SE448999B - Sett att forverma partiklar i ett kolvetehaltigt substrat samt apparat herfor - Google Patents

Description

448 §99 get kan ske med hjälp av någon lämplig metod men det vore mer fördelaktigt om det erfordrade värmet tas från det heta, för- brukade substratet själv.

Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma ett sätt att föruppvärma kolvätehaltiga substratpartiklar innan dessa ut- sätts för den nämnda extraktionsprocessen.

Ett särskilt ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en sådan metod enligt vilken föruppvärmningen verkställs genom indirekt värmeväxling med ett fast, värmebärande medium. Ett särskilt än- damål med uppfinningen är att utnyttja hett, förbrukat substrat såsom det värmebärande mediet.

Sättet att enligt uppfinningen förvärma partiklar av ett kolvä- tehaltigt substrat kännetecknas av upphettning av substratpartik- larna genom indirekt motströmsflöde med ett fast värmebärande me- dium under användande av en serie värmeöverföringsslingor varde- ra innehållande ett cirkulerande värmeöverföringsfluidum, vil- ket är så valt att hela serien medger en stegvis temperaturhöj- ning av substratpartiklarna och en stegvis temperatursänkning av det fasta, värmebärande mediet.

Vilket fast värmebärande medium som helst (t.ex. sand) kan ut- nyttjas vid sättet att förvärma i enlighet med föreliggande upp- finning. Företrädesvis används emellertid det heta, förbrukade substratet, vilket erhålles vid den fortsatta behandlingen av det kolvätehaltiga substratet i syfte att återvinna dess kolvä- tematerial, såsom fast, värmebärande medium.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i samband med att ett sådant hett, förbrukat substrat används som värmebäran- de medium.

Substratpartiklarna och det heta, förbrukade substratet hâlles företrädesvis vardera under betingelser av en i huvudsak fluidi- serad bädd. För vissa substrat, t.ex. skiffer, frigörs avsevär- da mängder vatten vid föruppvärmningen och med hänsyn härtill 448 999 är det fördelaktigt att använda ånga såsom fluidiserande gas åt- minstone när substratets temperatur är l00°C eller därutöver. I detta fall är det önskvärt att återföra åtminstone en del av ångan till de fluidiserande bäddarna och om så erfordras kon- densera samt återvinna återstoden. Om substrattemperaturen är un- der 10000 kan luft lämpligen användas såsom fluidiserande gas och såsom fluidiserande gas för det heta förbrukade substratet kan luft lämpligen användas.

Det föredragna sättet att cirkulera värmeöverföringsfluidet i slingorna mellan substratet och det heta, förbrukade substratet sker med hjälp av den så kallade termosifoneffekten. Enligt det- ta förfarande förångas fluidet genom indirekt kontakt med det heta, förbrukade substratet under användande av lämpliga värme- växlingselement. Den alstrade ångan leds därefter till värme- växlingselementen i den fluidiserade bädden av substratpartiklar.

I denna kondenseras ångan och vätskan återförs till värmeväx- lingselementen i det heta, förbrukade substratet. Genom att ord- na de inbördes lägenaförvärmeväxlingselementen i substratet respektive det heta, förbrukade substratet på lämpligt sätt kan man undvika användning av pumpar för cirkulering av fluidet.

De enskilda värmeöverföringsfluider som används i de olika sling- orna kommer att vara beroende av den enskilda driftstemperaturen eller det enskilda temperaturområdet för ifrågavarande slinga.

Ett lämpligt fluidum för temperaturer från ca 650 till l00°C är metanol och för temperaturer från 1000 till 300°C kan tryckvat- ten användas. För temperaturer över 300°C kan kända blandningar av t.ex. difenyl och difenyloxid användas.

Det heta, förbrukade substratet, avsett att användas såsom det fasta, värmebärande mediet, har företrädesvis en begynnelsetem- peratur av 700°C. Detta kan åstadkommas genom tillkommande upp- hettning av det förvärmda, kolvätehaltiga substratet under huvud- saklig frånvaro av syre i och för erhållande av ett kokshaltigt substrat och frigjorda kolväten, varvid det kokshaltiga, förbru- kade substratet förbränns med en fri, syrehaltig gas i ett se- 448 999 parat förbränningssteg för bildning av hett, förbrukat substrat.

Enligt en utföringsform av förvärmningssättet höjs substratpar- tiklarnas temperatur stegvis från omgivningens temperatur till ca. 250°C och sänks det heta, förbrukade substratets temperatur från 700°C till ca. 80°C. För att åstadkomma detta kan en serie av sju värmeöverföringsslingor utnyttjas i vilka driftstempera- turerna för värmeöverföringsfluidet är 650, 820, 1120, 1500, 2160, 3000 respektive 300°C. Sättet att förvärme enligt förelig- gande uppfinning kan användas såsom ett första steg i en god- tycklig extraktionsprocess för extrahering av kolväten ur ett kolvätehaltigt substrat. Många sådana processer baserar sig helt enkelt på upphettning av substratet i ett kärl som faktiskt kan vara i huvudsak ett perfekt blandat steg. Emellertid är fördel- ningen av de fasta partiklarnas uppehållstid i ett sådant kärl långt ifrån optimal och det är bättre om de fasta partiklarna stegvis leds genom kärlet.

Enligt en utföringsform av en sådan stegvis förekommande retort- upphettningsprocess för oljeskiffer införs kolvätehaltigt sub- strat och hett, förbrukat substrat i det övre partiet av ett långsträckt, vertikalt kärl samt leds nedåt genom kärlet under betingelser av ett i huvudsak propp-flöde medan en inert avdrag- ningsgas leds uppåt genom de fasta partiklarna i motströmsflöde i och för bortföring av de frigjorda kolvätena.

En nackdel som är förknippad med användning av en sådan med mot- ström arbetande retortupphettningsprocess beror på att det i re- tortupphettningskärlet ofta inträffar avsevärd kontakt mellan de frigjorda kolvätena och det heta substratet. Denna kontakt kan medföra krackning av kolvätena och således att produkten går förlorad till följd av slaggbildning.

En mer föredragen extraktionsprocess, som beskrives i det följan- de, är en kontinuerlig process i vilken sådan kontakt är liten och kolväteproduktförluster till följd av krackning är minimerade. 448 999 Enligt denna föredragna process extraheras kolväten ur ett kol- vätehaltigt substrat genom upphettning av substratpartiklarna under huvudsaklig frånvaro av syre till en temperatur av åt- minstone 400°C i och för bildning av ett kokshaltigt, förbrukat substrat och frigjorda kolväten, vilka återvinnes. Enligt detta förfarande upphettas substratpartiklarna genom ledning genom ett flertal zoner, varvid i åtminstone vissa av zonerna substratpar- tiklarna blandas med ett fast, värmebärande medium, blandningen hålles under betingelser med en i huvudsak fluidiserad bädd och de frigjorda kolvätena avlägsnas genom att en inert avdragnings- gas förs i motström till de genomledda substratpartiklarna.

Zonerna kan exempelvis vara en serie separata separata men sam- manhängande reaktionskärl. Alternativt kan zonerna utgöras av fack, som bildas genom att skiljeväggar anordnas i ett enda, lämpligt format kärl. Dessa fack står i förbindelse med varandra med hjälp av t.ex. öppningar i skiljeväggarna för att medge pas- sage för substratpartiklarna. Alternativt kan substratpartiklar- na passera från zon till zon över i kärlet belägna dammar. Före- trädesvis är zonerna förlagda i huvudsak horisontellt. Antalet zoner är företrädesvis så beskaffat att från 2 till teoretiskt steg för blandningens genomledning, passage, erhålles.

Det fasta, värmebärande mediet är företrädesvis hett, förbrukat substrat som erhållits genom den separata förbränningen av det kolhaltiga, förbrukade substratet i enlighet med vad som beskri- vits ovan. Denna separata förbränning kan genomföras på vilket lämpligt sätt som helst. I en föredragen utföringsform genom- förs förbränningen medan det kolvätehaltiga substratet befinner sig i ett i huvudsak fluidiserat tillstånd. Nämnda förbrukade substrat kan förbrännas partiellt eller fullständigt i en ver- tikal brännare genom vilken det förbrukade substratet lyfts ge- nom luftströmning och därefter om så erfordras leds till en förbränningsanordning med fluidiserad bädd där den förbrännes ytterligare. Sluttemperaturen för det heta, förbrukade skiffret kan regleras genom att en viss del av den vid förbränningen alstrade värmen avlägsnas, t.ex. genom alstring av ånga under användande av värmeöverföringselement som är placerade inuti 448 999 bädden. Om den vid förbränningen av det kokshaltiga, förbrukade substratet erhållna värmen är otillräcklig kan den kompletteras genom förbränning av andra kolhaltiga material, t.ex. kol eller obehandlat substrat.

Ett särdrag med den föredragna extraktionsprocessen är att vis- sa eller samtliga zoner vardera matas separat med värmebärande medium. Genom justering av mängderna av det tillförda värmebä- rande mediet är det möjligt att reglera temperaturen oberoende inom varje zon och därigenom styra extraktionsreaktionens för- lopp. För retortupphettning av oljeskiffer hålles temperaturen inom varje zon företrädesvis vid 4oo°c till 6oo°c, isynnerhec 450°C till 550°C. I en utföringsform av en retortupphettnings- process enligt uppfinningen där man utnyttjar fem zoner hålles temperaturen av substratpartiklarna\flüi450°C i den första zo- nen och vid 48000 i efterföljande zoner genom tillsättning av hett, förbrukat substrat på exempelvis 700°C. För pyrolys av bituminöst stenkol är temperaturen i zonerna företrädesvis från soo°c till 7so°c.

Substratpartiklarnas uppehållstid i varje zon kan vara lika stor eller olika stor och för den ovan angivna temperaturen är uppe- hållstiden per zon företrädesvis i storleksordningen l till 10 minuter.

Såsom redan omnämnts ovan är den inerta avdragsgasen företrädes- vis ånga ehuru vilken annan lämplig syrefri gas som helst även kan användas, t.ex. den produktgas som erhålles med processen och som kan komprimeras och âterföras till zonerna. Blandningen av substratpartiklar och fast, värmebärande medium hålles i be- tingelser med en i huvudsak fluidiserad bädd genom att inert av- dragningsgas och i zonen framställda kolväteångor förs i mot- ström därtill. En fördel som är förknippad med att substratpar- tiklarna hålles under betingelser med en i huvudsak fluidiserad bädd är att det inte erfordras några mekaniska organ för att förflytta substratpartiklarna från en zon till den närmast föl- jande. Genom att begagna ett flertal zoner kan tämligen grunda 448 999 fluidiserade bäddar vidmakthållas från vilka de i retortupphett- ningsprocessen frigjorda kolvätena snabbt avlägsnas från zonen samtidigt som risken minskar att kolvätena undergår efterföljan- de krackning. En tillkommande fördel med processen enligt upp- finningen är att härleda till den snabba blandningen av sub- strat och värmebärande medium i den fluidiserade bädden, vilken blandning erhåller en tämligen likformig temperatur varigenom undviks att bildning sker av lokala “heta punkter" vilka medför krackning och produktförlust.

Frigjorda kolväten kan återvinnas genom kända förfaranden. Exem- pelvis kan de avdragas från eventuellt medförda substratpartik- lar i en eller flera cykloner samt ledas till konventionella kondensations-/separations-/behandlingsenheter.

Den föredragna extraktionsprocessen är av särskilt intresse i samband med extrahering av kolväten ur oljeskiffer som innehål- ler företrädesvis åtminstone 5% organiskt material. Diametern av de till processen tillförda substratpartiklarna är lämpligen från 0,5 till 5 mm.

Uppfinningen avser även en apparat för utövande av förvärmnings- sättet, vilken apparat är kännetecknad av: (a) ett första kärl försett med en serie av i förbindelse med varandra stående fack, ett för obehandlade substratpar- tiklar avsett inlopp, som är anslutet till det första fack- et i serien, och ett för förvärmda substratpartiklar av- sett utlopp, som är anslutet till det sista facket i se- rien, varvid varje fack har ett undre inlopp för en flui- diserande gas och ett övre utlopp för förbrukad, fluidise- rad gas, (b) ett andra kärl försett med en serie av i förbindelse med varandra stående fack, ett för hett, förbrukat substrat avsett inlopp, som är anslutet till det sista facket i serien räknat relativt de med varandra i förbindelse stå- ende facken i det första kärlet och ett för kylt, förbru- kat substrat avsett utlopp, som är anslutet till det första 448 999 facket i serien räknat relativt de med varandra i för- bindelse stående facken i det första kärlet, varvid det första kärlet är förlagt på högre nivå än det andra och varje fack i det andra kärlet har ett undre inlopp för en fluidiserande gas och ett övre utlopp för förbrukad, fluidiserande gas och (c) ett flertal värmeöverföringsslingor mellan det första och det andra kärlet, varvid varje värmeöverföringsslinga förbinder åtminstone ett fack i det andra kärlet med ett fack i det första.

Företrädesvis förbinder en eller flera av värmeöverföringssling- orna ett fack i det andra kärlet med dess motsvarande fack i se- rien av de med varandra i förbindelse stående facken i det för- sta kärlet. Med ett sådant arrangemang förbinder en värmeöver- föringsslinga det första facket i det första kärlet med det för- sta facket i det andra kärlet, det andra facket i det första kärlet med det andra facket i det andra kärlet och så vidare, varvid det sista facket i det första kärlet är anslutet till det sista facket i det andra kärlet. Om det totala antalet fack i det andra kärlet är större än det totala antalet fack i det för- sta kärlet kan värmeöverföringsslingor förbinda två eller fle- ra fack av det andra kärlet med ett och samma fack i det för- sta kärlet. En föredragen värmeöverföringsslinga är en slinga som är baserad på termosifonsystemet.

I apparaten för förvärmning av partiklarna kan ett eller flera av de övre utloppen från facken i det andra kärlet vara anslut- na valfritt via en.cyklonför avlägsnande av medförda substrat- partiklar till ett undre inlopp av ett fack i det första kärlet varigenom således förbrukad, fluidiserande gas från det andra kärlet används såsom fluidiserande gas i det första kärlet.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till de bifogade ritningarna, i vilka fig. l är ett flödesschema för en process avseende extrahering av kolväten ur oljeskiffer under 448 999 utnyttjande av förvärmningssättet enligt uppfinningen såsom ett första behandlingssteg, vilket flödesschema innefattar tre delar, nämligen A. en förvärmningszon, B. en retortupphettningszon och C. en förbränningszon, fig. 2 visar en detaljerad bild av ett retortupphettningskärl för extraktionsprocessen, fig. 3 är en detaljerad bild av en al- ternativ föruppvärmningszon A enligt uppfinningen och fig. 4 är en schematisk bild av en värmeöverföringsslinga för föruppvärm- ningszonen.

Den i fig. l visade föruppvärmningszonen A innefattar en för o- behandlat skiffer avsedd föruppvärmningslinje 10 och en för hett, förbrukat skiffer avsedd kylningslinje 30. Skifferpartiklar med omgivningens temperatur matas in på föruppvärmningslinjen 10, vilken innefattar fem separata men i förbindelse med varandra stående fack ll, l2, 13, 14 och 15. I varje fack hålles skiffer- partiklarna i ett tillstånd med en fluidiserad bädd genom att luft leds in via en tilloppsledning 16. Varje fack ll, 12, 13, l4 och 15 uppvärms separat genom värmeöverföring från ett vär- meväxlingsmedium som strömmar genom en värmeväxlingsslinqa 17, 18, l9, 20 respektive 21. Värmeväxlinqsmediet i varje slinga uppvärms genom kontakt med hett, förbrukat skiffer som från för- bränningszonen C via en tilloppsledning 22 leds till den för hett, förbrukat skiffer avsedda kylningslinjen 30. Kylningslin- jen 30 innefattar även en serie om fem fack 23, 24, 25, 26 och 27 i vart och ett av vilket förbrukat skiffer hålles under be- tingelser med en fluidiserad bädd genom inledning av luft från tilloppsledningen l6. Den riktning utmed vilken hett, förbrukat skiffer strömmar utmed kylningslinjen 30 är motsatt den riktning i vilken obehandlat skiffer strömmar genom föruppvärmningslinjen varför obehandlat skiffer står i indirekt stegvis kontakt med skiffer av successivt ökande temperatur. Vattenångor och andra flyktiga material som frigörs under föruppvärmningen avlägsnas via en ledning 29. 448 999 Efter att ha passerat utmed föruppvärmningslinjen 10 leds det föruppvärmda skiffret till en avdragningsenhet 28, i vilken eventuellt kvarvarande luft i skiffret avtvättas med ånga som tillförs via en ledning 70. Från avdragningsenheten 28 går skiffret till retortupphettningszonen B. Det i detalj i fig. 2 visade retortkärlet har fem fack 31, 32, 33, 34, 35 som vart och ett har ett undre inlopp 36, 37, 38, 39 respektive 40 genom vilket ånga tillföres via en ledning 73. Förvärmt skiffer kom- mer in i facket 31 via ett inlopp 74 och passerar successivt till övriga fack via ett system med skiljeväggar 52, 53, 54, 55. I varje fack finns en fördelare 41, 42, 43, 44 respektive 45 som tillförsäkrar likformigt fördelad.ångtillförsel till de flui- diserade skifferpartiklarna. Varje fack har separata övre inlopp 46, 47, 48, 49 respektive 50 för ledning av hett, förbrukat skif- fer, som tillförs via en ledning 51 från förbränningszonen C in i den fluidiserade bädden av skifferpartiklar. Kolväten som fri- görs från skifferpartiklarna jämte ånga från varje zon leds via cykloner 56, 57, 58, 59, 60, 61 till en produktuttagningsledning 62. Från facket 35 går skifferpartiklarna via en damm 63 till en ångavdragningsenhet 64 i och för avlägsnande av de sista pro- duktresterna varefter partiklarna går till ett utlopp 65.

Det kokshaltiga, förbrukade skiffret förbrännes därefter i för- bränningszonen C. Skifferpartiklarna från avdragningsenheten 64 leds med hjälp av luft, som kommer in via en ledning 72, genom en vertikal brännare 66 där koksen förbrännes partiellt och från vilken den partiellt förbrända koksen går till en förbrännings- anordning 67 med fluidiserad bädd i vilken fullständig förbrän- ning sker. Värme från förbränningsanordningen 67 med fluidise- rad bädd avlägsnas med hjälp av ett vattenkylningssystem i vil- ket ånga alstras. Den heta, förbrukade skiffern avgår från för- bränningsanordningen 67 i två strömmar. Den ena strömmen avdra- ges med ånga via en tillförselledning 7l.0fl19årVia1ßdnüEßn 51 till retortupphettningszonen B. Den andra strömmen går via ett andra kylsystem 69 och tilloppsledningen 22 till kylningslinjen i föruppvärmningszonen A. Heta förbränningsgaser används på konventionellt sätt för alstring av ånga via en konvektionsbank m, 448 999 11 samt för förvärmning av luften för förbränningen.

I den i fig. 3 visade alternativa förvärmningszonen innefattar den för obehandlad skiffer avsedda förbränningslinjen sex sepa- rata fack 110-115 i serie medan den för hett, förbrukat skiffer avsedda kylningslinjen innefattar sju separata fack 116-122 i serie. Obehandlad skiffer tillföres de sex i serie liggande fackenfrån en ledning 109. Hett, förbrukat skiffer går via en ledning 123 successivt till facken 122-116 och hålles under be- tingelser med en fluidiserad bädd i vardera facket med hjälp av luft, som tillförs via en ledning 124. Luft från facken 116 och 117 går till en cyklon 125 och från denna via en ledning 126 såsom fluidiserande gas till skiffret i facket 111 i föruppvärm- ningslinjen. På likartat sätt går luft från facken 118, 119, 120, 121 och 122 genom en cyklon 127 och från denna via en led- ning 128 såsom fluidiserande gas till skiffret i facket 112 i föruppvärmningslinjen. Skiffret i facket 110 hålles under be- tingelser med en fluidiserad bädd med hjälp av färsk luft som tillföres via en ledning 129 medan skiffret i facken 113, 114 och 115 fluidiseras med hjälp av ånga som tillföres via en led- ning 130. Ånga från facken 113, 114 och 115 jämte från skiffret frigjort vatten leds till en cyklon 138 varifrån en ström åter komprimeras i en kompressor 139 och återföres till ledningen 130.

Den andra strömmen leds till en ej visad kondensor. Det på detta sätt framställda vattnet kan användas för kylningsändamål.

Värmeöverföring från det heta, förbrukade substratet till det obehandlade substratet åstadkommmes med hjälp av värmeöverför- ingsslingor 131-137. Facken 110 och 116 är kopplade med varandra genom slingan 131, facken lll och 117 genom slingan 132, facken 112 och 118 genom slingan 133, facken 114 och 121 genom sling- an 136 och facken 115 och 122 genom slingan 137. Facket 113 i föruppvärmningslinjen för obehandlat skiffer är kopplad till två fack 119 och 120 i kylningslinjen för hett, förbrukat skif- fer genom slingorna 134 respektive 135.

Fig. 4 visar ett tänkbart driftssätt för en värmeöverförings- 448 999 slinga vilken utnyttjar termosifoneffekten. Ett fack 210 i den för obehandlat skiffer avsedda föruppvärmningslinjen är beläget på högre nivå än ett fack 211 i den för hett, förbrukat skiffer avsedda kylningslinjen. Värmeöverföringsfluidum i vätsketill- stånd går från ett kärl 212 till facket 2ll där det förångas genom värmeöverföring från den heta, förbrukade skiffern. Ångan stiger via det övre partiet av kärlet 212 till facket 210 där det åter kondenseras genom värmeöverföring till det obehandlade skiffret.

EXEMPEL l Den i samband med fig. l beskrivna processen körs kontinuerligt under följande betingelser: Skifferpartiklar Begynnelsekomposition: vatten: organiskt material: mineraler: Maximumdiameter: ca 2 mm . Föruppvärmningsdelen 8,0-vikt% ,0 vikt% 72,0 vikt% Tillförd mängd obehandlad skiffer: 58 kg/sek.

Skifferpartiklarnas begynnelse- temperatur: Skifferpartiklarnas sluttempe- ratur 2 I? Temperatur av hett, förbrukat skiffer: Tillförd mängd förvärmd skiffer: Fack Temperatur, O Nummer l 450 Nummer 2 480 Nummer 3 480 Nummer 4 480 Nummer 5 480 Retortupphettningsdelen °c 25o°c 7oo°c sa kg/sek.

Hett, förbrukat skiffer, kg/sek. 50 22 2,5 1,1 0,5 'h 448 999 13 Total mängd återvunna kolväten : 7 kg/sek.

Q. Förbränningsdelen Tillförd mängd till den vertikala brännaren: 122,1 kg/sek.

Från förbränningsanordningen med fluidiserad bädd avdragen värme för vidmakthållande av en temperatur av 700°C: 36 MW EXEMPEL 2 Det i samband med fig. 3 beskrivna förvärmningssättet kördes kontinuerligt under nedanstående angivna betingelser. Det obe- handladeloljeskiffret som tillföres via ledningen 109 var det- samma som det som användes i exempel 1 både med avseende på kom- position och partikeldiameter. De förvärmda oljeskifferpartik- larna lämnar förvärmningszonen via ledningen 140 med en tempe- ratur av ca 250°C. Hett, förbrukat skiffer med en temperatur av ca 700°C införs via ledningen 123 och går i motström till den obehandlade oljeskiffern genom förvärmningszonen. Den lämnar för- värmningszonen med en reducerad temperatur av ca. 80°C.

Hett, förbrukat skiffer erhålles från en förbränningsanordning med fluidiserad bädd, i vilken kokshaltigt, förbrukat skiffer förbrännes med luft såsom beskrivits för zon<3 i fig. l.

Linjen för obehandlat skiffer: tillförd mängd 58 kg/sek. skiffer begynnelsetemperatur 25°C m 'remgeratun °c Nummer 110 40 Nummer 111 55 Nummer 112 85 Nummer 113 105 Nummer 114 150 Nummer 115 250 Linje för hett, förbrukat skiffer: tillförd mängd 42 kg/sek. skiffer skifferpartiklarnas be- O gynnelsetemperatur 700 C

Claims (21)

448 999 14 Eggë Temgeratur, OC Nummer 122 566 Nummer 121 461 Numer 120 327 Nummer 119 197 Nummer 118 138 Nummer 117 109 Nummer 116 80 Värmeöverföringsslingor Drifts- Drifts- Slinga _ Fluidum temperatur, °C tryck, bar Nununer 131 Metanol 65 1, o Nummer 132 metanol 82 1,8 Nummer 133 vatten 112 1,5 Nummer 134 vatten 150 5,0 Nummer 135 vatten 216 22 Nummer 136 vatten 300 90 Nummer 137 vatten 1 300 90 Patentkrav

1. Sätt att förvärma partiklar av ett kolvätehaltigt substrat, k ä n n e t e c k n a t av upphettning av substratpartiklarna genom indirekt motströmsflöde med ett fast värmebärande medium under användande av en serie värmeöverföringsslingor, vardera innehållande ett cirkulerande värmeöverföringsfluidum, vilket är så valt att hela serien medger en stegvis temperaturhöjning av substratpartiklarna och en stegvis temperatursänkning av det fasta värmebärande mediet.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det fas- ta vârmebärande mediet är hett, förbrukat substrat.

3. Sätt enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att substratpartiklarna och det fasta värmebärande mediet vardera hålles under betingelser av en i huvudsak fluidiserad bädd. 448 999 15

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att ånga utnyttjas som det fluidiserande mediet, varvid åtminstone en del av ångan återföres till den fluidiserade bädden.

5. Sätt enligt något eller några av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a t av att värmeöverföringsfluidet i slingorna cirku- leras mellan det kolvätehaltiga substratet och det fasta värme- bärande mediet genom en termosifoneffekt.

6. Sätt enligt något eller några av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a t av attdetcirkulerade värmeöverföringsfluidet är metanol eller tryckvatten.

7. Sätt enligt något eller nâgra av kraven l-6, k ä n n e - t e c k n a t av att substratpartiklarnas temperatur höjs från omgivningens temperatur till ca. 250OC.

8. Sätt enligt något eller några av kraven l-7, k ä n n e - t e c k n a t av att det värmebärande mediet har en begynnel- setemperatur av 700°C.

9. Sätt enligt något eller några av kraven 2-8, k ä n n e - t e c k n a t av att det heta, förbrukade substratet åstadkom- mes genom tillkommande uppvärmning av det förvärmda kolvätehal- tiga substratet under huvudsaklig frånvaro av syre för erhållan- de av ett kokshaltigt, förbrukat substrat och frigjorda kolvä- ten, vilket kokshaltiga, förbrukade substrat förbränns med en fri syrehaltig gas i ett separat förbränningssteg till hett, förbrukat substrat.

10. Sätt enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att det kol- vätehaltiga substratet utsätts för en tillkommande uppvärmning till en temperatur av åtminstone 400°C.

11. ll. Sätt enligt krav 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a t av att det kokshaltiga, förbrukade substratet förbränns under beting- elser med en fluidiserad bädd. 448 999 16

12. Sätt enligt något eller några av kraven 9-ll, k ä n n e - t e c k n a t av att en del av det heta, förbrukade substratet blandas med det förvärmda kolvätehaltiga substratet i och för tillkommande uppvärmning av det förvärmda substratet.

13. Sätt enligt krav 9 och 12, k ä n n e t e c k n a t av att substratpartiklarna utsätts för tillkommande uppvärmning genom ledning genom ett flertal zoner, varvid i åtminstone vissa av zonerna substratpartiklarna blandas med det heta förbrukade sub- stratet, blandningen hålles under betingelser med en i huvudsak fluidiserad bädd och de frigjorda kolvätena avlägsnas genom att en inert avdragningsgas förs i motström till de genomledda sub- stratpartiklarna.

14. Sätt enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a t av att zonerna är anordnade horisontellt.

15. Sätt enligt krav 13 eller 14, k ä n n e t e c k n a t av att den inerta avdragningsgasen är ånga och/eller återförd pro- duktgas.

16. Sätt enligt något eller några av kraven 1-15, k ä n n e - t e c k n a t av att det kolvätehaltiga substratet är oljeskif- fer.

17. Sätt enligt något eller några av kraven l-16, k ä n n e - t e c k n a t av att det kolvätehaltiga substratet har en par- tikelstorlek i området från 0,5 till 5 mm.

18. Apparat för utövande av sättet enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av (a) ett första kärl (10) försett med en serie av i förbindelse med varandra stående fack (ll-15), ett för obehandlade substrat- partiklar avsett inlopp som är anslutet till det första facket i serien och ett för förvärmda substratpartiklar avsett utlopp, som är anslutet till det sista facket i serien, varvid varje fack har ett undre inlopp för en fluidiserande gas och ett övre utlopp 448 999 17 för förbrukad fluidiserad gas, (b) ett andra kärl (30) försett med en serie i förbindelse med varandra stående fack (23-27), ett för hett, förbrukat substrat avsett inlopp (22) som är anslutet till det sista facket i se- rien räknat relativt de med varandra i förbindelse stående facken i det första kärlet och ett för kylt, förbrukat substrat avsett utlopp som är anslutet till det första facket i serien räknat relativt de med varandra i förbindelse stående facken i det första kärlet (10), varvid det första kärlet är förlagt på högre nivå än det andra och varje fack (23-27) i det andra kär- let har ett undre inlopp för en fluidiserande gas och ett övre utlopp för förbrukad, fluidiserande gas och (c) ett flertal värmeöverföringsslingor (17-21) mellan det för- sta och det andra kärlet, varvid varje värmeöverföringsslinga förbinder åtminstone ett fack i det andra kärlet med ett fack i det första.

19. l9. Apparat enligt krav l8, k ä n n e t e c k n a d av att en eller flera värmeöverföringsslingor förbinder ett fack i det andra kärlet med dess motsvarande fack i serien av de sammanhäng- ange facken i det första kärlet.

20. Apparat enligt krav 18 eller l9, k ä n n e t e c k n a d av att värmeöverföringsslingornà är baserade på ett termosifonsystem.

21. 2l. Apparat enligt något eller några av kraven l8-20, k ä n n e - t e c k n a d av att ett eller flera av de övre utloppen av fack- en i det andra kärlet är anslutna valfritt via en cyklon 56-61) till ett undre inlopp av ett fack i det första kärlet.