staubbeladung von 6 - 11 g/m3N mit Abscheidegraden von z. T. von mehr als 85 % gereinigt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß darauf geachtet werden, daß die Temperatur des Filters so hoch gehalten wird, daß keine ölkondensation auftritt, da die sich dann bildende ölschicht - evtl. durch den sich darauf niederschlagenden Staub - elektrisch leitend ist und an den Elektroisolierungen Stromdurchschläge verursachen kann. Dem kann eine zusätzliche Beheizung der Isolatoren entgegenwirken.

Claims (2)

1. Verfahren zum Abscheiden von Staub aus Schwelgasen, insbesondere bei der Verschwelung von ölschiefer entstandenen Gasen, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwelgase oberhalb des Taupunktes ihrer ölbestandteile einer Elektrofiltration unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrofiltration bei Temperaturen über 350 °C, insbesondere zwischen 470 und 550 °C erfolgt.
EP81104563A 1980-06-25 1981-06-13 Verfahren zum Abscheiden von Staub aus Schwelgasen Expired EP0049325B1 (de)

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