SE190035C1 - - Google Patents

Description

KLASS INTERNATIONELLSVENSK C 1 0 f1 0 c:6 PATENT- OCH REGISTRE RI NG SVERKET Ans. 7659/1958 inkom den 19/8 1958 utlagd den 11/11 1963 C GLINKA, KREFELD-UERDINGEN, FoRBUNDSREPUBLIKEN TYSKLAND Forfarande for behandling av fasta branslen innehallande vatten och amnen, som genom upphettning kunna omvandlas till bitumen, vid vilken behandling vattnet och foretradesvis liven bitumenbestandsdelarna genom upphettning i olja avfores under tryck Uppfinningen avser ett forfarande, vid vilket vattenrika fasta branslen, namligen fasta branslen, sour innehalla vatten och dmnen, som gen-oin uppyarmning kunna forvandlas till bitumen, exempelvis oljeskiffer, tory, upphettas under tryck i olja, for avskiljning av vattnet och foretradesvis ¥ bitumen.

Ett andamal med uppfinningen ãr att sâ avskilja vid genomfOrande av fOrfarandet utveckladi vattenanga fran hildad oljeknga, sã att vattenangan blir oljefri, sarskilt fri fran olj ednga.

Ett ytterligare andamal med nppfinningen. ãr att av fasta branslen pa enkelt satt framstalla olja, som är belt .fri fran vatten. Vid forfarandet omvandlas vidare det vd.rme, som forefinnes i de vid forfarandet alstrade angorna, sarskilt i den alstrade oljefria vattenangan, i en. energiomformare till mekanisk .energi exempelvis i en normal angkraftanlaggning.

Enligt uppfinningen behandlas det fasta brdnslet s, att delta efter vartamitat genomRiper tvâ skilda temperatursteg, ndmligen ett fiirsta steg vid ett tryck av over 12 at, exenapelvis 30 at, och en temperatur, som ligger over vattnets kokpunktdetta tryck, och i ett andra steg vid omkring samma tryck och en temperatur over omkring 400.°, vid vilken de anmen av vilka bitumen bildas losas °eh de av bitumen bildade oljorna fOrangas, varvid for donna behandling anvandes en olja, som joke borjar fordngas vid den temperatur och det tryck, som anyandas i det forsta steget.

I temperaturomradet f5r det al-Wm steget upptrada exotermt forlapande reaktioner melIan i de fasta amnena forefintligt oxygen, kol och hydrogen, genom vilka, enligt vad som konstaterats vid forsOk, temperaturen hos behandlingsoljan kan stiga myeket snabbt. Den- Dupl. kl. 12 r: 3/01; 26 a: 4 na inre upphettning av oljan Or av stor for-del ur varmeekonomisk synpunkt. Da den emellertid är fOrbunden med bildning av oljedngor, utnyttjas den icke vid forfarandet enligt uppfinningen under det ,forfarandesteg, vid vilket vattnet utdrives ur de fasta amnena.

FOr att man -vid fOrfarandet shall kunna utnyttj a fOrdeleu med den inre upphettningen av behandlingsoljan, men dock under dot forfarandesteg, vid vilket vattnet I de fasta amnena fOrangas, med sakerhet kunna hila temperature'', inorn de granser, inorn vilka ingen oljeanga bildas av behandlingsoljan, genomfOres behandlingen av du fasta amnerta enligt uppfinningen i de tvd. temperaturstegen. I det forsta steget forangas sahmda fukten i de fasta amnena under ett tryck av exempelvis at oeh en temperatur av omkring, 250-50° C, vid vilken ingen oljeanga kan Midas av behandlingsoljan. Den ur de fasta amnena frigjorda vattenangan avgar .fran behandlingsolj an och avleds, ur a,nlaggningen vid det i denna anvanda trycket. I dot andra steget uppliettas sedan d:et fasta dmnet i oljan till en temperatur pa omkring 400° C, vid vilken den oljehildande substansen i de fasta amnena lbser sig. Derma overgar frail fast till flytande fas, frail vilken ddrefter de latta och medeltunga oljorna avga i angform nr behandlingsoljan. Oljans tunga fraktion, vars koktemperatur motsvarar behandlingsoljans, kvarstannar i flytande form i den fasta substansen, och forangas fOrst sedan den skills Iran behandlingsoljan vid tryckfallet ridr de fasta dmnena overforas frail det under driftstrycket pa 30 at sta.ende behandlingsrummet till ett under lagre tryck staende tryeksankningsrum.

I det andra temperatursteget kunna dar-- efter de exotermt forlopande reaktionerna. 2— — mellan syre-kollvate i de fasta amnena fortga. obehindrat. Det av oljan upptagna varmet kan utnyttjas, darigenom., att oljan. aterfores till det forsta steget.

Vid genomfOrda forsok har konstaterats, att bransle med hog fukthalt under kort tidL rymd sjunker i den upphettade oljan, därefter ater stiger till ytan oeh simmar pa denna. Detta beror pa att en intensiv vattenfora'ngning upptrader i hranslepartiklarnas porer till faljd air den snabba upphettningen, vilket ger upphov till hildning av sma blasor. Dessa blasor hafta under bildningen vid branslets yta och bara branslepartiklarna. Nar forangeningen av vattnet darefter upphor gar blasbildningen tillbaka och branslet sjunker Ater i behandlingsoljan.

Detta forlopp utnyttjas vid fOrfarandet enligt foreliggande uppfinning darigenorn att sonderdelat bransle infores i en oljestrOm, som forloper i horisontalplanet, varvid oljan i denna del av en anlaggning for genornforande av forfarandet eirkulerar I ett kretslopp. De minsta branslepartiklarna sjunka darvid i oljestrommen redan efter en kort vag i en behandlingsstracka, de starre partiklarna efter en langre vag och de storsta forst efter att flera ganger ha lopt igenom kretsloppet. Partiklarna komma salunda &anima vag, men pa en mat olika storlek hos partiklarna avpassad behandlingstid, till nasta behandlingsStracka i anlaggningen. P. detta satt anpasSas behandlingstiden till partikelstorleken. I derma nhsta behandlingsstracka strammar olja nerifran och uppat med en. hastighet, som är stone On sjunkhastigheten hos de starsta branslepartiklarna, sâ att dessa med sakerhet komma att transporteras, med av oIjestrommen. Branslepartiklarna faros alltsa uppat svavande i oljestrommen, varvid den lid, under vilken de befinner sig i strammen Oven huir kommer att bli beroende av partiklarnas storlek.

Om ratory skall behandlas enligt forfarandet, maste man ta hansyn till, att den inkommer med en vattenhalt av omkring 90 % taknat pa vatvikten. Av denna orsak Or det i regel nodvandigt, att avlagsna stOrsta deleu av vattnet fore behandlingen. Delia kan pa kant satt she genom upphettning av torven Under tryck till en. temperatur av omkring 180° C. Vid derma temperatur frigores, starsta delen av det kolloidalt hundna vattnet och kan avskiljas frau torven medelst mekaniska hjalpmedel. Denna foravvattningsprocess kart pa fordelaktigt satt kombineras med proeessen, enligt foreliggande fOrfarande. Ratorven befordras darvid i ett flytande tillstand me-deist pump fran en torvtakt till den anlaggning i vilken forfarandet enligt uppfinningen genomfores oak leds dar in i en behandlingsstracka, som. i stallet for olja innehaller eirkulerande hetvatten, som star under anlaggningens driftstryck. Vid ett tryck av exempel vis 30 at kan vatten.-torvblandningen utan vasentlig angbildning .uppirarmas till °Inkling 180° C, ,eftersom. vattnets kokpunkt vid detta tryck ligger vid 232° C. De under upphettningen i mindre utstrackning bildade Ongoch gasmangderna kunna darvid utnyttjas i processen. Torven skiljs under trycket i anlaggningen fran vattenoverskott och leds med det under behandlingsprocessen upptagna varmet direkt in i processen enligt fOreliggande forfarande. Overskottsvattnet, som annu star under anlaggningens driftstryck, anvands sedan det a.vgivit varme till den anlaggningen tillforda vatten-torv-blandningen. Mr sanderdelningen av ratorven eller far avspolning av torven I torvtakten.

Uppfinningen illustreras narmare av 101- jande beskrivning i anslutning till bifogado ritningar, i vilka fig. 1 visar en anlaggning for genomforande av forfarandet 1 tva ternperatursteg, varvid vattnet avlagsnas i det farsta teraperatursteget och den substans, slam vid upphettning kan omvandlas till olja eller oljeartad bitumen i det andra, och fig. 2 en a.nlaggning far behandling av ratorven.

Anlaggningen, enligt fig. 1 omfattar ett stigrat. 1 riled sh stor diameter, att storre mangder styckeformat bransle kan befordras uppat i desamrna medelst uppstigande olja. Darvid har oljan en hastighet, som ligger nagot Over sjunkhastigheten far branslet. Or brans-lets sjunkhastighet Or 10 cm/s kan oljan lampligen ha en stighastighet av omkring 12 em/s. Stigroret har exempelvis en diameter av 30 cm och en hajd av 600 cm. vid en insats av omkring 2000 kg bransle per timma. I en industriell anlaggning av ifragavarande slag kart man rakrta med en insats av omkring t/h. Stigoret star vid sin undre ande I forbindelse med en ledning 2, genom vilken olja, som befordras air en pump 3, instrommar. Den ovre anden av stigroret 1 Or forbunden med en behallare 4, som upptill Or ansluten till ett vattenangutslapp 5 och nedtill med en ledning 6, som far nedat till en hydrocyklan 7 och som vid ifragavarande exempel har en diameter av exempelvis 10. cm. Ett vatskeutslapp 8 flan hydrocyklonen Or ansluten Over en ledning 9 och en. till derma kopplad ledning 10 till pumpen 3. Oljan strammar alltsa I ett kretslopp i denna del av anlaggningen, driven av pumpen. 3 genom stigraret 1 och ledningarna 6, 9 oeh 10.

En del av cirkulationsoljan far& Over en ledning 11 och en varmare 12 till en pump 13. Derma trycker oljan, genora en. ledning 14 till ett andra stigrar 15, som. upptill avslutas med en behallare 16 med oljehngutslapp 17. Genoimi ledningen 18 flyter oljan in i en hy, drocyklon 19 och darifran genorn en ledning 20 ater till pumpen 3. Fare ingangen till pumpen. 3 forenas oljan, som genom. de i denna del air anlaggningen exotermt forlapande reaktionerna mellan syre, kol och vale Or upp- — —3 hettad till Over 400° C, med den genom ledningen 10 med 'age temperatur, omkring 250° C, avstrommande oljan och pumpen 3 trycker darefter oljan med en medeltemperatur av omkring 3000 G in i stigriiret 1.

En liten del air den fran pumpen 3 kommande och i en varmare 21 till omkring 300° C uppvarmda oljan fOres genom en ledning 22 till en ringformad ledning 23, som Over ror 24 och 25 star i fOrbindelse Hied stigrOret 1.

Driften av anlaggningen sker enligt fOljande: Anlaggningens rorsystem, fylls genom ett rot. 26 med tang olja med kokpunktsomrade mellan onikring 300 och on-Airing 400° C och drivs air pumparna 3 och 13, under ett tryck air omkring 30 at pa ovau angivet satt genom rorsystemet.

- Branslet, soin sonderdelats till en partikelstorlek pa omkring 6 mm, inform: ko.ntinuerligt over en sluss 27 till ledningen 22 och fors darifran med den genom ledningen strommande oljan till rin.gledningen 23. Sa snart branslet i ringledningen, kommer i beroring med den heta oljan, overgar branslets fukt snabbt till stOrsta delen i vattenanga. Overdelen, av ringledningen 23 fylls darvid med vattenanga av sa hog tryck, att den kan avga genom ledningarna 25 in i stigroret 1 och darifran upp till behallaren 4. Sâ lange tillrackliga mangder vattenartga utvecklas ur branslet kommer delta att flyta pa oljan i ringledningen 23. Olj an i ringledningen eirkulerar i derma i en rorelse, ,som ,utloses air den instrommande oljan pa grund air att ledningen 22 ar ansluten till ringledningen tangentiell riktning. Sedan storsta delen av vattnet utdrivits ur branslet kommer delta att sjunka i oljan i ringledningen 23 genom ledningarna 24 till undre anden av stigroret 1. Olika stora stycken av branslet sjunka olika hastigt nar de lopa genom ringledningen och komma till botten air derma pa olika stallen och foras darfOr till undre anden av stigrOret 1 genom olika ledningar 24. Stone stycken av hranslet komma harigenom att behandlas langre lid An mindre. Vid undre anden air stigroret grips branslet av den genom ledningen 2 inkommande oljestrommen °eh fores uppat frisvavande i oljan. Darvid overfores eventuellt Linn forefintliga rester av fukt i vattenanga. Vattenangan samlas i behMlaren 4 och leds under del i anlaggningen radande trycket ut genom ventilen 5. Den genom stigrOret 1 pumpade oljan upphettas till en temperatur, som ar sit hog, att det under anlaggningens tryck sta.- ende vattnet forangas, men dock de i brans-let fdrefintliga bitumenbildan.deamnena harm joke bli flytande. Derma temperatur kan vara exempelvis 250-30 G och trycket exempelvis 20-30 at. Den. under dessa driftsforhallanden ur det fuktiga branslet alstrade vattenangan Sr fri frAn olja.

Det fran vatten befriade hranslet Mrs dal-- after med oljan ur behallaren 4 genom ledningen 6 till hydrocyklonen 7 och skiljs dar frail oljan och Ores genom utloppet 28 for de fasta partiklarna till ledningen 14. liar fattas branslet air den i varmaren 12 till omkring 400° C upphettade och med pump en 13 befordrade oljestrommen och fors, uppat genom stigroret 15. PA vagen genom stigroret upphettas branslet till omkring 400° C °eh dinned blir de 'hitumenbildande amnena i branslet flytande. Fran, den flytande bitumen forangas de dari forefintliga lattkokande bestandsdelarna, medan de mera svarkokade forbli flytande. Lattoljeangorna samlas tillsammans med de under upphettningen frau branslet avgaende gaserna i hehallaren 16 och avledas genom ventilen 17. Branslet leds med oljan genom ledningen 18 till hydrocyklonen 19, skiljs dar fran oljan och fors vi-dare Over slussen 29 till ett trycksankningsrum 30. Den aterstaende, flytande, tunga oljan. forvandlas i detta rum till anga, avleds genom en oppning 31 och vidarebehandlas pa kant satt.

Anlaggningen enligt fig. 2 skiljer sig fran anlaggningen enligt fig. 1 blolt genom en ytterligare del med ett stigror 35, i vilken kolloidalt bundet vatten i den behandlade ratoryen, dvs. omkring 90 % vatten raknat pa vatvikten, genom upphettning i hetvatten, frig5res och avlagsnas till en halt p.a omkring 60 % restvatten.

Derma ytterligare del i anlaggningen bestar av stigroret 35, som avslutas upptill i en behallare 30 med ett angutslapp 37. Genom en ledning 38 Sr den undre delen air behallaren 35 ansluten till en centrifug 39. Ett fastsubstansavlopp 40 hos centrifugen leder in i slussen 27, Over vilken den ytterligare delen air anlaggningen ar forbun.den med den i fig. 1 visade anlaggnin.gen. Ett vatskeutslapp 11 fran ce.ntrifugen leder till en pump 42, som trycker en del air det i centrifugen fran ra.- torven skilda vattnet genom en ledning 43 och en varmare 4.4 till stigroret 35 och resten air det annu heta vattnet genom en ledning 45 till en varmevaxlare 46, i vilken vattnets vAr- ruetill den tillf5rda ratorven.

Derma anlaggning arbetar i drift pa f81- jande satt : Ratorven fOrs fran torvtakten air en icke visad pump under anlaggningens tryck, exempelvis omkring 30 at, genom en ledning 47 och varmevaxlaren 46 till stigroret 35. Dar grips den av den genom ledningen 48 till stigroret inkommande och i varmaren 44 till omkring 250° C uppvarmda vattenstrommen och fors uppat genom. stigrOret. Pa vagen genom stigroret upphettas torven till omkring 180° C, varvid clot i torven kolloidalt bundna vattnet frigores. Vatten-torvblandningen f0- res darefter genom ledningen 38 till centri- fugen 39, i vilken vattnet skiljs Fran torven. Med en vattenhalt pa omkring 60 % fores — — torven darefter Over slussen 27 till ledningen 22 och vidare till ringledningen 23 och genomloper dfirefter den foljande delen av anlaggningen pa. samina salt sam beskrivet i anslutning till fig. 1.

Claims (9)

Patentansprak:

1. FOrfarande for behandling av fasta brans-lea innehallande vatten och amnen, som genom upphettning kunna amvancllas till bitumen, vid vilken behandling vattnet och faretrfidesvis aven bitumenhestandsdelar genom upphettning i olja avforas under tryck, kanneteelmat darav, att det fasta branslet i foljd behandlas i tva skilda temperatursteg, nämligen i ett fOrsta steg vid ett tryck av over 12 at, exempelvis 30 at, och en. temperatur, soin ligger Over den kokpunkt, sam vattnet vid detta tryck liar, men under den temperatur vid -vilken olj an. vid detta tryck forangas ochi ett andra steg vid. omkring sanuna tryck och vid en temperatur Over den (exempelvis 400° C), yid vilken de namnda aninena omvandlas till bitumen °ch Ni flytande saint oljor Midas av bitumen och forangas.

2. FOrfarande enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att den i det andra steget erhallna heta oljan efter avskiljning av det behandlade brfinslet ledes over till det forsta steget.

3. FOrfarande enligt patentanspraken 1 och 2, kannetecknat darav, att det behandlade branslet likes in i behandlingsoljan i finfordelat tillstand.

4. FOrfarande enligt patentanspraket. 1, kannetecknat darav, att sadan styckesstorlek has det fasta branslet och sadan mangd och stronmingshastighet fOr aljan valjes, att branslet under hela behandliugen halles svavande I oljan.

5. FOrfarande enligt nagot av patentanspraken 1-4, kannetecknat darav, att behandlingsoljan bringas att stromma i ett kretslopp och att befordringen av branslet genom den vid forfarandet anvanda anlaggningen sker med hjalp, av den i kretslopp cirkulerande oljan.

6. FOrfarande enligt patentanspraket 5, kannetecknat darav, att behandlingsolj an med branslet vid fOrfarandets begynnelse oak si lange branslet darvid flyter pi oljan fors genom. en horisontell behandlingsstracka och att ibranslet sedan det sjunkit i olj an, fores vidare i en vertikalt uppatstigande oljestr8m.

7. FOrfarande enligt patentanspraket 1, kannetecluiat darav, att branslepartiklar av sadant slag tillforas, att de sjunka I olja pa olika stallen av den horisontella behandlingsstrackan och att de fr5.n dessa olika stallen fans uppat I skilda oljestrOmmar.

8. FOrfarande enligt nagot av patentanspraken 6, och 7, kanneteoknat durav, att oljan i den horisontellt forlopande behandlingsstrackan fors i ett kretslopp.

9. FOrfarande for behandling av tory enligt nagot av fOregaeride patentansprak, kannetecknat darav, att torven fore behandlingen enligt nagot av namnda patentansprak fOrst under tryck i vatten upphettas till sadan temperatur, att det dari kolloidalt hundna vattnet avskiljes och att torven darefter under bibehallande av trycket och temperaturen infikes i oljebadet. AnfOrda publikationer: Patentskrifter Treat. Sverige 108 069; Storbritannien 261 594; Tyskland 541 755.