EP0049325B1 - Verfahren zum Abscheiden von Staub aus Schwelgasen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for separating dust from carbonization gases by electrofiltration at a temperature above the dew point of their oil components.
- German patent specification 537 711 proposes to add low-temperature, cooler gases to low-temperature smoldering gases, whose tar dew point is above 350 ° C. This lowers the gas temperature to approximately 200 ° C.
- the invention has for its object to carry out the dedusting immediately after smoldering in a hot gas stream in a method of the type specified.
- 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 velocity is in the usual range between 0.5 and 3.0 m / s, the alley width is 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 until the breakdown, decreasing after the breakdown and again approaching the breakdown voltage.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Staub aus Schwelgasen durch Elektrofiltration bei einer Temperatur oberhalb des Taupunktes ihrer Ölbestandteile. 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.
- Die Entstaubung von Schwelgasen mittels Zyklonen ist bekannt, hat jedoch den Nachteil, daß Feinstäube nur sehr unvollkommen abgetrennt werden können.
- Es ist daher erwünscht, den Staub vor der Kondensation des Öles, d. h. oberhalb des Taupunktes der kondensierbaren Kohlenwasserstoffe abzuscheiden. Um dies durch eine elektrische Entstaubung zu ermöglichen, schlägt die deutsche Patentschrift 537 711 vor, teerhaltigen Schwelgasen, deren Teertaupunkt über 350 °C liegt, teerarme, kühlere Gase zuzumischen. Hierdurch wird die Gastemperatur auf etwa 200 °C erniedrigt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art die Entstaubung unmittelbar nach der Schwelung im heißen Gasstrom durchzuführen.
- Diese Aufgabe wird mit der Erfindung gelöst. Sie besteht darin, daß bei der Verschwelung von Ölschiefer entstandene Schwelgase der Elektrofiltration bei einer Temperatur zwischen 470 und 550 °C unterworfen werden.
- Bei der elektrostatischen Abscheidung von Stäuben aus Verbrennungsgas nimmt bei steigender Gastemperatur die Differenz zwischen Koronaeinsatz- und Überschlagspannung 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, Herabsetzung nach dem Überschlag und erneute Annäherung an die Überschlagspannung.
- 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 30000 V bei einer Staubbeladung von 6-11 g/m3 N 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 (1)
- Verfahren zum Abscheiden von Staub aus Schwelgasen durch Elektrofiltration bei einer Temperatur oberhalb des Taupunktes ihrer Ölbestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verschwelung von Ölschiefer entstandene Schwelgase der Elektrofiltration bei einer Temperatur zwischen 470 und 550 °C unterworfen werden.
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Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
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| AK | Designated contracting states |
Designated state(s): DE FR GB IT SE |
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| REF | Corresponds to: |
Ref document number: 3172319 Country of ref document: DE Date of ref document: 19851024 |
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| ET | Fr: translation filed | ||
| PLBI | Opposition filed |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260 |
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| PLBI | Opposition filed |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260 |
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| 26 | Opposition filed |
Opponent name: KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Effective date: 19860616 Opponent name: WALTHER & CIE AG Effective date: 19860527 |
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| 26 | Opposition filed |
Opponent name: METALLGESELLSCHAFT AG Effective date: 19860612 |
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| RDAG | Patent revoked |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009271 |
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| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: PATENT REVOKED |
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| 27W | Patent revoked |
Effective date: 19870515 |
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| GBPR | Gb: patent revoked under art. 102 of the ep convention designating the uk as contracting state | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |
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| EUG | Se: european patent has lapsed |
Ref document number: 81104563.2 Effective date: 19880711 |
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| PLAB | Opposition data, opponent's data or that of the opponent's representative modified |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009299OPPO |