EP0068526A1 - Process for obtaining oil from minerals that contain oil - Google Patents

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EP0068526A1
EP0068526A1 EP82200576A EP82200576A EP0068526A1 EP 0068526 A1 EP0068526 A1 EP 0068526A1 EP 82200576 A EP82200576 A EP 82200576A EP 82200576 A EP82200576 A EP 82200576A EP 0068526 A1 EP0068526 A1 EP 0068526A1
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EP
European Patent Office
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gases
zone
bed
smoldering
oil
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EP82200576A
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German (de)
French (fr)
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EP0068526B1 (en
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Norbert Dipl.-Ing. Magedanz
Horst Dipl.-Ing. Seidel
Hans Jürgen Dr.-Ing. Dipl.-Ing. Weiss
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GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for extracting oil from oil-containing minerals, the oil-containing mineral being charged onto a moving grate, hot gases being passed through the bed in a smoldering zone, the bed being heated to the smoldering temperature, the vaporous and gaseous smoldering products of the carbonization gases are carried along, oil is separated from the carbonization gases in a separation stage, solid carbon contained in the carbonized bed is burned in a subsequent combustion zone by means of oxygen-containing gases passed through it, in a subsequent cooling zone, oil-freed gases from the separation stage are passed through the bed, and the heated gases are returned to the smoldering zone.
  • Oily minerals such as oil sand, diatomaceous earth and in particular oil shale are thermally treated on moving grates to extract their oil content.
  • hot gases are passed through the bed from above and the bed is heated to the smoldering temperature of around 400 to 600 ° C.
  • the hot gases are either neutral or reducing so that the smoldering takes place in the absence of oxygen.
  • various gases and vapors are created from the organic components.
  • the oils are condensed out of the carbonization gases.
  • the gas leaving the condensation then contains non-condensable gases Smoldering gases.
  • the calorific value of the carbonization gases emerging from the carbonization zone is reduced after leaving the separation stage, since the percentage of non-condensable, combustible components is low.
  • some of the non-condensable components in the exhaust gas are lost.
  • the non-condensable constituents that arise in the second smoldering zone are lost or also form a poor gas.
  • a complex regulation for compliance with non-oxidizing conditions in the combustion zone of the solid fuel is required and this compliance with non-oxidizing conditions is hardly possible.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages described and, in particular, to allow smoldering and combustion with the least possible expenditure on apparatus and control technology, with as much oil and energy as possible being obtained from the minerals used.
  • This object is achieved according to the invention in that the solid carbon in the upper layer of the bed on Ignited at the beginning of the combustion zone by means of an ignition furnace and the combustion zone is then led through the bed by means of the oxygen-containing gases drawn through, the amount of the oxygen-containing gases drawn through is controlled in such a way that the bed is brought to the maximum possible temperature by the combustion of solid carbon , a partial flow of the gases emerging from the separation stage is heated in indirect heat exchange with the exhaust gases of the combustion zone, passed through the bed in the cooling zone, further heated there and then returned to the smoldering zone, and a partial flow of the gases emerging from the separation stage is removed.
  • the combustion of the solid carbon in the combustion zone is controlled in such a way that the temperature in the bed and thus also in the exhaust gases is as high as possible. This is done by regulating the amount of oxygen-containing gases drawn through, which generally consist of air. The amount of gas is increased until the temperature maximum of the exhaust gas temperature is reached. This is the optimal amount of gas. If the exhaust gas temperature drops, the optimal amount of gas is exceeded. It is consciously accepted that in some cases the solid carbon is not completely burned. For large grains in particular, it may be more advantageous to burn only the solid carbon present in the outer parts of the grains and to refrain from burning the carbon inside the grains. To ignite the solid carbon in the combustion zone, part of the gas discharged from the separation stage can be used, the non-condensable, combustible smoldering products of which are burned.
  • One embodiment of the invention is that the gases which are further heated in the cooling zone are heated to the temperature of smoldering by additional heating in an indirect heat exchanger before entering the smoldering zone. This additional heating is used when the recirculated gases have not yet reached the required smoldering temperature after passing through the cooling zone.
  • the necessary heat can be brought into the heat exchanger by energy from our own process or by external energy.
  • the heat content of the heating medium emerging from the heat exchanger can be used to preheat combustible heating media before they enter the heat exchanger to preheat the fuel for ignition and to preheat the oil-containing minerals.
  • a preferred embodiment is that the additional heating is carried out by combustion of the partial flow of the gases derived from the separation stage.
  • the calorific value of these gases can be advantageously used for the process.
  • a preferred embodiment is that the burned material thrown off the traveling grate after the cooling zone is further cooled in a separate cooler in direct contact with gaseous cooling media. In this way, further cooling required for the removal of the fired material can be carried out economically and independently of the process on the traveling grate.
  • a preferred embodiment is that the heat absorbed by the cooling medium is returned to the process.
  • the heat of the cooling medium can be used to preheat oily minerals or to preheat burners substances are used and thus also used in the process.
  • a preferred embodiment consists in the fact that the composition of the gases introduced into the smoldering zone corresponds approximately to the composition of the gases newly formed during the smoldering without the condensable components. This ensures that the gas derived from the separation stage has a high calorific value.
  • the invention is illustrated by the figure.
  • the oily material 1 is charged onto the traveling grate 2.
  • the bed 3 is successively transported through the smoldering zone 4, combustion zone 5 and cooling zone 6.
  • a gas hood 7 is located above the smoldering zone 4 and wind boxes 8 are arranged below the smoldering zone 4.
  • Wind boxes 9 are located below the combustion zone 5 and the ignition furnace 10 is arranged above the beginning of the combustion zone 5.
  • Wind boxes 11 are located below the cooling zone 6 and the gas hood 12 is arranged above.
  • Hot gases are conducted via line 13 and gas hood 7 into the smoldering zone 4 and are sucked there through the bed 3 into the wind boxes 8.
  • the carbonization gases containing carbonization products are passed via line 14 into the separation stage 15. There the oil is separated and discharged via line 16.
  • a partial flow of the gases freed from oil is returned and passed via line 17 into the indirect heat exchanger 18.
  • the solid carbon is ignited in the surface of the carbonized bed 3 under the ignition furnace 10.
  • air 19 is drawn through the bed into the wind boxes 9 and the combustion zone is guided through the bed from top to bottom.
  • the hot exhaust gases are passed via lines 20 into the heat exchanger 18, where they heat up the gas returned from the separation stage and are conducted via lines 19 into the gas cleaning 20 and from there into the chimney 21.
  • the amount of air 19 in the combustion zone 5 is controlled so that the bed 3 has the maximum possible temperature at the end of the combustion zone. This means that the more than 20 exhaust gases entering the heat exchanger have the maximum possible temperature.
  • the hot, fired bed 3 reaches the cooling zone 6.
  • the heated, recirculated gases are passed via line 22 into the gas hood 12 and sucked through the bed 3 into the wind boxes 11.
  • the bed 3 is cooled and the gas is further heated.
  • the gas is fed into the indirect heat exchanger 24 via line 23.
  • the partial flow of the gases freed from oil, which is derived from the separation stage 15, is passed via line 25 into the heat exchanger 24 and the combustible, non-condensable smoldering products contained therein are burned.
  • the fuel gases leave the heat exchanger 24 via line 26.
  • the recirculated gas is heated in the heat exchanger 24 to the temperature required for smoldering and passed into the smoldering zone 4 via line 13.
  • Part of the gas stream is passed from line 25 via line 27 into the ignition furnace 10 and burned there.
  • the precooled bed 3 is thrown off the traveling grate into a separate cooler 28. Air is introduced there via line 29, the material is cooled to the temperature required for removal and the heated cooling air is removed via line 30.
  • the heated cooling air 30 and the flue gases 26 can be used to preheat oil-containing material before the smoldering or to preheat the gases in line 25.
  • An excess of gas that must be removed from the separation stage is withdrawn via line 31 and can be used as a gas with a good calorific value for other purposes.
  • the advantages of the invention are that the carbonization and combustion of the solid carbon can be carried out in a technically simple manner on a traveling grate, one good oil yield achieved that. optimal use is made of heat generated in the process and a gas with high calorific value is generated. It is also possible to process minerals that contain less solid carbon after the smoldering process, the required amount of external energy is reduced, or there is more excess heat.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Gewinnung von Öl aus ölhaltigen Mineralien auf einem Wanderrost werden in einer Schwelzone (4) heisse Gase (13) durch das Bett (3) geleitet, in einer Abscheidestufe (15) Öl (16) aus den Schwelgasen (14) abgetrennt, in einer anschliessenden Verbrennungszone (5) im abgeschwelten Bett (3) enthaltener fester Kohlenstoff mittels hindurchgeleiteter sauerstoffhaltiger Gase (19) verbrannt, in einer anschliessenden Kühlzone (6) von Öl befreite Gase (22) aus der Abscheidestufe (15) durch das Bett (3) geleitet und die aufgeheizten Gase (13) in die Schwelzone (4) zurückgeleitet. Zur Gewinnung von möglichst viel Öl und Energie mit geringem Aufwand wird der feste Kohlenstoff in der Oberschicht des Bettes (3) am Anfang der Verbrennungszone (5) mittels eines Zündofens (10) gezündet und die Verbrennungszone anschliessend mittels der hindurchgesaugten sauerstoffhaltigen Gase (19) durch das Bett (3) geführt, die Menge der durchgesaugten sauerstoffhaltigen Gase (19) so gesteuert, dass durch die Verbrennung von festem Kohlenstoff das Bett auf die maximal mögliche Temperatur gebracht wird, ein Teilstrom der aus der Abscheidestufe (15) austretenden Gase (17) im indirekten Wärmeaustausch (18) gegen die Abgase (20) der Verbrennungszone (5) aufgeheizt, in der Kühlzone (6) durch das Bett (3) geleitet, dort aufgeheizt und dann in die Schwelzone (4) zurückgeleitet und ein Teilstrom (25) der aus der Abscheidestufe (15) austretenden Gase abgeführt.In a method for extracting oil from oil-containing minerals on a traveling grate, hot gases (13) are passed through the bed (3) in a smoldering zone (4) and oil (16) is separated from the smoldering gases (14) in a separation stage (15) , in a subsequent combustion zone (5) burned solid carbon contained in the carbonized bed (3) by means of oxygen-containing gases (19) passed through it, in a subsequent cooling zone (6) oil-free gases (22) from the separation stage (15) through the bed ( 3) and the heated gases (13) are returned to the smoldering zone (4). In order to extract as much oil and energy as possible with little effort, the solid carbon in the upper layer of the bed (3) is ignited at the beginning of the combustion zone (5) by means of an ignition furnace (10) and the combustion zone is then blown through by means of the oxygen-containing gases (19) drawn through it the bed (3) is guided, the amount of the oxygen-containing gases (19) drawn through is controlled in such a way that the bed is brought to the maximum possible temperature by the combustion of solid carbon, a partial flow of the gases (17) emerging from the separation stage (15) heated in indirect heat exchange (18) against the exhaust gases (20) of the combustion zone (5), passed through the bed (3) in the cooling zone (6), heated there and then returned to the smoldering zone (4) and a partial flow (25) the gases emerging from the separation stage (15).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Öl aus ölhaltigen Mineralien, wobei das ölhaltige Mineral auf einen Wanderrost chargiert wird, in einer Schwelzone heiße Gase durch das Bett geleitet werden, das Bett dabei auf die Schweltemperatur aufgeheizt wird, die dampf- und gasförmigen Schwelprodukte von den Schwelgasen mitgeführt werden, in einer Abscheidestufe Öl aus den Schwelgasen abgetrennt wird, in einer anschließenden Verbrennungszone im abgeschwelten Bett enthaltener fester Kohlenstoff mittels hindurchgeleiteter sauerstoffhaltiger Gase verbrannt wird, in einer anschließenden Kühlzone von Öl befreite Gase aus der Abscheidestufe durch das Bett geleitet werden, und die aufgeheizten Gase in die Schwelzone zurückgeleitet werden.The invention relates to a method for extracting oil from oil-containing minerals, the oil-containing mineral being charged onto a moving grate, hot gases being passed through the bed in a smoldering zone, the bed being heated to the smoldering temperature, the vaporous and gaseous smoldering products of the carbonization gases are carried along, oil is separated from the carbonization gases in a separation stage, solid carbon contained in the carbonized bed is burned in a subsequent combustion zone by means of oxygen-containing gases passed through it, in a subsequent cooling zone, oil-freed gases from the separation stage are passed through the bed, and the heated gases are returned to the smoldering zone.

Ölhaltige Mineralien wie Ölsand,Diatomeenerde und insbesondere Ölschiefer werden zur Gewinnung ihres Ölgehaltes auf Wanderrosten thermisch behandelt. In der Schwelzone werden heiße Gase von oben durch das Bett geleitet und das Bett dabei auf die Schweltemperatur von etwa 400 bis 600 °C aufgeheizt. Die heißen Gase sind entweder neutral oder reduzierend, so daß die Schwelung in Abwesenheit von Sauerstoff erfolgt. Bei der Schwelung entstehen aus den organischen Bestandteilen verschiedene Gase und Dämpfe. Aus den Schwelgasen werden die Öle auskondensiert. Das die Kondensation verlassende Gas enthält dann noch nicht-kondensierbare Schwelgase. Der abgeschwelte Rückstand auf der Sintermaschine enthält festen Kohlenstoff als Schwel-= produkt. Dieser Kohlenstoff muß aus wärmeökonomischen Gründen verbrannt werden, und die dabei erzeugte Wärme für das Verfahren ausgenutzt werden.Oily minerals such as oil sand, diatomaceous earth and in particular oil shale are thermally treated on moving grates to extract their oil content. In the smoldering zone, hot gases are passed through the bed from above and the bed is heated to the smoldering temperature of around 400 to 600 ° C. The hot gases are either neutral or reducing so that the smoldering takes place in the absence of oxygen. During the smoldering process, various gases and vapors are created from the organic components. The oils are condensed out of the carbonization gases. The gas leaving the condensation then contains non-condensable gases Smoldering gases. The abgeschwelte residue on the sintering machine contains solid carbon as threshold = product. This carbon has to be burned for heat-economic reasons, and the heat generated in the process must be used.

Aus der US - PS 3 325 395 ist es bekannt, in einer ersten Zone des Wanderrostes nur eine Schwelung im oberen Teil des Bettes mittels hindurchgeleiteter heißer, nichtoxidierender Gase durchzuführen und in einer zweiten Zone den im oberen Teil des Bettes gebildeten festen Kohlenstoff mittels hindurchgeleiteter Luft zu verbrennen, und mittels der dabei entstandenen heißen Gase die Schwelung im unteren Teil des Bettes durchzuführen. Nach der Kondensation der Öle wird das Gas in der Kühlzone von unten durch das Bett geleitet, dabei aufgeheizt und nach Verbrennung von brennbaren Bestandteilen unter Luftzufuhr wieder in die erste Schwelzone geleitet. Ein Teilstrom der aus der Kühlzone austretenden Gase wird abgezweigt.From US Pat. No. 3,325,395 it is known to carry out only a smoldering in the upper part of the bed by means of hot, non-oxidizing gases passed through it in a first zone of the traveling grate and in a second zone the solid carbon formed in the upper part of the bed by means of air passed through it to burn, and by means of the resulting hot gases to smolder in the lower part of the bed. After the condensation of the oils, the gas in the cooling zone is passed through the bed from below, heated up and, after burning combustible constituents, fed back into the first smoldering zone with air supply. A partial flow of the gases emerging from the cooling zone is branched off.

Durch die Verbrennung der nicht-kondensierbaren Bestandteile im rückgeleiteten Gasstrom wird der Heizwert der aus der Schwelzone austretenden Schwelgase nach Verlassen der Abscheidestufe herabgesetzt, da der prozentuale Gehalt an nicht-kondensierbaren, brennbaren Bestandteilen gering ist. Außerdem geht ein Teil der nicht-kondensierbaren Bestandteile im Abgas verloren. Die in der zweiten Schwelzone entstehenden nicht-kondensierbaren Bestandteile gehen verloren bzw. bilden ebenfalls ein Armgas. Außerdem ist eine aufwendige Regelung für die Einhaltung nicht-oxidierender Bedingungen in der Verbrennungszone des festen Brennstoffes erforderlich und diese Einhaltung von nicht-oxidierenden Bedingungen kaum möglich.Due to the combustion of the non-condensable components in the returned gas stream, the calorific value of the carbonization gases emerging from the carbonization zone is reduced after leaving the separation stage, since the percentage of non-condensable, combustible components is low. In addition, some of the non-condensable components in the exhaust gas are lost. The non-condensable constituents that arise in the second smoldering zone are lost or also form a poor gas. In addition, a complex regulation for compliance with non-oxidizing conditions in the combustion zone of the solid fuel is required and this compliance with non-oxidizing conditions is hardly possible.

Aus der US-PS 3 644 193 ist es bekannt, in einer ersten Zone die aus der Schwelzone austretenden Gase von unten durch das Bett zu leiten, dieses dabei auf eine Temperatur unterhalb der Schweltemperatur vorzuwärmen, die Gase dabei abzukühlen und anschließend in eine mechanische Abscheidungsstufe zur Abscheidung der Öle zu leiten. In einer zweiten Zone erfolgt die Schwelung mittels hindurchgeleiteter heißer Gase, in einer dritten Zone die Verbrennung des festen Kohlenstoffs mittels hindurchgeleiteter heißer Luft, die in der anschließenden Kühlzone aufgeheizt wurde. Die heißen Gase aus der Verbrennungszone werden in einem runden Wanderrost durch ein Bett von Wärmeaustauschkörpern geleitet und heizen diese auf. Durch die aufgeheizten Wärmeaustauschkörper wird das Gas aus der Abscheidestufe geleitet, dabei aufgeheizt und dann wieder in die Schwelstufe geleitet. Ein Teilstrom des Gases aus der Abscheidestufe wird verbrannt und den Gasen aus der Verbrennungszone zugemischt. Die mehrmalige Austreibung des Öls verringert die Ausbeute. Der Wärmeaustausch unter Verwendung von Wärmeaustauschkörpern ist aufwendig, verursacht Wärmeverluste, die Wärmeaustauschkörper werden durch Staub verunreinigt und müssen gereinigt werden.From US Pat. No. 3,644,193 it is known in a first zone to pass the gases emerging from the smoldering zone through the bed from below, in the process to a temperature below preheat to half the temperature, cool the gases and then pass them to a mechanical separation stage to separate the oils. In a second zone, the smoldering takes place by means of hot gases passed through, in a third zone the solid carbon is burned by means of hot air passed through, which was heated in the subsequent cooling zone. The hot gases from the combustion zone are guided in a round moving grate through a bed of heat exchange bodies and heat them up. The gas is led out of the separation stage through the heated heat exchange bodies, heated up and then passed back into the smoldering stage. A partial flow of the gas from the separation stage is burned and mixed with the gases from the combustion zone. The multiple expulsion of the oil reduces the yield. The heat exchange using heat exchange bodies is complex, causes heat loss, the heat exchange bodies are contaminated by dust and must be cleaned.

Aus der US - PS 4 039 427 ist es bekannt, eine Schwelung mit anschließender Kühlung auf einem ersten Wanderrost und eine Verbrennung des festen Kohlenstoffs sowie restlicher Kohlenwasserstoffe auf einem zweiten Wanderrost durchzuführen. Das Schwelgas wird nach der Abscheidung des Öls durch die Kühlzone gedrückt, dabei aufgeheizt, ein Teilstrom abgeleitet, ein anderer Teilstrom durch das heiße Bett des zweiten Wanderrostes geleitet, dort weiter aufgeheizt und dann in die Schwelzone geleitet. Es sind zwei Wanderroste erforderlich, bei der Übergabe treten Wärmeverluste ein, der durch die Kühlung auf dem ersten Wanderrost bedingte Wärmeverlust muß auf dem zweiten Wanderrost durch entsprechende Energiezufuhr ausgeglichen werden, und das aus der Kühlzone des ersten Wanderrostes abgeleitete Gas, das nicht-kondensierbare Bestandteile enthält, wird unnötig aufgeheizt.From US Pat. No. 4,039,427 it is known to carry out smoldering with subsequent cooling on a first traveling grate and combustion of the solid carbon and residual hydrocarbons on a second traveling grate. After the separation of the oil, the smoldering gas is pressed through the cooling zone, heated up, one partial flow diverted, another partial flow passed through the hot bed of the second traveling grate, further heated there and then passed into the smoldering zone. Two moving grates are required, heat losses occur during the transfer, the heat loss due to cooling on the first moving grate must be compensated for by appropriate energy supply on the second moving grate, and the gas derived from the cooling zone of the first moving grate, the non-condensable constituents contains is unnecessary heated up.

Aus der US - PS 4 082 645 ist es ebenfalls bekannt, in der Schwelzone nur eine Schwelung im oberen Teil des Bettes und in der Verbrennungszone die Schwelung im unteren Teil des Bettes durchzuführen, wobei geregelte Mengen an Sauerstoff durch das Bett geführt werden. Da die Gase aus allen Schwelzonen und der Kühlzone zusammengefaßt werden, fällt nach der Abscheidung des Öls nur ein Armgas an. Außerdem treten die bereits geschilderten Probleme der Regelung des Sauerstoffgehaltes in der Schwelzone auf.From the US - PS 4,082,645 it is also known to carry out the carbonization in the lower part of the bed in the carbonizing, only a carbonization in the upper part of the bed and combustion zone, controlled amounts are out of oxygen through the bed. Since the gases from all smoldering zones and the cooling zone are combined, only one lean gas is produced after the oil has been separated. In addition, the problems of regulating the oxygen content in the smoldering zone already described occur.

Aus der US - PS 4 193 862 ist es bekannt, nach einer Schwelzone die Verbrennung des festen Kohlenstoffs unter Durchsaugung von sauerstoffhaltigen Gasen mit 5 - 15 % Wassergehalt durchzuführen. Die Gase aus der Schwelzone werden nach der Ölabscheidung durch die Kühlzone und von dort wieder in die Schwelzone geleitet. Ein Teilstrom wird am Ende der Kühlzone abgeleitet. Die Spaltung des Wassergehaltes in der Verbrennungszone ist eine endotherme Reaktion, die also Wärme verbraucht. Dieses Verfahren kann also nur dann angewendet werden, wenn ein so großer Gehalt an festem Kohlenstoff vorliegt, daß ein Überschuß im Hinblick auf den Wärmebedarf des gesamten Prozesses vorliegt. Außerdem fällt nach der Abscheidung des Öls ein Armgas an, dessen abgeleiteter Teilstrom unnötig aufgeheizt wird.From US Pat. No. 4,193,862, it is known to carry out the combustion of the solid carbon after the smoldering zone by sucking in oxygen-containing gases with a water content of 5-15%. After the oil separation, the gases from the smoldering zone are passed through the cooling zone and from there back into the smoldering zone. A partial flow is discharged at the end of the cooling zone. The splitting of the water content in the combustion zone is an endothermic reaction, which means that it consumes heat. This method can therefore only be used if the solid carbon content is such that there is an excess in terms of the heat requirement of the entire process. In addition, after the oil has been separated, a lean gas is produced, the partial flow of which is unnecessarily heated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Schwelung und Verbrennung mit möglichst geringem apparativen und regeltechnischem Aufwand zu ermöglichen, wobei möglichst viel Öl und Energie aus den eingesetzten Mineralien gewonnen wird.The object of the invention is to avoid the disadvantages described and, in particular, to allow smoldering and combustion with the least possible expenditure on apparatus and control technology, with as much oil and energy as possible being obtained from the minerals used.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der feste Kohlenstoff in der Oberschicht des Bettes am Anfang der Verbrennungszone mittels eines Zündofens gezündet und die Verbrennungszone anschließend mittels der hindurchgesaugten sauerstoffhaltigen Gase durch das Bett geführt wird, die Menge der durchgesaugten sauerstoffhalti- gen Gase so gesteuert wird, daß durch die Verbrennung von festem Kohlenstoff das Bett auf die maximal mögliche Temperatur gebracht wird, ein Teilstrom der aus der Abscheidestufe austretenden Gase im indirekten Wärmeaustausch gegen die Abgase der Verbrennungszone aufgeheizt, in der Kühlzone durch das Bett geleitet, dort weiter aufgeheizt und dann in die Schwelzone zurückgeleitet wird, und ein Teilstrom der aus der Abscheidestufe austretenden Gase abgeführt wird.This object is achieved according to the invention in that the solid carbon in the upper layer of the bed on Ignited at the beginning of the combustion zone by means of an ignition furnace and the combustion zone is then led through the bed by means of the oxygen-containing gases drawn through, the amount of the oxygen-containing gases drawn through is controlled in such a way that the bed is brought to the maximum possible temperature by the combustion of solid carbon , a partial flow of the gases emerging from the separation stage is heated in indirect heat exchange with the exhaust gases of the combustion zone, passed through the bed in the cooling zone, further heated there and then returned to the smoldering zone, and a partial flow of the gases emerging from the separation stage is removed.

In der Schwelzone erfolgt praktisch eine vollständige Schwelung. Die Verbrennung des festen Kohlenstoffs in der Verbrennungszone wird so gesteuert, daß eine möglichst hohe Temperatur im Bett und damit auch in den Abgasen entsteht. Dies geschieht durch eine Regelung der Menge der durchgesaugten sauerstoffhaltigen Gase, die im allgemeinen aus Luft bestehen. Die Gasmenge wird so lange gesteigert bis das Temperaturmaximum der Abgastemperatur erreicht ist. Dies ist die optimale Gasmenge. Wenn ein Abfall der Abgastemperatur eintritt, ist die optimale Gasmenge überschritten. Dabei wird bewußt in Kauf genommen, daß in manchen Fällen keine vollständige Verbrennung des festen Kohlenstoffs erfolgt. Insbesondere bei großen Körnern kann es nämlich vorteilhafter sein, nur den festen Kohlenstoff zu verbrennen, der in den äußeren Teilen der Körner vorliegt, und auf die Verbrennung des Kohlenstoffs im Inneren der Körner zu verzichten. Zur Zündung des festen Kohlenstoffs in der Verbrennungszone kann ein Teil des aus der Abscheidestufe abgeführten Gases verwendet werden, dessen nicht-kondensierbare, brennbare Schwelprodukte dabei verbrannt werden.In the smoldering zone there is practically complete smoldering. The combustion of the solid carbon in the combustion zone is controlled in such a way that the temperature in the bed and thus also in the exhaust gases is as high as possible. This is done by regulating the amount of oxygen-containing gases drawn through, which generally consist of air. The amount of gas is increased until the temperature maximum of the exhaust gas temperature is reached. This is the optimal amount of gas. If the exhaust gas temperature drops, the optimal amount of gas is exceeded. It is consciously accepted that in some cases the solid carbon is not completely burned. For large grains in particular, it may be more advantageous to burn only the solid carbon present in the outer parts of the grains and to refrain from burning the carbon inside the grains. To ignite the solid carbon in the combustion zone, part of the gas discharged from the separation stage can be used, the non-condensable, combustible smoldering products of which are burned.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die in der Kühlzone weiter aufgeheizten Gase vor dem Eintritt in die Schwelzone durch Zusatzbeheizung in einem indirekten Wärmeaustauscher auf die Schweltemperatur aufgeheizt werden. Diese Zusatzbeheizung wird dann angewendet, wenn die rückgeführten Gase nach dem Durchgang durch die Kühlzone noch nicht die erforderliche Schweltemperatur aufweisen. Die notwendige Wärme kann durch Energie aus dem eigenen Prozeß oder durch Fremdenergie in den Wärmeaustauscher eingebracht werden.One embodiment of the invention is that the gases which are further heated in the cooling zone are heated to the temperature of smoldering by additional heating in an indirect heat exchanger before entering the smoldering zone. This additional heating is used when the recirculated gases have not yet reached the required smoldering temperature after passing through the cooling zone. The necessary heat can be brought into the heat exchanger by energy from our own process or by external energy.

Der Wärmeinhalt des aus dem Wärmetauscher austretenden Heizmediums kann zur Vorwärmung von brennbaren Heizmedien vor ihrem Eintritt in den Wärmeaustauscher zur Vorwärmung des Brennstoffes für die Zündung und zur Vorwärmung der ölhaltigen Mineralien verwendet werden.The heat content of the heating medium emerging from the heat exchanger can be used to preheat combustible heating media before they enter the heat exchanger to preheat the fuel for ignition and to preheat the oil-containing minerals.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Zusatzbeheizung durch Verbrennung des aus der Abscheidestufe abgeleiteten Teilstromes der Gase erfolgt. Dadurch kann der Heizwert dieser Gase in günstiger Weise für den Prozeß ausgenutzt werden.A preferred embodiment is that the additional heating is carried out by combustion of the partial flow of the gases derived from the separation stage. As a result, the calorific value of these gases can be advantageously used for the process.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das nach der Kühlzone vom Wanderrost abgeworfene gebrannte Material in einem separaten Kühler in direktem Kontakt mit gasförmigen Kühlmedien weiter gekühlt wird. Auf diese Weise kann eine für den Abtransport des gebrannten Materials erforderliche weitere Abkühlung in wirtschaftlicher Weise und unabhängig von dem Prozeß auf dem Wanderrost erfolgen.A preferred embodiment is that the burned material thrown off the traveling grate after the cooling zone is further cooled in a separate cooler in direct contact with gaseous cooling media. In this way, further cooling required for the removal of the fired material can be carried out economically and independently of the process on the traveling grate.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die von dem Kühlmedium aufgenommene Wärme in den Prozeß zurückgeführt wird. Die Wärme des Kühlmediums kann zur Vorwärmung von ölhaltigen Mineralien oder zur Vorwärmung von Brennstoffen verwendet werden und somit auch im Prozeß ausgenutzt werden.A preferred embodiment is that the heat absorbed by the cooling medium is returned to the process. The heat of the cooling medium can be used to preheat oily minerals or to preheat burners substances are used and thus also used in the process.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Zusammensetzung der in die Schwelzone eingeleiteten Gase in etwa der Zusammensetzung der bei der Schwelung neu anfallenden Gase ohne die kondensierbaren Bestandteile entspricht. Dadurch wird erreicht, daß das aus der Abscheidestufe abgeleitete Gas einen hohen Heizwert hat.A preferred embodiment consists in the fact that the composition of the gases introduced into the smoldering zone corresponds approximately to the composition of the gases newly formed during the smoldering without the condensable components. This ensures that the gas derived from the separation stage has a high calorific value.

Die Erfindung wird an Hand der Figur näher erläutert.The invention is illustrated by the figure.

Das ölhaltige Material 1 wird auf den Wanderrost 2 chargiert. Das Bett 3 wird nacheinander durch die Schwelzone 4, Yerbrennungszone 5 und Kühlzone 6 transportiert. Über der Schwelzone 4 ist eine Gashaube 7 und unter der Schwelzone 4 sind Windkästen 8 angeordnet. Unter der Verbrennungszone 5 sind Windkästen 9 und oberhalb des Anfanges der Verbrennungszone 5 ist der Zündofen 10 angeordnet. Unterhalb der Kühlzone 6 sind Windkästen 11 und oberhalb ist die Gashaube 12 angeordnet. Über Leitung 13 und Gashaube 7 werden heiße Gase in die Schwelzone 4 geleitet und dort durch das Bett 3 in die Windkästen 8 gesaugt. Über Leitung 14 werden die Schwelprodukte enthaltenden Schwelgase in die Abscheidestufe 15 geleitet. Dort wird das Öl abgeschieden und über Leitung 16 abgeführt. Ein Teilstrom der von Öl befreiten Gase wird zurückgeleitet und über Leitung 17 in den indirekten Wärmeaustauscher 18 geleitet. Beim Eintritt in die Verbrennungszone 5 wird der feste Kohlenstoff in der Oberfläche des abgeschwelten Bettes 3 unter dem Zündofen 10 gezündet. Anschließend wird Luft 19 durch das Bett in die Windkästen 9 gesaugt und dabei die Brennzone durch das Bett von oben nach unten geführt. Die heißen Abgase werden über Leitungen 20 in den Wärmeaustauscher 18 geleitet, heizen dort das von der Abscheidestufe zurückgeleitete Gas auf und werden über Leitung 19 in die Gasreinigung 20 und von dort in den Kamin 21 geleitet. Die Menge der Luft 19 in der Verbrennungszone 5 wird so geregelt, daß das Bett 3 am Ende der Verbrennungszone die maximal mögliche Temperatur aufweist. Damit haben dann auch die über 20 in den Wärmeaustauscher eintretenden Abgase die maximal mögliche Temperatur. Das heiße, gebrannte Bett 3 gelangt in die Kühlzone 6. Dort werden die aufgeheizten, rückgeführten Gase über Leitung 22 in die Gashaube 12 geleitet und durch das Bett 3 in die Windkästen 11 gesaugt. Dabei wird das Bett 3 abgekühlt und das Gas weiter aufgeheizt. Über Leitung 23 wird das Gas in den indirekten Wärmeaustauscher 24 geleitet. Über Leitung 25 wird der aus der Abscheidestufe 15 abgeleitete Teilstrom der von Öl befreiten Gase in den Wärmeaustauscher 24 geleitet und die in ihm enthaltenen brennbaren, nicht-kondensierbaren Schwelprodukte verbrannt. Die Brenngase verlassen den Wärmeaustauscher 24 über Leitung 26. Das rückgeführte Gas wird im Wärmeaustauscher 24 auf die zur Schwelung erforderliche Temperatur aufgeheizt und über Leitung 13 in die Schwelzone 4 geleitet. Ein Teil des Gasstromes wird aus Leitung 25 über Leitung 27 in den Zündofen 10 geleitet und dort verbrannt. Das vorgekühlte Bett 3 wird vom Wanderrost in einen separaten Kühler 28 abgeworfen. Dort wird über Leitung 29 Luft eingeleitet, das Material auf die zum Abtransport nötige Temperatur abgekühlt und die erwärmte Kühlluft über Leitung 30 abgeführt. Die erwärmte Kühlluft 30 und die Rauchgase 26 können zur Vorwärmung von ölhaltigem Material vor der Schwelung oder zur Vorwärmung der Gase in Leitung 25 verwendet werden. Ein Überschuß an Gas, das aus der Abscheidestufe abgeführt werden muß, wird über Leitung 31 abgezogen und kann als Gas mit gutem Heizwert für andere Zwecke verwendet werden.The oily material 1 is charged onto the traveling grate 2. The bed 3 is successively transported through the smoldering zone 4, combustion zone 5 and cooling zone 6. A gas hood 7 is located above the smoldering zone 4 and wind boxes 8 are arranged below the smoldering zone 4. Wind boxes 9 are located below the combustion zone 5 and the ignition furnace 10 is arranged above the beginning of the combustion zone 5. Wind boxes 11 are located below the cooling zone 6 and the gas hood 12 is arranged above. Hot gases are conducted via line 13 and gas hood 7 into the smoldering zone 4 and are sucked there through the bed 3 into the wind boxes 8. The carbonization gases containing carbonization products are passed via line 14 into the separation stage 15. There the oil is separated and discharged via line 16. A partial flow of the gases freed from oil is returned and passed via line 17 into the indirect heat exchanger 18. When entering the combustion zone 5, the solid carbon is ignited in the surface of the carbonized bed 3 under the ignition furnace 10. Subsequently, air 19 is drawn through the bed into the wind boxes 9 and the combustion zone is guided through the bed from top to bottom. The hot exhaust gases are passed via lines 20 into the heat exchanger 18, where they heat up the gas returned from the separation stage and are conducted via lines 19 into the gas cleaning 20 and from there into the chimney 21. The amount of air 19 in the combustion zone 5 is controlled so that the bed 3 has the maximum possible temperature at the end of the combustion zone. This means that the more than 20 exhaust gases entering the heat exchanger have the maximum possible temperature. The hot, fired bed 3 reaches the cooling zone 6. There, the heated, recirculated gases are passed via line 22 into the gas hood 12 and sucked through the bed 3 into the wind boxes 11. The bed 3 is cooled and the gas is further heated. The gas is fed into the indirect heat exchanger 24 via line 23. The partial flow of the gases freed from oil, which is derived from the separation stage 15, is passed via line 25 into the heat exchanger 24 and the combustible, non-condensable smoldering products contained therein are burned. The fuel gases leave the heat exchanger 24 via line 26. The recirculated gas is heated in the heat exchanger 24 to the temperature required for smoldering and passed into the smoldering zone 4 via line 13. Part of the gas stream is passed from line 25 via line 27 into the ignition furnace 10 and burned there. The precooled bed 3 is thrown off the traveling grate into a separate cooler 28. Air is introduced there via line 29, the material is cooled to the temperature required for removal and the heated cooling air is removed via line 30. The heated cooling air 30 and the flue gases 26 can be used to preheat oil-containing material before the smoldering or to preheat the gases in line 25. An excess of gas that must be removed from the separation stage is withdrawn via line 31 and can be used as a gas with a good calorific value for other purposes.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Schwelung und Verbrennung des festen Kohlenstoffs in technisch einfacher Weise auf einem Wanderrost erfolgen kann, wobei eine gute Ölausbeute erzielt, die. beim Prozeß anfallende Wärme optimal ausgenutzt und ein Gas mit hohem Heizwert erzeugt wird. Es ist möglich, auch Mineralien wärmeautark zu verarbeiten, die nach der Schwelung geringere Mengen an festem Kohlenstoff enthalten, bzw. die erforderliche Menge an Fremdenergie wird verringert,oder es fällt mehr überschüssige Wärme an.The advantages of the invention are that the carbonization and combustion of the solid carbon can be carried out in a technically simple manner on a traveling grate, one good oil yield achieved that. optimal use is made of heat generated in the process and a gas with high calorific value is generated. It is also possible to process minerals that contain less solid carbon after the smoldering process, the required amount of external energy is reduced, or there is more excess heat.

Claims (6)

1. Verfahren zur Gewinnung von Öl aus ölhaltigen Mineralien, wobei das ölhaltige Mineral auf einen Wanderrost chargiert wird, in einer Schwelzone heiße Gase durch das Bett geleitet werden, das Bett dabei auf die Schweltemperatur aufgeheizt wird, die dampf- und gasförmigen Schwelprodukte von den Schwelgasen mitgeführt werden, in einer Abscheidestufe Öl aus den Schwelgasen abgetrennt wird, in einer anschließenden Verbrennungszone im abgeschwelten Bett enthaltener fester Kohlenstoff mittels hindurchgeleiteter sauerstoffhaltiger Gase verbrannt wird, in einer anschließenden Kühlzone von Öl befreite Gase aus der Abscheidestufe durch das Bett geleitet werden, und die aufgeheizten Gase in die Schwelzone zurückgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Kohlenstoff in der Oberschicht des Bettes am Anfang der Verbrennungszone mittels eines Zündofens gezündet und die Verbrennungszone anschließend mittels der hindurchgesaugten sauerstoffhaltigen Gase durch das Bett geführt wird, die Menge der durchgesaugten sauerstoffhaltigen Gase so gesteuert wird, daß durch die Verbrennung von festem Kohlenstoff das Bett auf die maximal mögliche Temperatur gebracht wird, ein Teilstrom der aus der Abscheidestufe austretenden Gase im indirekten Wärmeaustausch gegen die Abgase der Verbrennungszone aufgeheizt, in der Kühlzone durch das Bett geleitet, dort weiter aufgeheizt und dann in die Schwelzone zurückgeleitet wird, und ein Teilstrom der aus der Abscheidestufe austretenden Gase abgeführt wird.1. A process for the extraction of oil from oil-containing minerals, the oil-containing mineral being charged onto a moving grate, hot gases being passed through the bed in a smoldering zone, the bed being heated to the smoldering temperature, and the vaporous and gaseous smoldering products from the smoldering gases entrained, oil is separated from the carbonization gases in a separation stage, solid carbon contained in the carbonized bed is burned in a subsequent combustion zone by means of oxygen-containing gases passed through it, in a subsequent cooling zone, oil-free gases from the separation stage are passed through the bed, and the heated ones Gases are returned to the smoldering zone, characterized in that the solid carbon in the upper layer of the bed is ignited at the beginning of the combustion zone by means of an ignition furnace and the combustion zone is then passed through the bed by means of the oxygen-containing gases which have been drawn in, the men ge of the suctioned oxygen-containing gases is controlled so that the bed is brought to the maximum possible temperature by the combustion of solid carbon, a partial flow of the gases emerging from the separation stage is heated in indirect heat exchange with the exhaust gases of the combustion zone, in the cooling zone through the bed passed, further heated there and then returned to the smoldering zone, and a partial stream of the gases emerging from the separation stage is removed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geken_nzeichnet, daß die in der Kühlzone weiter aufgeheizten Gase vor dem Eintritt in die Schwelzone durch Zusatzbeheizung in einem indirekten Wärmeaustauscher auf die Schweltemperatur aufgeheizt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the gases further heated in the cooling zone before the one enters the smoldering zone by additional heating in an indirect heat exchanger to be heated to the smoldering temperature. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzbeheizung durch Verbrennung des aus der Abscheidestufe abgeleiteten Teilstromes der Gase erfolgt.3. The method according to claim 2, characterized in that the additional heating is carried out by combustion of the partial flow of gases derived from the separation stage. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Kühlzone vom Wanderrost abgeworfene gebrannte Material in einem separaten Kühler im direkten Kontakt mit gasförmigen Kühlmedien weiter gekühlt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fired material thrown from the traveling grate after the cooling zone is further cooled in a separate cooler in direct contact with gaseous cooling media. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Kühlmedium aufgenommene Wärme in den Prozeß zurückgeführt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the heat absorbed by the cooling medium is returned to the process. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der in die Schwelzone eingeleiteten Gase in etwa der Zusammensetzung der bei der Schwelung neu anfallenden Gase ohne die kondensierbaren Bestandteile entspricht.6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that the composition of the gases introduced into the smoldering zone corresponds approximately to the composition of the gases newly formed during the smoldering without the condensable constituents.
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