NO135716B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO135716B NO135716B NO38571A NO38571A NO135716B NO 135716 B NO135716 B NO 135716B NO 38571 A NO38571 A NO 38571A NO 38571 A NO38571 A NO 38571A NO 135716 B NO135716 B NO 135716B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- coke
- zone
- gas
- layer
- fluidized
- Prior art date
Links
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 120
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 115
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 34
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 33
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 19
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 11
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 55
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 29
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 10
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 6
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- -1 50 volumes percent Chemical class 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N carbon disulfide-14c Chemical compound S=[14C]=S QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
- E04G11/00—Forms, shutterings, or falsework for making walls, floors, ceilings, or roofs
- E04G11/02—Forms, shutterings, or falsework for making walls, floors, ceilings, or roofs for rooms as a whole by which walls and floors are cast simultaneously, whole storeys, or whole buildings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Fremgangsmåte til totrinns avsvovling og kalsinering av holdige fluidiserte kokspartikler. Method for two-stage desulphurisation and calcination of containing fluidized coke particles.
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til kalsinering og avsvovling av kokspartikler ved behandling i et motstandsoppvarmet fluidisert lag. The present invention relates to a method for calcining and desulfurizing coke particles by treatment in a resistance-heated fluidized bed.
I den forholdsvis nye forkoksningsprosess der det anvendes fluidiserte lag gjøres det bruk av et reaksjonskar og et brenn-kammer. Ved en typisk fremgangsmåte blir den tunge kullvannstoffolje som skal behandles, sprøytet inn i reaksjonskaret som inneholder et tett, hvirvlende, fluidisert lag av varme, inerte, faste partikler, for-trinsvis kokspartikler. Jevn blanding i laget resulterer i isotermiske tilstander og bevirker øyeblikkelig fordeling av det innmatede materiale som delvis blir fordampet og delvis krakket. Dampen føres bort fra reaksjonskaret til en fraksjonator for gjen-vinning av gass og lette destillater. Den koks som produseres under prosessen for-blir i det fluidiserte lag som et belegg på de faste partikler. In the relatively new coking process where fluidized beds are used, use is made of a reaction vessel and a combustion chamber. In a typical process, the heavy coal hydrogen oil to be treated is injected into the reaction vessel containing a dense, swirling, fluidized bed of hot, inert, solid particles, preferably coke particles. Even mixing in the layer results in isothermal conditions and causes immediate distribution of the fed material which is partly vaporized and partly cracked. The steam is led away from the reaction vessel to a fractionator for the recovery of gas and light distillates. The coke produced during the process remains in the fluidized layer as a coating on the solid particles.
Den til forkoksning nødvendige varme frembringes i brennkammeret. En koks-strøm føres fra reaktoren til brennkammeret. Tilstrekkelig koks eller ekstra, kullstoffholdig materiale brennes i dette kam-mer for å bringe faststoffet i dette opp på en temperatur som er tilstrekkelig til å holde anlegget i varmebalanse. For å oppnå dette forbrennes omtrent 5 pst. av den innmatede koks, hvilket kan beløpe seg til omtrent 15—30 pst. av den koks som frem-stilles under prosessen. Den netto koks-f"l 3K71 fil K VilaH The heat required for coking is produced in the combustion chamber. A coke stream is led from the reactor to the combustion chamber. Sufficient coke or additional, carbonaceous material is burned in this chamber to bring the solid matter in it up to a temperature that is sufficient to keep the plant in heat balance. To achieve this, approximately 5 percent of the coke fed in is burned, which can amount to approximately 15-30 percent of the coke produced during the process. The net coke-f"l 3K71 file K VilaH
produksjon som er lik den fremstilte koks-, mengde minus mengden av forbrent koks, føres bort. production equal to the amount of coke produced minus the amount of coke burned is carried away.
De De ferdige fluidumkokspartikler har en størrelse som alt overveiende, det vil si, fra omtrent 60 til 90 vektprosent, ligger mellom 40 til 500 mikroner, et svovelinnhold over 2 vekts-pst. og i mange tilfelle over 5 vektspst., samt et innhold av flyktige stoffer fra 2 til 10 vektspst. Partiklene har en egenvekt av ca. 1,4 til 1,7 g/cm<3>, hvilken er for lav til at de kan brukes til fremstilling av kullelektroder for alumini-umproduksjon eller liknende. Forøket egenvekt og lavere innhold av svovel og flyktige stoffer er helt nødvendig før den fluidiserte koks blir brukbar til fremstilling av slike elektroder, som er den vesentligste anvendelse av petroleum koks. I alminnelighet forlanges det et svovelinnhold som er mindre enn 2 vektprosent. Hertil kommer at røstet og avsvovlet koks er et mere salgbart produkt til bruk som former i støperier og liknende bedrifter. The finished fluid coke particles have a size that is predominantly, that is, from about 60 to 90 percent by weight, between 40 to 500 microns, a sulfur content above 2 percent by weight. and in many cases over 5% by weight, as well as a content of volatile substances from 2 to 10% by weight. The particles have a specific gravity of approx. 1.4 to 1.7 g/cm<3>, which is too low for them to be used for the production of carbon electrodes for aluminum production or the like. Increased specific gravity and a lower content of sulfur and volatile substances are absolutely necessary before the fluidized coke becomes usable for the production of such electrodes, which is the most important application of petroleum coke. In general, a sulfur content of less than 2% by weight is required. In addition, roasted and desulphurised coke is a more salable product for use as molds in foundries and similar companies.
Det er allerede foreslått å foreta røst-ing og/eller avsvovling ved å utsette koksen for forhøyede temperaturer, idet en del av koksen og/eller et ekstra brennstoff forbrennes for å frembringe den nødvendige varme for operasjonen. Disse forbrenningsanlegg er imidlertid forholdsvis kostbare. It has already been proposed to carry out roasting and/or desulphurisation by exposing the coke to elevated temperatures, with part of the coke and/or an additional fuel being burned to generate the necessary heat for the operation. However, these incinerators are relatively expensive.
Ved vanlig røsting opphetes koksen ved forbrenning. Det kreves en temperatur på 1425° C eller mere for å fjerne svovelet og den termiske effekt er liten, eksempelvis 50-pst. selv ved fullstendig forbrenning til C02. Og dessuten vil koks i kontakt med forbrenningsgass av denne temperatur også reagere med C02 for å danne CO, eller med H20 for å danne CO +H2, og da disse reaksjoner er høyst endotermiske, vil den termiske virkningsgrad reduseres ytterli-gere. Hertil kommer at verdifull koks går tapt. In normal roasting, the coke is heated by combustion. A temperature of 1425° C or more is required to remove the sulfur and the thermal effect is small, for example 50 percent. even on complete combustion to C02. And furthermore, coke in contact with combustion gas of this temperature will also react with C02 to form CO, or with H20 to form CO +H2, and as these reactions are highly endothermic, the thermal efficiency will be further reduced. In addition, valuable coke is lost.
Forbrenningsanlegg krever kostbart utstyr for å komprimere og forvarme den nødvendige, forbrenningsluft, for å bringe forbrenningsgassen i berøring med koksen, samt for å skille forbrenningsgassen fra koksen etter at denne er blitt opphetet til den forlangte temperatur. Videre har minst 50 pst. av koksen under opphetningen til-bøyelighet til å oksydere til CO eller C02. Dette er meget uheldig fordi koksen etter røsting og avsvovling er et meget verdifullt produkt. Combustion plants require expensive equipment to compress and preheat the necessary combustion air, to bring the combustion gas into contact with the coke, and to separate the combustion gas from the coke after it has been heated to the required temperature. Furthermore, during heating, at least 50 percent of the coke has a tendency to oxidize to CO or C02. This is very unfortunate because the coke after roasting and desulphurisation is a very valuable product.
I samsvar med foreliggende oppfinnelse skal kokspartiklene kalsineres ved en temperatur på 700—1040° C, mens en varm hydrogenholdig gass fjernes fra det fluidiserte lag og føres opp gjennom et fluidisert lag av kokspartikler i en adskilt avsvovlingssone ved en temperatur på 700— 815° C for å fluidisere og avsvovle kokspartiklene i dette lag. In accordance with the present invention, the coke particles are to be calcined at a temperature of 700-1040° C, while a hot hydrogen-containing gas is removed from the fluidized layer and passed up through a fluidized layer of coke particles in a separate desulphurization zone at a temperature of 700-815° C to fluidize and desulphurise the coke particles in this layer.
Det på denne måte opphetede faste stoff blir derved fritt for uønskede bestanddeler som flyktige stoffer og svovel, og man får et produkt med vesentlig forbedret kvalitet. Samtidig blir partiklenes elektriske ledningsevne forbedret i høy grad, hvilket er spesielt viktig for fabrikasjon av elektroder. The solid substance heated in this way is thereby freed from unwanted components such as volatile substances and sulphur, and a product with significantly improved quality is obtained. At the same time, the electrical conductivity of the particles is greatly improved, which is particularly important for the fabrication of electrodes.
For å opprettholde et fluidisert lag kan det bare brukes et forholdsvis snevert om-råde av gasshastigheter som på sin side varierer med fordelingen av størrelsen på det spesielle faststoff som blir behandlet. Utilstrekkelig fluidiseringsgass resulterer i dannelsen av gasslommer som periodisk agiterer faststoffet, men som ikke gir dette en væskes egenskaper. For meget fluidiseringsgass resulterer i en enkel gass-fast-stof f suspensjon som gir en overdreven ut-strømning. In order to maintain a fluidized layer, only a relatively narrow range of gas velocities can be used, which in turn varies with the size distribution of the particular solid being treated. Insufficient fluidizing gas results in the formation of gas pockets which periodically agitate the solid, but which do not give it the properties of a liquid. Too much fluidizing gas results in a simple gas-solid suspension which gives an excessive outflow.
Det skal bemerkes at det er faststoffets elektriske motstand fremfor elektriske gnistutladninger som tjener til å holde det fluidiserte faststofflag på den forlangte temperatur. Bruken av gnistutladningsan-legg er lite gunstig da det da kreves ufor-holdsmessig høye spenninger, f. eks. på over 800 volt/cm. Overdrevne høye, mo-mentane, lokale temperaturer frembringes i gnistbanen og bevirker derved fordamp-ning og tap av koks. De høye spenninger representerer også en alvorlig fare. Videre er foreliggende fremgangsmåte i hovedsa-ken ikke et kullstoffdannende trinn, hvil-kett ville være tilfellet hvis kullvannstoff blir underkastet termisk dekomponering, men snarere et middel til å behandle de fra slike reaksjonsanlegg utstrømmende faste stoffer. It should be noted that it is the electrical resistance of the solid rather than electrical spark discharges that serves to keep the fluidized solid layer at the required temperature. The use of spark discharge systems is not favorable as disproportionately high voltages are then required, e.g. of over 800 volts/cm. Excessively high, momentary, local temperatures are produced in the spark path and thereby cause evaporation and loss of coke. The high voltages also represent a serious danger. Furthermore, the present method is not essentially a carbon forming step, which would be the case if coal hydrogen is subjected to thermal decomposition, but rather a means of treating the solids flowing from such reaction plants.
Selv om det tidligere har vært foreslått å røste koksen i form av et beveget lag av fast stoff, så har foreliggende oppfinnelse en rekke fordeler like overfor disse pro-sesser. Bruken av en sone med elektrisk oppheting av et fluidisert lag muliggjør en langt lettere regulering av faststoffet, som her har forholdsvis liten tilbøyelighet til å pakke seg sammen og stoppe til armaturen, hvilket ofte inntreffer ved drift med vandrende lag. Fremgangsmåten etter oppfinnelsen gir en mere ensartet varmeoverfør-ing gjennom faststoff massen fordi partiklene i denne stadig skifter stilling såvel sideveis som i lengderetningen. Nærværet av varme soner er særlig forkastelig i elektriske motstandsanlegg fordi den elektriske motstand hos faststoffet avtar med stigende temperatur, hvorved det oppstår en større strømgjennomgang på det varme sted med derav følgende ekstra lokal opphetning. Herved forstyrres det elektriske anlegg i den grad at reguleringen blir meget vanskelig. Oppfinnelsen omfatter derfor et enkelt middel til å variere motstanden og varmetilførselen ved bare å regulere nivået og/ eller egenvekten av fluidumsjiktet i forhold til elektrodene. Although it has previously been proposed to roast the coke in the form of a moving layer of solid matter, the present invention has a number of advantages over these processes. The use of a zone with electric heating of a fluidized layer enables a much easier regulation of the solid, which here has a relatively small tendency to pack together and stop at the armature, which often occurs when operating with a moving layer. The method according to the invention provides a more uniform heat transfer through the solid mass because the particles in it constantly change position both laterally and in the longitudinal direction. The presence of hot zones is particularly objectionable in electrical resistance systems because the electrical resistance of the solid substance decreases with increasing temperature, whereby a greater flow of current occurs in the hot spot with consequent extra local heating. This disrupts the electrical system to the extent that regulation becomes very difficult. The invention therefore comprises a simple means of varying the resistance and the heat supply by simply regulating the level and/or specific gravity of the fluid layer in relation to the electrodes.
I tillegg til de nevnte fordeler er oppfinnelsen særlig egnet for behandling av fluidumkoksen fra den fluidiserte forkoksningsprosess, idet disse partikler dannes som relativt små faststoffer, d.v.s. med en størrelse som overveiende ligger mellom 40 og 500 mikroner. For å behandle dette faststoff i et vandrende lag måtte man ta sin tilflukt til en beholder med uøkonomisk stor diameter og en lav gasshastighet. Det vil si, det er nærmest ugjørlig å få varme overført ved å la gass strømme gjennom et tettpakket lag av meget fine partikler, fordi det bare kan brukes en meget lav hastighet på gassen. In addition to the aforementioned advantages, the invention is particularly suitable for treating the fluid coke from the fluidized coking process, as these particles are formed as relatively small solids, i.e. with a size that is predominantly between 40 and 500 microns. In order to treat this solid in a moving layer, one had to resort to a container with an uneconomically large diameter and a low gas velocity. That is, it is almost impossible to get heat transferred by letting gas flow through a densely packed layer of very fine particles, because only a very low speed can be used on the gas.
I sin mest omfattende form kan oppfinnelsen anvendes til behandling av annet kullstoffholdig faststoff enn petroleum-koks, f. eks. stenkull, stenkulltjærekoks, brunkull, trekull og andre kullstoffholdige residier, særlig i urøstet eller ukarbonisert tilstand. In its most comprehensive form, the invention can be used for the treatment of carbonaceous solids other than petroleum coke, e.g. hard coal, hard coal tar coke, lignite, charcoal and other carbon-containing residues, especially in an unroasted or uncarbonized state.
I samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen får man en særdeles god termisk effekt, det vil si det kreves lite elektrisk energi, ved i forbindelse med det elektrisk opphetede lag å anvende varme-utvekslingssoner med fluidiserte lag. En forholdsvis kold gass kan f. eks. bringes i berøring med det hete koksprodukt fra den primære behandlingssone. Den på denne måte opphetede gass kan brukes til å forvarme faststoff som mates inn i en for-varmersone med fluidisert lag og/eller for varmetilførsel direkte til det elektrisk opphetede lag. In accordance with a preferred embodiment of the invention, a particularly good thermal effect is obtained, that is to say, little electrical energy is required, by using heat exchange zones with fluidized layers in connection with the electrically heated layer. A relatively cold gas can e.g. is brought into contact with the hot coke product from the primary treatment zone. The gas heated in this way can be used to preheat solids that are fed into a preheater zone with a fluidized layer and/or for heat supply directly to the electrically heated layer.
Etter en annen utførelse av oppfinnelsen blir fluidumkoks behandlet i et elektrisk opphetet fluidumlag, hvor den holdes på en røstningstemperatur på 700 til 1400° C. De flyktige stoffer som frigis ved den elektriske røsting vil inneholde en vesentlig del hydrogen, f. eks. 50 vol. prosent, fordi rå fluidumkoks i alminnelighet inneholder 1,0 til 3,0 vektsprosent hydrogen. De frigitte gasser føres så til en behandlingssone som inneholder fluidumkoks med høyt svovelinnhold. Gassene holder koksen som et fluidiert lag med en temperatur på 700 til 815° C. Gassene tjener til å opphete, fluidisere og avsvovle fluidumkoksen. Under disse forhold, d.v.s. jevn temperatur på minst 700 ° C, blir fluidumkoksen hydro-genavsvovlet til koks med et lavt svovelinnhold. Ved å føre koks fra den ene til den annen sone vil det ferdige produkt av fluidumkoks bli såvel kalsinert, f. eks. den får en egenvekt på minst 1,8 g/cm<3>, som avsvovlet, f. eks. til et svovelinnhold på mindre enn 3 vektprosent. En nøyaktig regulering av tilstandene i avsvo<y>lingsso-nen er påkrevet. En temperatur på omtrent 700 til 815° C er nødvendig for å bevirke hydrogenavsvovling av fluidumkoksen. Fremgangsmåten etter oppfinnelsen fjerner nødvendigheten for ekstra hydrogen samtidig som den sørger for nødvendig hydrogen og varmeenergi ved røsting av koksen ved elektrisk opphetning. Det skal bemerkes at avsvovlingen foregår ved hjelp av de frigitte kalsineringsgassers gjennomstrøm-ning av et fluidisert lag. I motsetning til et vandrende eller fast lag gir det fluidiserte lag en ensartet varmeoverføring gjennom hele faststoffet som på denne måte samtidig holdes på den for avsvovlingen nødvendige temperatur, det vil si, i det minste 70° C. According to another embodiment of the invention, fluid coke is treated in an electrically heated fluid bed, where it is kept at a roasting temperature of 700 to 1400° C. The volatile substances released by the electric roasting will contain a significant amount of hydrogen, e.g. 50 volumes percent, because raw fluid coke generally contains 1.0 to 3.0 percent hydrogen by weight. The released gases are then led to a treatment zone containing fluid coke with a high sulfur content. The gases keep the coke as a fluidized layer with a temperature of 700 to 815° C. The gases serve to heat, fluidize and desulphurise the fluid coke. Under these conditions, i.e. uniform temperature of at least 700 °C, the fluid coke is hydrogen desulphurised to coke with a low sulfur content. By passing coke from one zone to the other, the finished product of fluid coke will be calcined as well, e.g. it gets a specific gravity of at least 1.8 g/cm<3>, as desulphurised, e.g. to a sulfur content of less than 3% by weight. A precise regulation of the conditions in the cooling zone is required. A temperature of about 700 to 815°C is required to effect hydrogen desulfurization of the fluid coke. The method according to the invention removes the need for extra hydrogen while providing the necessary hydrogen and heat energy when roasting the coke by electric heating. It should be noted that desulphurisation takes place by means of the released calcination gases flowing through a fluidised layer. In contrast to a moving or fixed layer, the fluidized layer provides a uniform heat transfer throughout the solid, which in this way is simultaneously maintained at the temperature required for desulphurisation, that is, at least 70°C.
Etter en videre utførelse av oppfinnelsen føres rå eller ubehandlet fluidumkoks først gjennom, med stor hastighet og kort oppholdstid, en brenner hvor den opphetes til en temperatur på minst 815° C ved forbrenningen av brennstoff, for-trinsvis de flyktige bestanddeler, d.v.s. hydrogen, metan og en del svovelkullstoff som frigis fra fluidumkoksen i brenneren selv. Den fluidumkoks som føres bort fra denne brenner har såvel et vesentlig redusert innhold av flyktige bestanddeler som en sterkt forminsket elektrisk motstand, f. eks. 0,4 ohm/cm eller mindre. Fluidumkoksen føres derpå til det fluidiserte lag i den elektrisk opphetede behandlingssone, hvor røstingen og avsvovlingen foregår ved hjelp av elektrisk energi fra en elektrisk spenning som føres gjennom laget av faststoff. After a further embodiment of the invention, raw or untreated fluid coke is first passed through, at high speed and short residence time, a burner where it is heated to a temperature of at least 815° C by the combustion of fuel, preferably the volatile components, i.e. hydrogen, methane and some carbon disulfide that is released from the fluid coke in the burner itself. The fluid coke that is carried away from this burner has both a significantly reduced content of volatile components and a greatly reduced electrical resistance, e.g. 0.4 ohm/cm or less. The fluid coke is then fed to the fluidized layer in the electrically heated treatment zone, where the roasting and desulphurisation takes place with the help of electrical energy from an electrical voltage which is passed through the layer of solids.
Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte til totrinns avsvovling og kalsinering av svovelholdige fluidiserte kokspartikler, der ukalsinerte kokspartikler først avsvovles ved behandling med en hydrogenholdig gass i et fluidisert lag ved 700—815° C, og den er i det vesentlige kjennetegnet ved at den avsvovlede fluidiserte koks deretter innføres i et eget på kjent måte elektrisk motstandsoppvarmet fluidisert lag av kokspartikler, hvori den avsvovlede koks kalsineres ved en temperatur på 700—1040° C, idet den varme hydrogenholdige gass som på kjent måte dannes ved kalsineringen fjernes fra det elektrisk oppvarmede lag og føres opp gjennom avsvovlingssonen for der å tjene til fluidisering og avsvovling av den svovelholdige koks. The invention thus relates to a method for the two-stage desulphurisation and calcination of sulphur-containing fluidized coke particles, where uncalcined coke particles are first desulphurised by treatment with a hydrogen-containing gas in a fluidised bed at 700-815° C, and it is essentially characterized by the fact that the desulphurised fluidised coke is then introduced into a separate electrically resistance-heated fluidized layer of coke particles in a known manner, in which the desulphurised coke is calcined at a temperature of 700-1040° C, the hot hydrogen-containing gas which is formed in a known manner during the calcination being removed from the electrically heated layer and passed up through the desulphurisation zone to serve there for fluidisation and desulphurisation of the sulphurous coke.
En foretrukken utførelsesmåte for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den gassstrøm som fjernes fra avsvovlingssonen etter å være befridd for svovelholdige gasser føres til bunnen av kalsineringssonen for der å tjene som fluidiserende gass. A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized by the fact that the gas stream which is removed from the desulphurisation zone after being freed from sulphur-containing gases is led to the bottom of the calcination zone to serve as fluidizing gas there.
På tegningene, fig. 1 til 5, er skjemat-isk vist fem mere eller mindre forskjellige utførelser av oppfinnelsen. In the drawings, fig. 1 to 5, five more or less different embodiments of the invention are schematically shown.
Fig. 1 viser en utførelse med tre beholdere for såvel å varmebehandle kull-holdig faststoff som å gjenvinne varmeenergi fra den første sone. Den omfatter hovedsakelig en elektrisk behandlingssone 110, en forvarmningssone 111 for faststoff og en kjøle- eller varmegjenvinningssone 112 for faststoff. Selv om sonene er vist som tre atskilte beholdere kan selvsagt en enkelt beholder med flere soner være inn-rettet til å virke på den beskrevne måte. Fig. 1 shows an embodiment with three containers for both heat-treating coal-containing solids and recovering heat energy from the first zone. It mainly comprises an electric treatment zone 110, a preheating zone 111 for solids and a cooling or heat recovery zone 112 for solids. Although the zones are shown as three separate containers, a single container with several zones can of course be arranged to work in the manner described.
Faststoff, f. eks. fluidisert koks fra den fluidiserende forkoksningsprosess, føres gjennom ledningen 114 inn i forvarmnings-sonen 111. Denne opphetes hovedsakelig ved varmegjenvinning fra det fra sonen 110 utstrømmende faststoff, idet en gass-formig varmebærer overfører varmeenergi til sonen 111 på senere beskrevet måte. Når så den fluidiserte koks strømmer inn i forvarmeren 111 inneholder den 2 til 10 vektprosent flyktig stoff og 4 til 8 vektprosent svovl, mens egenvekten ligger om-kring 1,4 til 1,7. Eksempelvis kan den fluidiserte koks inneholde 6 vektprosent svovl og 5 vektprosent flyktig stoff samt ha en egenvekt på 1,5. Solids, e.g. fluidized coke from the fluidizing coking process is fed through the line 114 into the preheating zone 111. This is mainly heated by heat recovery from the solid matter flowing out of the zone 110, as a gaseous heat carrier transfers heat energy to the zone 111 in a manner described later. When the fluidized coke flows into the preheater 111, it contains 2 to 10 weight percent volatile matter and 4 to 8 weight percent sulfur, while the specific gravity is around 1.4 to 1.7. For example, the fluidized coke can contain 6% by weight of sulfur and 5% by weight of volatile matter and have a specific gravity of 1.5.
Den hete gassformige varmebærer som føres inn gjennom ledningen 116 opprett-holder faststoffet som et fluidisert sjikt 113, og det kan også brukes ekstra fluidiseringsgass. Sjiktet 113 bæres av en rist 115 som også hjelper til å fordele den fra ledningen 116 innstrømmende fluidiseringsgass. Hvis man finner det hensiktsmessig, kan sonen 111 omfatte to eller flere trinn av varmeutvekslende sjikt. The hot gaseous heat carrier which is introduced through the line 116 maintains the solid as a fluidized layer 113, and additional fluidizing gas can also be used. The layer 113 is supported by a grate 115 which also helps to distribute the fluidizing gas flowing in from the line 116. If found appropriate, the zone 111 may comprise two or more stages of heat exchanging layers.
Det faststoff som gjennom ledningen 117 eller lignende føres bort fra forvarmeren 111 er således forvarmet til en temperatur som ligger så kloss opp til temperaturen i sonen 110 som mulig, hvilket er avhengig av temperaturen på den innmatede koks og av det antall forvarmer-og varmegjenvinningstrinn som er øko-nomisk forsvarlig. Normalt vil temperaturen ligge på ca. 540 til 700° C. Derpå føres stoffet inn i den primære sone 110. The solid material that is led away from the preheater 111 through the line 117 or the like is thus preheated to a temperature that is as close to the temperature in the zone 110 as possible, which is dependent on the temperature of the fed coke and on the number of preheater and heat recovery stages that is economically justifiable. Normally, the temperature will be approx. 540 to 700° C. The substance is then fed into the primary zone 110.
I sonen 110 opprettholdes det forvar-mede faststoff som et fluidisert sjikt med en egenvekt på 480 til 960 kg/m<8>. De forlangte fluidiseringstilstander opprettholdes ved en omhyggelig regulert tilførsel av fluidiseringsgass gjennom rørstussen 120. In zone 110, the preheated solid is maintained as a fluidized layer with a specific gravity of 480 to 960 kg/m<8>. The required fluidization conditions are maintained by a carefully regulated supply of fluidization gas through the pipe connection 120.
Hastigheten av gassen når den passerer gjennom sjiktet 118 holdes overalt in-nen området 0,015 til 0,60 m/sek. Fluidi-seringsgassen kan være nitrogen, hydrogen eller svovlhydrogen, fortrinnsvis nitrogen. Den kan forvarmes på en eller annen passende måte, f. eks. ved hjelp av en rørkveil anbragt i sjiktet 125 med ferdig produkt, og dette sjikt kan understøttes på hvilken som helst passende måte, i den viste utfø-relse ved hjelp av risten 119 som også tjener til å sikre en ensartet strømning av gass gjennom hele sjiktets tverrsnitt. The velocity of the gas as it passes through bed 118 is kept anywhere within the range of 0.015 to 0.60 m/sec. The fluidizing gas can be nitrogen, hydrogen or hydrogen sulphide, preferably nitrogen. It can be preheated in some suitable way, e.g. by means of a pipe coil placed in the layer 125 of finished product, and this layer can be supported in any suitable way, in the shown embodiment by means of the grate 119 which also serves to ensure a uniform flow of gas throughout the entire layer cross section.
I sjiktet 118 rager det inn ett eller flere par elektroder 122. Alternativt kan det anvendes trefaset strøm med tre elektroder. Fortrinnsvis brukes det elektroder av grafitt, men det kan også anvendes kullelektroder. Elektrodene arbeider med en regulert spenning fra 100 til 500 volt, normalt 200 volt. Elektrodeparene kan være anbragt horisontalt eller vertikalt i forhold til hverandre. På tegningen er vist en hori-sontal anordning. One or more pairs of electrodes 122 protrude into the layer 118. Alternatively, three-phase current with three electrodes can be used. Graphite electrodes are preferably used, but carbon electrodes can also be used. The electrodes work with a regulated voltage from 100 to 500 volts, normally 200 volts. The electrode pairs can be placed horizontally or vertically in relation to each other. The drawing shows a horizontal device.
Elektrodespenningen reguleres slik at den bevirker en stigning av temperaturen hos det turbulente faststoff på grunn av dettes elektriske motstand. Såvel fluidi-seringsgassen som spenningen er tilstrekkelig til å øke faststoffets temperatur til ca. 1200 til 1750° C, fortrinnsvis 1425 til 1540° C. Ved disse temperaturer blir den fluidiserte koks såvel avsvovlet som røstet. Avgassene vil således være sterkt svovlholdige samtidig som de inneholder flyktig stoff utdrevet av kullpartiklene. The electrode voltage is regulated so that it causes an increase in the temperature of the turbulent solid due to its electrical resistance. Both the fluidizing gas and the voltage are sufficient to increase the temperature of the solid to approx. 1200 to 1750° C, preferably 1425 to 1540° C. At these temperatures, the fluidized coke is both desulphurised and roasted. The exhaust gases will thus be highly sulphurous at the same time as they contain volatile matter expelled by the coal particles.
I den viste utførelse føres avgassene fra den elektriske røsting og avsvovling direkte ut gjennom ledningen 123. Gassene fra ett-trinns-varmebehandlingen vil inneholde en betraktelig mengde, f. eks. 5 til 30 vol.prosent karbon-disulfid, som kan gjenvinnes direkte ved hjelp av ikke viste kjøle- og vaskeinnretninger. Det kan også være hensiktsmessig å tilføre svovl til den høytempererte opphetningssone gjennom ledningen 121 for å frembringe større mengder kulldisulfid. Denne ekstra tilførsel av svovl har ingen uheldig virkning på avsvovlingen av den fluidiserte koks. Svovl kan også som vist i fig. 2 tilføres en avdrivingssone. In the embodiment shown, the exhaust gases from the electric roasting and desulphurisation are led directly out through line 123. The gases from the one-stage heat treatment will contain a considerable amount, e.g. 5 to 30 vol. percent carbon disulphide, which can be recovered directly by means of cooling and washing devices not shown. It may also be appropriate to supply sulfur to the high-temperature heating zone through line 121 to produce larger amounts of carbon disulphide. This additional supply of sulfur has no adverse effect on the desulfurization of the fluidized coke. Sulfur can also, as shown in fig. 2 is supplied to a stripping zone.
Beholderen 110 har fortrinnsvis en brent foring motstandsdyktig for svovl, f. eks. av kull. Den har normalt et forholdsvis stort volum tilstrekkelig til at faststoffet kan holdes svevende der fra 1/2 til 4 timer for avdriving av svovl og flyktig stoff. Den nødvendige temperatur kan opprettholdes på en rekke forskjellige må-ter. F. eks. kan elektrodene beveges slik at de effektive spenninger endres og/eller at spenningene endres trinnvis opp- eller nedover ved hjelp av en transformator eller lignende. I tillegg til eller i forbindelse med de nevnte reguleringer kan det også brukes en regulert forandring i faststoffets tetthet i sjiktet ved å endre fluidiseringsgassens hastighet. En større hastighet vil øke motstanden i sjiktet, og jo tyngre eller tettere sjiktet er, desto større blir den varme som utvikles ved konstant elektrisk effekt. Sjiktets overflate kan anvendes til å regulere elektrodenes neddykkede areal. The container 110 preferably has a burnt lining resistant to sulphur, e.g. of coal. It normally has a relatively large volume sufficient for the solid matter to be kept suspended there from 1/2 to 4 hours for the removal of sulfur and volatile matter. The required temperature can be maintained in a number of different ways. For example the electrodes can be moved so that the effective voltages change and/or that the voltages change stepwise up or down using a transformer or the like. In addition to or in connection with the aforementioned regulations, a regulated change in the density of the solid in the layer can also be used by changing the velocity of the fluidizing gas. A greater speed will increase the resistance in the layer, and the heavier or denser the layer, the greater will be the heat developed at constant electrical power. The surface of the layer can be used to regulate the immersed area of the electrodes.
I sonen 110 kan det anvendes en fylling av elektrisk oppvarmede blokker av koks, grafitt eller lignende; de fluidiserte kull-partikler vil således få en noe trinnvis varmebehandling når de mottar varmeenergi fra blokkene. På lignende måte kan det brukes en åpen pakking av grafitt-stenger i forbindelse med det fluidiserte sjikts behandlingssone. In the zone 110, a filling of electrically heated blocks of coke, graphite or the like can be used; the fluidized coal particles will thus receive a somewhat gradual heat treatment when they receive heat energy from the blocks. In a similar way, an open packing of graphite rods can be used in connection with the fluidized bed treatment zone.
Det behandlede faststoff kan alt etter som det passer, fjernes kontinuerlig eller trinnvis fra sonen 110, f. eks. ved hjelp av overløpsledningen 124, og føres til sonen 112 for varmegjenvinning. Fluidumskok-sen som trer inn i denne sone har et svovlinnhold på mindre enn 2 vektprosent, inneholder mindre enn 0,5 vektprosent flyktig stoff og har en egenvekt på omtrent 1,8 <g>/cm3. The treated solid can, as appropriate, be removed continuously or stepwise from the zone 110, e.g. by means of the overflow line 124, and is led to the zone 112 for heat recovery. The fluid coke that enters this zone has a sulfur content of less than 2% by weight, contains less than 0.5% volatile matter and has a specific gravity of approximately 1.8 <g>/cm3.
I varmegjenvinningssonen 112 bringes faststoffet i kontakt med relativt kjølig gass som avkjøler stoffet til ca. 540° C, eller lavere, mens gassen opphetes til omtrent den samme temperatur. Denne varmebæ-rende gass kan være en del av det flyktige stoff som frigis fra koksen, en forholdsvis inert gass som nitrogen, eller også hydrogen, svolvkullstoff, etc. Gassen føres inn i sonen 112 gjennom ledningen 132 med tilstrekkelig hastighet til å holde det fer-digbehandlede faststoff som et fluidisert lag 125, som hviler på fordelingsorganet 126. Gjennomsnittshastigheten i hele laget er omtrent 0,015 til 0,60 m/sek. In the heat recovery zone 112, the solid is brought into contact with relatively cool gas, which cools the substance to approx. 540° C, or lower, while the gas is heated to approximately the same temperature. This heat-carrying gas can be part of the volatile substance released from the coke, a relatively inert gas such as nitrogen, or also hydrogen, carbon disulfide, etc. The gas is introduced into the zone 112 through the line 132 at a sufficient speed to keep it fer -treated solids as a fluidized layer 125, which rests on the distribution member 126. The average velocity in the entire layer is approximately 0.015 to 0.60 m/sec.
Det avkjølte faststoff føres bort gjennom utløpet 128 og i alminnelighet til et lager for senere å brukes som et høyverdig koksmateriale. De varme gasser fra sonen 112 føres ut gjennom ledningen 127 og kan med fordel brukes til forvarmning av det i sonen 111 innmatede faststoff. Avløps-gassene fra denne sone føres bort gjennom utløpet 129 og kan anvendes i varmeut-veksleren 130. En del av de derfra kom-mende, forholdsvis kolde gasser avblåses gjennom ledningen 131 fordi mengden av de sirkulerende gasser er tilbøyelig til å økes på grunn av de flyktige stoffer som frigis i varmegjenvinningssonen 112 som dessuten virker som en avdrivingssone for å komplettere varmebehandlingen. The cooled solid is carried away through the outlet 128 and generally to a warehouse for later use as a high-quality coke material. The hot gases from zone 112 are led out through line 127 and can advantageously be used for preheating the solid material fed into zone 111. The waste gases from this zone are led away through the outlet 129 and can be used in the heat exchanger 130. Part of the relatively cold gases coming from there are blown off through the line 131 because the quantity of the circulating gases tends to increase due to the volatile substances released in the heat recovery zone 112 which also acts as a stripping zone to complete the heat treatment.
Den foran beskrevne anordning har en meget høy termisk virkningsgrad og varmeutvekslingen mellom de forskjellige strømmer er svært elastisk. Hertil kommer at når de varme gasser fra gjenvinnings-sonen 112 ledes gjennom hovedbehand-lingssonen 110, så får man høykonsentrert kulldisulfid som er lettere å gjenvinne som et produkt av røsteavsvovlingsbehandlin-gen i sonen 110. Forbiledningen av gassen tillater også mindre dimensjoner i sonen 110 og man unngår å opphete den sirkulerende gass til denne sones høye temperaturer. Hvis den sistnevnte gass er hydrogen, ville den dekomponere CS2 til H2S. The device described above has a very high thermal efficiency and the heat exchange between the different streams is very elastic. In addition, when the hot gases from the recovery zone 112 are led through the main treatment zone 110, highly concentrated carbon disulphide is obtained which is easier to recover as a product of the rust desulphurisation treatment in the zone 110. The bypassing of the gas also allows smaller dimensions in the zone 110 and one avoids heating the circulating gas to the high temperatures of this zone. If the latter gas is hydrogen, it would decompose CS2 to H2S.
Fig. 2 viser et annet anlegg for utfø-relse av fremgangsmåten etter oppfinnelsen. Det utmerker seg ved bruken av avgasser fra avdrivingssonen til å fluidisere det fluidiserte lag i den elektrisk opphetede røstingssone. Fig. 2 shows another plant for carrying out the method according to the invention. It is distinguished by the use of exhaust gases from the stripping zone to fluidize the fluidized layer in the electrically heated roasting zone.
Som vist er en beholder 218 delt i to hovedavdelinger, nemlig en elektrisk opphetet sone 210 og en avdrivingssone 211. Fordelaktig blir de to soner skilt ad av et element 215 med over det hele omtrent jevnt fordelte perforeringer 219. Hvis det ble brukt en hel, uperforert plate til å skille mellom de to soner ville det være påkrevet med ekstra innføringsmidler for gass for å fordele denne jevnt over det hele fluidiserte lag 213, mens i den viste utførelse perforeringene 219 tjener til dette, formål. As shown, a container 218 is divided into two main compartments, namely an electrically heated zone 210 and a stripping zone 211. Advantageously, the two zones are separated by an element 215 with approximately evenly spaced perforations 219 throughout. If a whole was used, unperforated plate to distinguish between the two zones, additional gas introduction means would be required to distribute this evenly over the entire fluidized layer 213, while in the embodiment shown the perforations 219 serve this purpose.
Opphetet faststoff, f. eks. fluidums-koks, føres gjennom ledningen 212 inn i sonen 210. Denne kan være forvarmet på samme måte som beskrevet i forbindelse med fig. 1, men fortrinnsvis tilføres den direkte fra brennersonen i et fluidisert forkoksningsanlegg. Heated solid, e.g. fluid coke, is fed through line 212 into zone 210. This can be preheated in the same way as described in connection with fig. 1, but it is preferably supplied directly from the burner zone in a fluidized coking plant.
Det faste stoff vedlikeholdes som et fluidisert lag 213 som elektroder 214 er neddykket i for tilførsel av den nødvendige varme ved elektrisk motstandsopphetning av kokspartiklene. Spenning påtrykkes fra et veksel- eller likestrømnett og arbeids-måte i selve sonen 210 er i alt vesentlig den samme som i sonen 110 i fig. 1. Sonen 210 har en temperatur på ca. 1540° C og kokspartiklene oppholder seg her i forholdsvis kort tid, f. eks. 5 til 30 min., idet avsvovlingen og røstingen hovedsakelig foregår i sonen 211 hvor oppholdet kan variere fra 1 til 4 timer. Størsteparten av flyktig stoff fjernes imidlertid fra koksen i sonen 210. Faststoffet føres fra sonen 210 ned til sonen 211 gjennom ledningen 216. The solid is maintained as a fluidized layer 213 in which electrodes 214 are immersed to supply the necessary heat by electrical resistance heating of the coke particles. Voltage is applied from an alternating or direct current network and the working method in the zone 210 itself is essentially the same as in the zone 110 in fig. 1. Zone 210 has a temperature of approx. 1540° C and the coke particles stay here for a relatively short time, e.g. 5 to 30 min., as desulphurisation and roasting mainly take place in zone 211 where the stay can vary from 1 to 4 hours. However, the majority of volatile matter is removed from the coke in zone 210. The solid matter is led from zone 210 down to zone 211 through line 216.
I sonen 211 frigis de svovlholdige gasser fra koksen. Disse gasser sammen med de gasser som brukes til lufting av sonen 211 føres til opphetningssonen 210 og tjener i det minste som den hovedsakelige del av den fluidiseringsgass som er påkrevet for å holde sjiktet 213 i godt fluidisert tilstand. For å supplere de utdrevne avgasser og/ eller for å tjene som finregulering av fluidiseringsgassens hastighet kan det føres ekstra gass inn gjennom ledningen 220. In zone 211, sulphur-containing gases are released from the coke. These gases together with the gases used for aerating the zone 211 are fed to the heating zone 210 and serve as at least the main part of the fluidizing gas required to keep the bed 213 in a well-fluidized state. To supplement the expelled exhaust gases and/or to serve as a fine-tuning of the speed of the fluidizing gas, additional gas can be fed in through line 220.
Den samlede mengde av avgasser fjernes fra toppen gjennom ledningen 221 og kan siden behandles på hvilken som helst passende måte. Den utstrømmende gass kan behandles i en separator for å fjerne ethvert spor av fine partikler, f. eks. mindre enn 75 mikroner. Disse fine partikler kan fjernes gjennom utløpet 224 og brukes som koks i et fluidisert forkoksningsanlegg. De gjennom ledningen 223 utstrømmende gasser kan renses, brennes eller simpelthen føres bort. Alternativt kan de (med eller uten at faststoffet separeres) bringes i kontakt med den friske koks som føres inn i anlegget. De gjenvunne fine partikler kan føres tilbake til den opprinnelige koks idet det dras omsorg for at de agglome-reres. Den urøstede koks vil frigi hydrogen når den kommer i berøring med de hete produksjonsgasser, hvorved svovlholdig materiale omdannes til svovlvannstoff som er en stabilere form ved lave temperaturer. Denne kontakt kan lett frembringes i en fluidisert sjiktsone i likhet med den som er beskrevet i forbindelse med forvarmerso-nen 111 i fig. 1. Denne varmeutveksling-svovlomforming vil i alminnelighet gjøre en svovelvasker overflødig ved behandlingen av produktgasser samtidig som mengden av kjølemiddel for de varme gasser blir redusert. The total amount of exhaust gas is removed from the top through line 221 and can then be treated in any suitable manner. The escaping gas can be treated in a separator to remove any traces of fine particles, e.g. less than 75 microns. These fine particles can be removed through outlet 224 and used as coke in a fluidized coking plant. The gases flowing out through the line 223 can be cleaned, burned or simply carried away. Alternatively, they can (with or without the solids being separated) be brought into contact with the fresh coke that is fed into the plant. The recovered fine particles can be returned to the original coke, care being taken to ensure that they are agglomerated. The unroasted coke will release hydrogen when it comes into contact with the hot production gases, whereby sulphurous material is converted into hydrogen sulphide, which is a more stable form at low temperatures. This contact can easily be produced in a fluidized bed zone similar to that described in connection with the preheater zone 111 in fig. 1. This heat exchange-sulphur conversion will generally make a sulfur scrubber redundant in the treatment of product gases at the same time as the amount of coolant for the hot gases is reduced.
I sin alminnelighet er det nødvendig å kjøle de varme gasser under 815° C før separasjonen tar sin begynnelse. In general, it is necessary to cool the hot gases below 815° C before the separation begins.
Avdrivingssonen 211 vil normalt arbeide ved en temperatur som ligger like opp til temperaturen i sonen 210, d.v.s. omtrent 1500° C. Materialet holdes her i form av et fast lag, med unntagelse av på toppen hvor fluidisering oppstår på grunn av ansamlingen av svovlgass som frigis fra den underliggende koks. Endel ekstra fluidiseringsgass kan innføres gjennom rørene 230 og 231 for å understøtte virkningen av ledningen 216. Den ekstra fluidiseringsgass kan være N2, Hg eller til-bakeført avgass. Denne forvarmes hensiktsmessig i sonen 226 som gjennom ledningen 225 tilføres det ferdige koksprodukt. The drift zone 211 will normally work at a temperature that is just up to the temperature in the zone 210, i.e. approximately 1500° C. The material is held here in the form of a solid layer, with the exception of at the top where fluidization occurs due to the accumulation of sulfur gas released from the underlying coke. Additional fluidizing gas may be introduced through pipes 230 and 231 to support the action of conduit 216. The additional fluidizing gas may be N2, Hg or recirculated exhaust gas. This is suitably preheated in the zone 226, which is supplied through the line 225 to the finished coke product.
Varmegjenvinningssonen 226 er fortrinnsvis en sone med fluidisert lag, hvor fluidiseringsgass som føres inn gjennom ledningen 227 opptar varme fra koksen og føres bort gjennom ledningen 229 for å anvendes som fluidiseringsgass eller som en annen varmekilde for hele anlegget. En damputviklingskveil eller en rørkjel kan anordnes i sonen 226. The heat recovery zone 226 is preferably a zone with a fluidized layer, where fluidization gas introduced through line 227 absorbs heat from the coke and is led away through line 229 to be used as fluidization gas or as another heat source for the entire plant. A steam development coil or a tube boiler can be arranged in the zone 226.
Relativt koldt produkt med lavt svovlinnhold og stor egenvekt føres bort gjennom ledningen 228. Relatively cold product with a low sulfur content and high specific gravity is led away through line 228.
De forskjellige trekk ved anlegget etter fig 1 kan også brukes i forbindelse med fig. The various features of the plant according to fig. 1 can also be used in connection with fig.
2 og omvendt. Overflaten av lagene i de 2 and vice versa. The surface of the layers in the
forskjellige behandlingssoner kan lett reguleres ved hjelp av to under spenning stå-ende elektroder som rager inn i toppen av lagene. Jo dypere de stikkes ned desto større blir strømgjennomgangen, og derfor kan strømmålere brukes til å påvirke ven-tiler som styrer til-og bortførsel av faststoff. Hver enkelt av de beskrevne soner kan bestå av flere lag eller av en rekke trinnvis anordnede kontaktsoner for derved å oppnå mere motstrøms varmeutveksling. I fig. 2 kan sonen 210 og 211 slåes sammen ved at skilleveggen 215 og ledningen 216 sløyfes. different treatment zones can be easily regulated using two live electrodes that protrude into the top of the layers. The deeper they are inserted, the greater the current flow, and therefore current meters can be used to influence valves that control the supply and removal of solids. Each of the described zones can consist of several layers or of a series of stepwise arranged contact zones in order to thereby achieve more countercurrent heat exchange. In fig. 2, the zones 210 and 211 can be merged by looping the partition 215 and the line 216.
Den følgende tabell viser en rekke data for anleggene etter fig. 1 og 2. The following table shows a range of data for the facilities according to fig. 1 and 2.
Det i fig. 3 viste anlegg omfatter bl. a. en hydrogen-avsvovlingssone 310 og en røstesone 311 med hvert sitt fluidiserte lag 318 resp. 312. Anlegget mates med rå fluidumkoks, d.v.s. den ubehandlede fluidumkoks fra fluidum forkoksningsanlegget. I den beskrevne utførelse er faststoffet et produkt fra forkoksningen av en South Louisians råolje og inneholder ca. 6,5 vektprosent svovl og har en virkelig egenvekt på 1,5 g/cm<3>. That in fig. 3 facilities shown include a. a hydrogen desulphurisation zone 310 and a roasting zone 311, each with its own fluidized layer 318 or 312. The plant is fed with raw fluid coke, i.e. the untreated fluid coke from the fluid coking plant. In the described embodiment, the solid is a product from the coking of a South Louisiana crude oil and contains approx. 6.5% sulfur by weight and has a real specific gravity of 1.5 g/cm<3>.
I røstebeholderen holdes koksen (etter at den er blitt avsvovlet på den i det føl-gende beskrevne måte) på en temperatur av ca. 980° C ved hjelp av elektroder 314 under tilstrekkelig spenning, f. eks. 100 til 500 volt, til å holde det fluidiserte faststoff-sjikt på røstingstemperatur på grunn av kokspartiklenes motstandsopphetning. Elektrodene 314 kan være av grafitt eller av annet vanlig elektrodemateriale og er forbundet med en veksel- eller likestrøms-kilde. Fluidiseringsgass tilføres gjennom ledningene 328 og/eller 315 til røstebehol-derens nedre partier og strømmer gjennom risten 313 og laget 312 med en hastighet på 0,03 til 0,9 m/sek., slik at selve laget får en egenvekt (tetthet) på 480 til 960 kg/m<3>. Man foretrekker å bruke returgass renset for svovlvannstoff til fluidiseringsgass, men gjennom ledningen 328 kan det føres inn ekstra fluidiseringsgass, f. eks. nitrogen. In the roasting container, the coke (after it has been desulphurised in the manner described below) is kept at a temperature of approx. 980° C using electrodes 314 under sufficient voltage, e.g. 100 to 500 volts, to maintain the fluidized solids bed at roasting temperature due to the resistive heating of the coke particles. The electrodes 314 can be made of graphite or other common electrode material and are connected to an alternating current or direct current source. Fluidizing gas is supplied through the lines 328 and/or 315 to the lower parts of the roasting container and flows through the grate 313 and the layer 312 at a speed of 0.03 to 0.9 m/sec., so that the layer itself has a specific weight (density) of 480 to 960 kg/m<3>. It is preferred to use return gas purified of hydrogen sulphide for fluidization gas, but additional fluidization gas can be introduced through line 328, e.g. nitrogen.
Røstet fluidumkoks føres kontinuerlig eller intermitterende bort gjennom ledningen 330 og har en større egenvekt enn den rå koks, f. eks. 1,8 g/cm<3>. Som følge av behandlingen i sonen 310 vil den også ha et lavt svovlinnhold. Roasted fluid coke is carried away continuously or intermittently through line 330 and has a greater specific gravity than the raw coke, e.g. 1.8 g/cm<3>. As a result of the treatment in zone 310, it will also have a low sulfur content.
Røstesonen tjener til å frigjøre flyktige stoffer, f. eks. hydrogen og metan fra fluidumkoksen og disse frigitte gasser inneholder normalt i det minste 50 vol.prosent hydrogen. Den varme hydrogenholdige gass føres bort. oventil gjennom ledningen 316 til avsvovlingssonen 310. The voice zone serves to release volatile substances, e.g. hydrogen and methane from the fluid coke and these released gases normally contain at least 50% by volume of hydrogen. The hot hydrogen-containing gas is carried away. upwards through the line 316 to the desulphurisation zone 310.
Sonen 310 inneholder et sjikt av fluidiserte kokspartikler. Koks med høyt svovlinnhold mates gjennom innløpet 317 inn i sonen 310. Disse partikler har en forholdsvis høy temperatur, f. eks. 540° C, da den i alminnelighet kommer direkte og fortrinnsvis fra brenneren i et fluidisert forkoksningsanlegg. Avgassene fra røste-beholderen 311 oppheter laget 318 til en temperatur på ca. 700° C samtidig som de fluidiserer dette lag. Hvis det er påkrevet kan det føres inn ekstra fluidiseringsgass og risten 319 tjener til jevn fordeling av gassen. Avsvovlingsbeholderen 310 holdes fortrinnsvis under et trykk på 3,5 til 14 kg/cm<2>. Den mengde hydrogen som finnes i de flyktige stoffer fra røstesonen er tilstrekkelig til å gi en strømning av hydrogen gjennom laget 318 på i det minste 150 volumdeler pr. volumdel koks som pr. tids-enhet mates til laget 318, og fortrinnsvis mere enn 1500 V/V/time. Det kan opprettholdes en stor hastighet på hydrogenet ved at avløpsgassene fra hydrogen-avsvovlingsbeholderen 310 føres tilbake etter at de frigitte svovlholdige gasser er fjernet. I den viste utførelse har koksen en oppholdstid på 1 time med en gjennomstrømning av hydrogen på 2000 V/V/time. The zone 310 contains a layer of fluidized coke particles. Coke with a high sulfur content is fed through the inlet 317 into the zone 310. These particles have a relatively high temperature, e.g. 540° C, as it generally comes directly and preferably from the burner in a fluidized coking plant. The exhaust gases from the roasting container 311 heat the layer 318 to a temperature of approx. 700° C at the same time as they fluidize this layer. If required, additional fluidizing gas can be introduced and the grate 319 serves to evenly distribute the gas. The desulfurization container 310 is preferably kept under a pressure of 3.5 to 14 kg/cm<2>. The amount of hydrogen contained in the volatile substances from the sonication zone is sufficient to provide a flow of hydrogen through the layer 318 of at least 150 parts by volume per volume fraction of coke as per time unit is fed to the layer 318, and preferably more than 1500 V/V/hour. A high velocity of the hydrogen can be maintained by the waste gases from the hydrogen desulphurisation container 310 being returned after the released sulphur-containing gases have been removed. In the embodiment shown, the coke has a residence time of 1 hour with a flow of hydrogen of 2000 V/V/hour.
Under disse forhold blir de til sonen 310 matede fluidiserte kokspartikler hurtig avsvovlet, hvorved svovlinnholdet av den gjennom ledningen 329 bortførte koks reduseres til mindre enn 3 vektprosent, fortrinnsvis til 1 å 2 vektprosent. Koksen kan anvendes direkte som et produkt med lavt svovlinnhold, men i alminnelighet føres den til beholderen 311 for karburering av dens flyktige stoffer, hvorved sluttproduk-tet blir et utmerket materiale for elektroder, formmateriale, etc. Under these conditions, the fluidized coke particles fed to the zone 310 are quickly desulfurized, whereby the sulfur content of the coke carried away through the line 329 is reduced to less than 3 percent by weight, preferably to 1 to 2 percent by weight. The coke can be used directly as a low-sulfur product, but generally it is fed to the container 311 for carburizing its volatiles, whereby the end product becomes an excellent material for electrodes, mold material, etc.
De i hydrogen-avsvovlingsbeholderen 310 frigitte gasser føres bort gjennom ut-løpet 320. I alminnelighet brukes de ikke svovelholdige deler av disse gasser til flui-diseringssonen 311. En del av disse gasser The gases released in the hydrogen desulfurization vessel 310 are carried away through the outlet 320. In general, the non-sulphur-containing parts of these gases are used for the fluidization zone 311. A part of these gases
blåses derfor ut gjennom ledningen 321 is therefore blown out through line 321
mens resten føres tilbake til en kjøler 323 gjennom ledningen 322. Etter å være av-kjølt til en temperatur på ca. 38° C føres gassene til en vasker 324 hvor den bringes i kontakt med dietanolamin eller lignende oppløsningsmiddel, faste stoffer og lignende for å fjerne svovelvannstoff. Svovelvannstoff føres gjennom ledningen 325 bort fra while the rest is fed back to a cooler 323 through line 322. After being cooled to a temperature of approx. At 38° C, the gases are fed to a washer 324 where they are brought into contact with diethanolamine or a similar solvent, solids and the like to remove hydrogen sulphide. Hydrogen sulphide is led through line 325 away from
sirkulasjonssystemet mens de resterende the circulatory system while the remaining
gasser gjennom ledningen 326 føres til kompressoren 327 som tjener til å øke trykket til ca. 6,3 kg/cm<2>. Gassene føres derpå tilbake til røstebeholderen 311. Svovel og støv kan også fjernes ved hjelp av vaskeren 324. gases through the line 326 are led to the compressor 327 which serves to increase the pressure to approx. 6.3 kg/cm<2>. The gases are then returned to the roasting container 311. Sulfur and dust can also be removed using the washer 324.
Det skal bemerkes at de nødvendige betingelser for en effektiv hydrogenavsvovling ved forholdsvis lav temperatur i og for seg tidligere har vært til stede på den måte at det var påkrevet en temperatur på 700 til 820° C. Kokspartikler med et svovelinnhold på 7,1 vektprosent ble hydro-genavsvovlet med en hydrogen innehol-dende gass ved 5,25 kg/cm<2> i et tidsrom av 60 min. hvor hydrogenet hadde en hastighet på 3500 V/V/time. Skjønt de samme forhold (unntatt temperaturen) var til stede i begge tilfeller så tjente en hydrogen-avsvovlings-temperatur på 540° C bare til å redusere svovelinnholdet til 6,3 vektprosent, mens derimot en temperatur på 700° C ga et produkt med 2,1 vektprosent svovel. Det kreves derfor en temperatur på minst 700° C for å gi en effektiv avsvovling. It should be noted that the necessary conditions for effective hydrogen desulphurisation at a relatively low temperature in and of themselves have previously been present in that a temperature of 700 to 820° C was required. Coke particles with a sulfur content of 7.1% by weight were hydrogen-desulfurized with a hydrogen-containing gas at 5.25 kg/cm<2> for a period of 60 min. where the hydrogen had a speed of 3500 V/V/hour. Although the same conditions (except the temperature) were present in both cases, a hydrogen desulfurization temperature of 540°C only served to reduce the sulfur content to 6.3% by weight, whereas a temperature of 700°C gave a product with 2 .1 weight percent sulphur. A temperature of at least 700° C is therefore required to provide effective desulphurisation.
Fig. 4. viser en annen utførelse av oppfinnelsen. Her føres rå koks gjennom ledningen 412 til røstebeholderen 410, slik at den først blir røstet. Det fluidiserte sjikt 413 holdes sterkt turbulent ved hjelp av tilbakeført gass som føres inn gjennom ledningen 416 og/eller ekstra fluidiseringsgass som føres inn gjennom ledningen 417. Tilstrekkelig spenning påtrykkes tvers over laget 413 ved hjelp av elektroder 414 for å opphete laget til en temperatur på 980° C som følge av kullpartiklenes elektriske motstand. Fig. 4 shows another embodiment of the invention. Here, raw coke is fed through the line 412 to the roasting container 410, so that it is first roasted. The fluidized bed 413 is kept highly turbulent by means of recirculated gas introduced through line 416 and/or additional fluidizing gas introduced through line 417. Sufficient voltage is applied across the layer 413 by means of electrodes 414 to heat the layer to a temperature of 980° C due to the electrical resistance of the coal particles.
Frigitte flyktige stoffer, som inneholder en vesentlig del hydrogen, føres bort oventil gjennom ledningen 415 til avsvovlingssonen 411 hvor de tjener til å opphete, fluidisere og hydrogenavsvovle kokspartikler der opprettholdes som et fluidisert lag 419 på den i forbindelse med fig. 3 beskrevne måte. Sonen 411 mates her imidlertid med det i sonen 410 røstede produkt som føres til avsvovlingssonen 411 gjennom ledningen 418. I sonen 411 hersker en temperatur på ca. 760° C og et trykk på 6,0 kg/cm<2>. Tilnærmet brukes 2500 volumdeler hydrogen (i den frigitte strøm av flyktige stoffer) pr. volumdel koks som skal behandles under en oppholdstid på ca. 30 min. Det ferdige koksprodukt som har et svovelinnhold på ca. 1,0 vektprosent og en egenvekt på 1,8 g/cm<3>, føres bort gjennom ledningen 420. Released volatile substances, which contain a substantial part of hydrogen, are carried away upwards through the line 415 to the desulphurisation zone 411 where they serve to heat, fluidise and hydrogen desulphurise coke particles which are maintained as a fluidised layer 419 on it in connection with fig. 3 described way. However, the zone 411 is fed here with the product roasted in the zone 410, which is led to the desulphurization zone 411 through the line 418. In the zone 411, a temperature of approx. 760° C and a pressure of 6.0 kg/cm<2>. Approximately 2,500 volume parts of hydrogen (in the released flow of volatile substances) are used per volume fraction of coke to be processed during a residence time of approx. 30 min. The finished coke product, which has a sulfur content of approx. 1.0% by weight and a specific gravity of 1.8 g/cm<3>, is carried away through line 420.
Den gjennom ledningen 421 bortførte gass kan, delvis eller helt, blåses ut gjennom ledningen 422. Det vanlige er å bruke en del av gassen som et tilbakeført fluidiseringsmiddel og derfor blir en del av gassene avkjølt i kjøleren 423 hvorfra den gjennom ledningen 424 går til vaskeren 425, hvor svovelvannstoff fjernes ved hjelp av hvilken som helst av de tallrike almin-nelige oppløsningsmidler og føres bort gjennom utløpet 426. De behandlede gasser kan derpå komprimeres i kompressoren 427 hvorfra de som fluidiseringsmiddel føres til sonen 410 gjennom ledningen 416. The gas removed through line 421 can be partially or completely blown out through line 422. It is usual to use part of the gas as a returned fluidizing agent and therefore part of the gases is cooled in the cooler 423 from where it goes through line 424 to the washer 425, where hydrogen sulphide is removed with the help of any of the numerous common solvents and is carried away through the outlet 426. The treated gases can then be compressed in the compressor 427 from where they are fed as a fluidizing agent to the zone 410 through the line 416.
Den følgende tabell viser en rekke data for anleggene etter fig. 3 og 4. The following table shows a range of data for the facilities according to fig. 3 and 4.
De i forbindelse med fig. 3 angitte pro-sesser muliggjør således såvel røsting som avsvovling under forholdsvis lave temperaturer. Det avsvovlingsmiddel som er påkrevet frembringes i anlegget. Høy termisk virkningsgrad opprettholdes under hele prosessen, idet varmen opprinnelig avledes fra forholdsvis liten tilførsel av elektrisk motstandsoppvarmning. Det anvendes forholdsvis lave temperaturer som gjør det mulig å bruke forholdsvis billige konstruk-sj onsmaterialer. They in connection with fig. 3 specified processes thus enable both roasting and desulphurisation under relatively low temperatures. The desulphurisation agent that is required is produced in the plant. A high degree of thermal efficiency is maintained throughout the process, as the heat is initially derived from a relatively small supply of electrical resistance heating. Relatively low temperatures are used, which makes it possible to use relatively cheap construction materials.
I det i fig 5. viste anlegg blir rå, ubehandlet koks, som fortrinnsvis og med en In the plant shown in Fig. 5, raw, untreated coke is produced, preferably with a
temperatur på 600° C er ført bort fra brennersonen i det fluidiserte forkoksningsanlegg, ført inn i det viste anlegg gjennom ledningen 513. Kokspartiklene har opprinnelig en størrelse på 75 til 300 mikron, et svovelinnhold på 1,5 vektprosent og en elektrisk motstand på 4000 ohm/cm. Koksen føres inn i forbrenneren («transfer line burner») 510. temperature of 600° C is led away from the burner zone in the fluidized coking plant, led into the shown plant through line 513. The coke particles initially have a size of 75 to 300 microns, a sulfur content of 1.5 percent by weight and an electrical resistance of 4000 ohms / cm. The coke is fed into the transfer line burner 510.
Denne forbrenner utgjør en langstrakt kontaktsone med stor hastighet og kan passende ha en innvendig diameter på 0,4 m og en lengde på 6,0 m. Gassformet me-dium føres inn i forbrennersonen 510 og faststoffet holdes som en turbulent fortyn-net suspensjon i en gasstrøm som beveger seg med en hastighet på 18 m/sek. I den stigende transportledning er faststoffet tilbøyelig til å bevege seg langsommere enn gassen på grunn av tyngdekraften. Denne sakking eller slipp nedsetter faststoffets netto hastighet i oppadgående retning til omtrent halvparten av gassens hastighet. Kokschargen er omtrent 1 kg pr. m<8> gass. This combustor constitutes an elongated contact zone with high velocity and can suitably have an internal diameter of 0.4 m and a length of 6.0 m. Gaseous medium is fed into the combustor zone 510 and the solid is held as a turbulent dilute suspension in a gas stream moving at a speed of 18 m/sec. In the rising transport line, the solid tends to move more slowly than the gas due to gravity. This sag or drop reduces the net velocity of the solid in the upward direction to about half the velocity of the gas. The coke charge is approximately 1 kg per m<8> gas.
Gass som inneholder oksygen, f. eks. luft forvarmet til en temperatur på 540° C, føres inn i forbrennerens 510 nedre parti gjennom ledningen 514 og tjener til å drive faststoffet hurtig gjennom forbrennersonen. Forholdet mellom brennstoff, kontakt-tid og lignende inne i transportsonen reguleres på sådan måte at oksygenet vil tj ene til å forbrenne de brennbare gasser i denne sone istedenfor å forbinde seg med den fluidiserte koks. De brennbare gasser kan være en ekstra brenselgass, som metan, etan eller hydrogen, som føres inn gjennom ledningen 515. I det minste en del av brenn-stoffet utgjøres fortrinnsvis av flyktige bestanddeler, f. eks. hydrogen, metan eller svovelvannstoff, som frigis fra den fluidiserte koks i selve forbrenneren 510. Etter en annen utførelse kan de brennbare gasser være avgass fra den påfølgende elektriske behandling som gjennom ledningen 538 føres inn i forbrenneren. Gas containing oxygen, e.g. air preheated to a temperature of 540° C, is introduced into the lower part of the combustor 510 through line 514 and serves to propel the solid rapidly through the combustor zone. The ratio between fuel, contact time and the like inside the transport zone is regulated in such a way that the oxygen will serve to burn the combustible gases in this zone instead of connecting with the fluidized coke. The combustible gases can be an additional fuel gas, such as methane, ethane or hydrogen, which is introduced through line 515. At least part of the fuel is preferably made up of volatile components, e.g. hydrogen, methane or hydrogen sulphide, which is released from the fluidized coke in the combustor 510 itself. According to another embodiment, the combustible gases can be exhaust gas from the subsequent electrical treatment which is fed through line 538 into the combustor.
Tilstrekkelig forbrenning sørger for at temperaturen i sonen 515 i det minste holdes på 815° C for å bevirke reduksjon av den elektriske motstand. I den viste ut-førelse arbeider forbrenneren 510 med en temperatur på 1150° C og 1,05 kg/cm<2> trykk og kokeren har en oppholdstid i forbrenneren på mindre enn 1 sek. Den hete gass-faststoff suspensjon føres derpå til separa-toren 516, f. eks. en cyklon eller lignende, hvor de faste partikler skilles ut og føres til den elektriske behandlingssone 511 mens de varme gasser fjernes oventil gjennom utløpet 517. De hete røkgasser kan varme-utveksles i apparatet 518, f. eks. med inn-løpsluft eller med den til anlegget matede rå koks, hvorpå gassene føres bort gjennom avløpet 519. Sufficient combustion ensures that the temperature in zone 515 is maintained at least at 815° C. to effect a reduction in electrical resistance. In the embodiment shown, the combustor 510 works with a temperature of 1150° C and 1.05 kg/cm<2> pressure and the cooker has a residence time in the combustor of less than 1 sec. The hot gas-solid suspension is then fed to the separator 516, e.g. a cyclone or the like, where the solid particles are separated and taken to the electrical treatment zone 511 while the hot gases are removed upwards through the outlet 517. The hot flue gases can be heat-exchanged in the device 518, e.g. with inlet air or with the raw coke fed to the plant, after which the gases are carried away through the drain 519.
Behandlingen av fluidumkoksen i forbrenneren 510 tjener til å redusere koksens elektriske motstand til omtrent 0,2 ohm/cm mens dens egenvekt økes til 1,7 eller mere. På dette trinn inntreffer en forholdsvis liten endring i koksens svovelinnhold. The treatment of the fluid coke in combustor 510 serves to reduce the electrical resistance of the coke to about 0.2 ohm/cm while increasing its specific gravity to 1.7 or more. At this stage, a relatively small change in the coke's sulfur content occurs.
Fluidumkoksen føres derpå til en elektrisk behandlingssone som i denne utfø-relse omfatter en elektrisk opphetnings-innretning 511 og en avdrivningsinnretning 512.1 oppheteren 511 holdes fluidumkoksen i form av et sterkt fluidisert sjikt 521 som oppviser mange av de egenskaper som kjennetegner et fluidum. De nødvendige fluidiseringsgasser utgjøres hovedsakelig av avløpsgassene fra avdrivingssonen 512 hvorfra de gjennom ledningen 527 passerer oppover og inn i sonen 511. Ekstra fluidiseringsgass, f. eks. en nitrogen eller metan, kan føres inn gjennom ledningen 524 og fordelingsorganet 522 tjener til å fordele gassene jevnt over det fluidiserte lag 521. Flyktige stoffer, som blir frigitt i selve sonen, vil også tjene som fluidiseringsgass. Gassene passerer gjennom laget med en hastighet på ca. 0,3 m/sek. og det fluidiserte sjikt har en egenvekt (tetthet) på omtrent 640 kg/m<3>. The fluid coke is then led to an electrical treatment zone which in this embodiment comprises an electric heating device 511 and a drive-off device 512. 1 the heater 511 holds the fluid coke in the form of a highly fluidized layer 521 which exhibits many of the properties that characterize a fluid. The necessary fluidizing gases are mainly made up of the waste gases from the stripping zone 512, from which they pass through the line 527 upwards and into the zone 511. Extra fluidizing gas, e.g. a nitrogen or methane can be introduced through the line 524 and the distribution member 522 serves to distribute the gases evenly over the fluidized layer 521. Volatile substances, which are released in the zone itself, will also serve as fluidizing gas. The gases pass through the layer at a speed of approx. 0.3 m/sec. and the fluidized bed has a specific weight (density) of approximately 640 kg/m<3>.
I laget er neddykket en eller flere elektroder 523 av grafitt eller kull forbundet med en elektrisk energikilde. De kan stikke omtrent 0,9 m ned i laget. Det påtrykkes elektrodene en spenning som er tilstrekkelig til å opphete de faste partikler til 1540° C ved hjelp av den varme som frembringes ved partiklenes elektriske motstand i stedet for ved høyspent gnistutladning. I den viste utførelse anvendes det spenninger mellom 100 og 500 volt. Etter et opphold i opphetningssonen på omtrent 15 min., føres faststoffet gjennom avløpsledningen 525 nedover og inn i avdrivingssonen 512 hvor avsvovlingen og røstingen kompletteres. Immersed in the layer is one or more electrodes 523 of graphite or coal connected to an electrical energy source. They can stick approximately 0.9 m into the layer. A voltage is applied to the electrodes which is sufficient to heat the solid particles to 1540° C using the heat produced by the electrical resistance of the particles instead of by high-voltage spark discharge. In the embodiment shown, voltages between 100 and 500 volts are used. After a stay in the heating zone of approximately 15 min., the solid is passed through the drain line 525 downwards and into the stripping zone 512 where desulfurization and roasting are completed.
Avdriveren 512 har fortrinnsvis et nedover vandrende lag hvis øvre parti holdes fluidisert ved hjelp av oppsamlede flyktige stoffer som frigis gjennom hele laget. Av-driveern danner en sone med forholdsvis langt opphold under en temperatur på 1540° C frembragt av den i oppheteren 511 utviklede varme og overført til avdriveren ved hjelp av faststoffet. The drifter 512 preferably has a downwardly moving layer, the upper part of which is kept fluidized by means of collected volatile substances which are released throughout the layer. The de-driver forms a zone with a relatively long stay below a temperature of 1540° C. produced by the heat developed in the heater 511 and transferred to the de-driver by means of the solid.
Fluidumkoksen i form av et fast sjikt 526 har en egenvekt på ca. 960 kg/m<3> får et opphold i avdriveren 512 på i/2 til 4 timer for derved å frigi såvel svovel som ytter-ligere flyktige stoffer. Avdriveren kan bestå av en eller flere beholdere og kan arbeide med ladninger eller kontinuerlig, avhengig av faststoffets passering gjennom hele anlegget. The fluid coke in the form of a solid layer 526 has a specific gravity of approx. 960 kg/m<3> is allowed to stay in the remover 512 for 1/2 to 4 hours, thereby releasing both sulfur and other volatile substances. The decanter can consist of one or more containers and can work with charges or continuously, depending on the solid's passage through the entire plant.
Avdriveren kan fluidiseres med gasser som føres inn gjennom ledningen 529. Disse gasser kan også forvarmes i kjøleren 539, for det ferdige koksprodukt. Den tilstrekkelig varmebehandlede koks med en egenvekt på 1,8 og et svovelinnhold på mindre enn 2 vektprosent, strømmer nedover gjennom ledningen 534 og inn i kjøleren 539 som fortrinnsvis inneholder et fluidisert lag. Koksen kjøles indirekte med vann som føres inn gjenom ledningen 531 og som i form av driftsdamp føres bort gjennom ledningen 532. Fluidiseringsgass føres bort gjennom ledningen 533. The drifter can be fluidized with gases that are fed in through line 529. These gases can also be preheated in the cooler 539, for the finished coke product. The sufficiently heat-treated coke having a specific gravity of 1.8 and a sulfur content of less than 2 percent by weight flows downward through line 534 and into cooler 539 which preferably contains a fluidized bed. The coke is cooled indirectly with water which is introduced through line 531 and which in the form of operating steam is led away through line 532. Fluidization gas is led away through line 533.
Det gjennom ledningen 535 bortstrøm-mende ferdige koksprodukt har såvel en forøket egenvekt som et relativt lavt svovelinnhold og liten elektrisk motstand. Dette produkt representerer således en høy-verdig koks som kan anvendes til elektroder, støperiformer og lignende. The finished coke product flowing away through line 535 has an increased specific gravity as well as a relatively low sulfur content and low electrical resistance. This product thus represents a high-quality coke that can be used for electrodes, casting molds and the like.
Som foran nevnt, kan avgassen fra av-driversonen med sitt høye svovelinnhold med fordel anvendes til å fluidisere opphetningssonen. De frigitte gasser føres bort fra oppheteren 511 gjennom ledningen 536. De kan delvis gjennom ledningen 538 føres til forbrenneren 510 for der å tjene som brennstoff, mens hovedmassen av gassene føres bort gjennom ledningen 537 som et verdifullt biprodukt, f. eks. kulldisulfid. As previously mentioned, the exhaust gas from the de-driver zone with its high sulfur content can be advantageously used to fluidize the heating zone. The released gases are led away from the heater 511 through the line 536. They can be partially led through the line 538 to the combustor 510 to serve as fuel there, while the main mass of the gases is led away through the line 537 as a valuable by-product, e.g. carbon disulfide.
Selv om det i fig. 5 er vist en elektrisk opphetet behandlingssone atskilt i to atskilte beholdere, nemlig oppheteren 511 og avdriveren 512, så kan de to soner selvsagt befinne seg i en enkelt beholder. Fluidiseringsgass for en slik beholders øvre parti, som den egentlige elektriske opphetning foregår i, kan fordeles jevnt ved hjelp av et gitter, en rist eller lignende beliggende omtrent i høyde med fordeleren 522 på tegningen. Ved en slik anordning kan fordeleren 522 og ledningen 525 utelates og ledningen 527 vil da utgjøre en kanal med samme tverrsnitt som beholderen. I virke-ligheten vil et fluidlag bli liggende ovenpå en avdriversone med vandrende eller fluidisert lag. Although in fig. 5 shows an electrically heated treatment zone separated into two separate containers, namely the heater 511 and the decanter 512, then the two zones can of course be in a single container. Fluidizing gas for the upper part of such a container, in which the actual electrical heating takes place, can be evenly distributed by means of a grid, a grate or the like located approximately at the height of the distributor 522 in the drawing. With such a device, the distributor 522 and the line 525 can be omitted and the line 527 will then form a channel with the same cross-section as the container. In reality, a fluid layer will lie on top of a drifting zone with a traveling or fluidized layer.
For å markere ønskeligheten av behandlingen ved høy temperatur i forbrenneren for å redusere den elektriske motstand, fremgår av tabell III at forvarming til temperaturer på i det minste 815° C er påkrevet for i vesentlig grad å redusere den elektriske motstand i den koks som skal behandles elektrisk. De nedenstående data er fremkommet ved å måle den elektriske motstand hos fluidumkoks når den i en grafittdigel ble opphetet i form av et sta-tisk kokslag. To highlight the desirability of the treatment at high temperature in the incinerator to reduce the electrical resistance, it appears from Table III that preheating to temperatures of at least 815° C is required to significantly reduce the electrical resistance of the coke to be treated electric. The data below have been obtained by measuring the electrical resistance of fluid coke when it was heated in a graphite crucible in the form of a static coke layer.
Tabell III. Table III.
Av tabell III fremgår at den elektriske motstand avtar raskt når koksen opphetes over 760° C og at det kreves minst 815° C for at motstanden skal synke tilfredsstil-lende. Table III shows that the electrical resistance decreases rapidly when the coke is heated above 760° C and that at least 815° C is required for the resistance to drop satisfactorily.
Den følgende tabell viser en rekke data for anlegget etter fig. 5. The following table shows a range of data for the plant according to fig. 5.
Tabell IV. I Table IV. IN
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7003976A FR2079546A6 (en) | 1970-02-04 | 1970-02-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO135716B true NO135716B (en) | 1977-02-07 |
NO135716C NO135716C (en) | 1977-05-16 |
Family
ID=9050090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO38571A NO135716C (en) | 1970-02-04 | 1971-02-03 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DK (1) | DK135291B (en) |
FR (1) | FR2079546A6 (en) |
NO (1) | NO135716C (en) |
SE (1) | SE359595B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2488310A1 (en) * | 1980-08-06 | 1982-02-12 | Milan Jean | PROCESS FOR MANUFACTURING TOOL FORMWORK |
FR2504580A1 (en) * | 1981-04-28 | 1982-10-29 | Outinord St Amand | IMPROVEMENTS TO TUNNEL FORMWORKS |
-
1970
- 1970-02-04 FR FR7003976A patent/FR2079546A6/fr not_active Expired
-
1971
- 1971-02-03 NO NO38571A patent/NO135716C/no unknown
- 1971-02-03 DK DK46971A patent/DK135291B/en unknown
- 1971-02-03 SE SE131571A patent/SE359595B/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO135716C (en) | 1977-05-16 |
DK135291B (en) | 1977-03-28 |
SE359595B (en) | 1973-09-03 |
DK135291C (en) | 1977-09-05 |
FR2079546A6 (en) | 1971-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3736233A (en) | Process of pyrolyzing and desulfurizing sulfur bearing agglomerative bituminous coal | |
US2551905A (en) | Desulfurization of gases | |
US3661543A (en) | Fluid coking process incorporating gasification of product ore | |
US5730860A (en) | Process for desulfurizing gasoline and hydrocarbon feedstocks | |
CA1097242A (en) | Tar sands process | |
US7862707B2 (en) | Liquid fuel feedstock production process | |
US4160720A (en) | Process and apparatus to produce synthetic crude oil from tar sands | |
PL195893B1 (en) | Method for producing clean energy from coal | |
PL117833B1 (en) | Method of coal raw material coking | |
US3017250A (en) | Continuous process for the production of hydrogen | |
MX2014007540A (en) | Method and apparatus for production of direct reduced iron (dri) utilizing coke oven gas. | |
US1950558A (en) | Process for the production of gas, oil, and other products | |
WO2019046469A1 (en) | Apparatus, system, and method for shale pyrolysis | |
US3617468A (en) | Process for removing the hydrocarbon content of carbonaceous materials | |
US3107985A (en) | Method for the continuous distillation of coal and other hydrocarbonaceous materials and for the autogenous hydrogenation of the condensable volatiles | |
US2743216A (en) | Calcination of fluid coke utilizing shot | |
NO135716B (en) | ||
US2701758A (en) | Thermal processes | |
US2194574A (en) | Process for producing gasoline and gas | |
US2506545A (en) | Method fob regenerating spent | |
US2743218A (en) | Recovery of product vapors from fluid coke | |
JP4416187B2 (en) | Partial oxidation hot gas quenching and cleaning and cooling and cleaning system | |
US2819204A (en) | Fluid coke calcination utilizing an evolved hydrogen | |
US3086923A (en) | Two-step process for upgrading fluid coke | |
JPH07188677A (en) | Vertical coal pyrolyzer |