WO2018124926A1 - Method for heat treating light fractions of high-ash fuels, including oil shales and brown coal - Google Patents
Method for heat treating light fractions of high-ash fuels, including oil shales and brown coal Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018124926A1 WO2018124926A1 PCT/RU2017/000317 RU2017000317W WO2018124926A1 WO 2018124926 A1 WO2018124926 A1 WO 2018124926A1 RU 2017000317 W RU2017000317 W RU 2017000317W WO 2018124926 A1 WO2018124926 A1 WO 2018124926A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- ash
- oil
- light fractions
- brown coal
- fuels
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
- C10B53/06—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of oil shale and/or or bituminous rocks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
Definitions
- a known method of processing oil shale including heating fine-grained shale with a solid heat carrier to form a vapor-gas mixture, which after dry cleaning of mechanical impurities is cooled by irrigation with the recirculating part of the heavy resin released during cooling of the vapor-gas mixture, the removal of non-condensed vapors with their subsequent separation into medium, light and gasoline fractions of tar (oil), tar pitch and semi-coking gas (see Chemistry and technology of shale tar, edited by N.I. Zelenin. L., published by Chemistry, 196 8, p. 77-78).
- the method is as follows.
- Shale or other high-ash fuel after crushing to a fraction of O-20 mm. is fed by a screw feeder to dryer 1, where it is dried as a result of contact with exhaust flue gases.
- the air suspension of dry shale and flue gas is separated into cyclone 2 and fed by a screw feeder to mixer 3, where it is mixed with a coolant and sent to a rotating reactor 4.
- High ash oil (up to 30% ash) is fed directly to the reactor inlet from the bottom of the rotor film evaporator.
- thermal decomposition (pyrolysis) of the organic part of high-ash fuel occurs.
- the reaction products enter the dust collection chamber 5, equipped with cyclones, where they are separated into a coke-ash residue and a gas-vapor mixture.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
A method for treating light fractions of high-ash fuels, including oil shales and brown coal, involves pyrolising an organic portion of a high-ash solid fuel and separating it into a coke-ash residue and a vapour-gas mixture. What is novel is that a rotary thin film evaporator is used to remove ash from a circulating heavy oil in a system for condensing the vapour-gas mixture, and the resultant high-ash oil is brought directly into a reactor for secondary pyrolysis. This makes it possible to produce a marketable product that has a low ash impurity content (less than 0.02%) without the additional expenditures associated with the provision of filtration and residue disposal, and to increase the yield of shale oil light fractions and extract ash by standard procedure.
Description
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕГКИХ ФРАКЦИИ ВЫСОКОЗОЛЬНЫХ ТОПЛИВ, В ТОМ ЧИСЛЕ ГОРЮЧИХ METHOD FOR THERMAL PROCESSING OF LIGHT FRACTIONS OF HIGH-ASH FUELS, INCLUDING FUELS
СЛАНЦЕВ и БУРОГО УГЛЯ SHALE AND LOCAL COAL
Изобретение относится к области термической переработки горючих сланцев и может быть использовано в топливоперерабатывающей промышленности при производстве жидкого или газообразного топлива или заменителя нефти. The invention relates to the field of thermal processing of oil shale and can be used in the fuel processing industry in the production of liquid or gaseous fuels or oil substitutes.
Известен способ переработки горючих сланцев, включающий нагрев мелкозернистого сланца твердым теплоносителем с образованием парогазовой смеси, которая после ее сухой очистки от механических примесей охлаждается путем орошения рециркулирующей частью тяжелой смолы, выделяемой при охлаждении парогазовой смеси, отвод неконденсированных паров с последующим их разделением на среднюю, легкую и бензиновую фракции смолы (масла), подсмольную воду и газ полукоксования (см. Химия и технология сланцевой смолы под ред. Н.И.Зеленина. Л., изд. Химия, 1968, с. 77-78). A known method of processing oil shale, including heating fine-grained shale with a solid heat carrier to form a vapor-gas mixture, which after dry cleaning of mechanical impurities is cooled by irrigation with the recirculating part of the heavy resin released during cooling of the vapor-gas mixture, the removal of non-condensed vapors with their subsequent separation into medium, light and gasoline fractions of tar (oil), tar pitch and semi-coking gas (see Chemistry and technology of shale tar, edited by N.I. Zelenin. L., published by Chemistry, 196 8, p. 77-78).
Недостатком этого способа является то, что получаемая тяжелая фракция смолы (масло) содержит повышенное количество механических примесей. Такое масло без предварительной обработки не может быть использовано в качестве топлива или химического сырья. The disadvantage of this method is that the resulting heavy resin fraction (oil) contains an increased amount of mechanical impurities. Such oil cannot be used as fuel or chemical raw materials without preliminary treatment.
Известен способ переработки мелкозернистого угля на установках с твердым теплоносителем, разработанный Государственным научно-исследовательским энергетическим институтом им. Кржижановского Г.М., который получил название «Галотер». В данном способе в качестве теплоносителя применяется
коксозольный остаток, образующийся после процесса пиролиза, и сжигаемый в аэрофонтанной топке. Процесс реализован в промышленности на установках УТТ-500 и УТТ-3000, где 500 и 3000 означают количество перерабатываемого сланца в тоннах сутки. Переработка сланца в этих установках осуществляется во вращающемся барабанном реакторе, куда поступает смесь осушенного в аэрофонтанной сушилке мелкого сланца и теплоносителя из аэрофонтанной топки через смеситель перед реактором. Образующиеся продукты: коксозольный остаток через систему сепараторов выводится на утилизацию, дымовые газы через выводятся через аэрофонтанную сушилку, где отдают часть тепла на осушку сланца и после дальнейшей очистки сбрасываются в атмосферу. A known method of processing fine-grained coal in plants with a solid heat carrier, developed by the State Research Institute of Energy named after Krzhizhanovsky G.M., which received the name "Haloter". In this method, as a coolant is used the coke-ash residue formed after the pyrolysis process and burned in an aerial fountain. The process is implemented in industry at the UTT-500 and UTT-3000 plants, where 500 and 3000 mean the amount of processed oil shale in tons per day. The processing of oil shale in these plants is carried out in a rotating drum reactor, which receives a mixture of fine oil shale dried in an air fountain dryer and coolant from an air fountain furnace through a mixer in front of the reactor. Products formed: the coke-ash residue is discharged through a separator system for utilization, the flue gases are discharged through an air fountain dryer, where part of the heat is transferred to dry shale and, after further purification, is discharged into the atmosphere.
Этот способ положен в основу изобретения, являющегося наиболее близким к заявляемому способу. Способ термической переработки горючих сланцев, включающий нагрев мелкозернистого сланца твердым теплоносителем с образованием парогазовой смеси. Орошение парогазовой смеси смесью конденсатов тяжелой и легкой смолы и охлаждение ее с выделением конденсата тяжелой смолы, частично возвращаемой на орошение, конденсацию совмещенную с ректификацией неконденсированной части парогазовой смеси с выделением легкой и средней смолы, отделением бензина, перемешивание конденсата тяжелой смолы с бензином, очистку отстоем полученной смеси и фусов, возврат очищенной смеси на ректификацию (см. патент РФ JV° 1663011, МПК С10В53/06, опубл. 15.07.91). This method is the basis of the invention, which is closest to the claimed method. A method for the thermal processing of oil shale, comprising heating fine-grained oil shale with a solid heat carrier to form a gas-vapor mixture. Irrigation of a steam-gas mixture with a mixture of condensates of heavy and light tar and its cooling with the release of condensate of a heavy tar, partially returned for irrigation, condensation combined with rectification of the non-condensed part of the gas-vapor mixture with the release of light and medium tar, separation of gasoline, mixing of the condensate of heavy tar with gasoline, cleaning with sludge the resulting mixture and fus, return of the purified mixture to rectification (see RF patent JV ° 1663011, IPC С10В53 / 06, publ. 15.07.91).
Недостатком этого способа является то, что в циркулирующем потоке тяжелой смолы происходит накопление золы и приходится
непрерывно ее выводить на дальнейшую очистку. Одновременно необходимо возвращать часть без зольного продукта для поддержания минимальной концентрации пыли в циркулирующем масле (не более 10%) и снижения вязкости. The disadvantage of this method is that in the circulating stream of heavy resin ash accumulates and continuously withdraw it for further cleaning. At the same time, it is necessary to return a part without an ash product to maintain a minimum concentration of dust in the circulating oil (not more than 10%) and reduce viscosity.
Задачей предлагаемого изобретения является получение продукта с низким содержанием зольных примесей без дополнительных затрат на организацию фильтрации и захоронения остатков. The task of the invention is to obtain a product with a low content of ash impurities without additional costs for the organization of filtration and disposal of residues.
Для решения этой задачи предлагаемый способ переработки высокозольных твердых топлив, включающий пиролиз органической части высокозольного твердого топлива и разделение его на коксо- зольный остаток и парогазовую смесь, для очистки тяжелого циркуляционного масла от золы в системе конденсации парогазовой смеси используют роторно-пленочный испаритель, а образующееся высокозольное масло направляется на вторичный пиролиз непосредственно в реактор. To solve this problem, the proposed method for processing high-ash solid fuels, including pyrolysis of the organic part of high-ash solid fuels and separating it into a coke-ash residue and a gas-vapor mixture, uses a rotary-film evaporator to clean the heavy circulating oil from the ashes in the vapor-gas mixture condensation system, and the resulting high-ash oil is sent for secondary pyrolysis directly to the reactor.
Это позволяет получать товарный продукт с низким содержанием зольных примесей (менее 0,02%) без дополнительных затрат на организацию фильтрации и захоронения остатков, увеличить выход легких фракций сланцевых масел и выводить золу по штатной схеме. This allows you to get a marketable product with a low content of ash impurities (less than 0.02%) without additional costs for organizing filtration and disposal of residues, increase the yield of light fractions of shale oils and remove ash according to the standard scheme.
На фиг. 1 прилагаемых чертежей показана схема установки для реализации способа. In FIG. 1 of the accompanying drawings shows an installation diagram for implementing the method.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Сланец или другое высокозольное топливо, после дробления до фракции О-20 мм. шнековым питателем подается в сушилку 1, где в результате контакта с отходящими дымовыми газами высушивается.
Аэровзвесь сухого сланца и дымовых газов разделяется в циклон 2 и шнековым питателем подается в смеситель 3, где смешивается с теплоносителем и направляется во вращающийся реактор 4. Непосредственно на вход реактора по отдельному трубопроводу подается высокозольное масло (до 30% золы) из нижней части роторно-пленочного испарителя. В реакторе при температуре 450-550 С происходит термическое разложение (пиролиз) органической части высокозольного топлива. Из реактора продукты реакции попадают в пылеосадительную камеру 5, снабженную циклонами, где разделяются на коксо-зольный остаток и парогазовую смесь. Shale or other high-ash fuel, after crushing to a fraction of O-20 mm. is fed by a screw feeder to dryer 1, where it is dried as a result of contact with exhaust flue gases. The air suspension of dry shale and flue gas is separated into cyclone 2 and fed by a screw feeder to mixer 3, where it is mixed with a coolant and sent to a rotating reactor 4. High ash oil (up to 30% ash) is fed directly to the reactor inlet from the bottom of the rotor film evaporator. In the reactor at a temperature of 450-550 C, thermal decomposition (pyrolysis) of the organic part of high-ash fuel occurs. From the reactor, the reaction products enter the dust collection chamber 5, equipped with cyclones, where they are separated into a coke-ash residue and a gas-vapor mixture.
Коксозольный остаток из нижней части пылеосадительной камеры шнековым питателем подается в аэрофонтанную топку 6. В нижнюю часть аэрофонтанной топки подается воздух. Происходит сгорание полукокса при температуре 750-950 С. The coke-ash residue from the lower part of the dust collecting chamber is fed by a screw feeder into the aero-fountain furnace 6. Air is supplied to the lower part of the aero-fountain furnace. The semicoke is combusted at a temperature of 750-950 C.
Аэровзвесь золы и дымовых газов поступает в циклон теплоносителя 7, где часть золы отбирается, в качестве теплоносителя направляется в смеситель 3. Остальная аэровзвесь поступает в зольный циклон 8. Зола у циклона попадает в зольный теплообменник 9, где охлаждается с выработкой пара и выводится из процесса на утилизацию. Дымовые газы из циклона 8 через котел-утилизатор 10 поступают в сушилку 1, далее через циклон 2 в систему очистки дымовых газов 11 (т.е. циклоны, фильтры) и сбрасываются в атмосферу. The air suspension of ash and flue gases enters the heat carrier cyclone 7, where part of the ash is taken out, and is sent to the mixer 3 as the heat carrier. The remaining air suspension enters the ash cyclone 8. The ash from the cyclone enters the ash heat exchanger 9, where it is cooled to generate steam and removed from the process for disposal. Flue gases from the cyclone 8 through the waste heat boiler 10 enter the dryer 1, then through the cyclone 2 into the flue gas treatment system 11 (i.e. cyclones, filters) and are discharged into the atmosphere.
Парогазовая смесь через циклоны пылеосадительной камеры поступает в скрубер 12. Скрубер 12 орошается тяжелым циркуляционным маслом пиролиза, в результате происходит резкое охлаждение парогазовой смеси от 450-550 С до 200-300 С и отмывке ее от частиц уносимой от из пылеосадительной камеры, золы. Из
скрубера 12 загрязненное циркуляционное масло подается в емкость 13, откуда насосом 15 через холодильник 14 вновь направляется в скрубер 12. Остальная парогазовая смесь из емкости 13 поступает на дальнейшую конденсацию и систему разделения на требуемые фракции. Часть потока циркуляционного масла из емкости направляется в роторно-пленочный аппарат 16. Количество потока, подбирается таким образом, чтобы выводить из системы уносимую золу и не допускать ее накопление. Очищенное масло возвращается в емкость 13, избыток выводится в качестве товарного продукта. Высокозольный остаток из куба роторно-пленочного испарителя подается непосредственно в реактор 4, где перерабатывается в легкие фракции. Зола из высокозольного остатка выводится на утилизацию по штатной схеме.
The gas-vapor mixture through cyclones of the dust precipitation chamber enters the scrubber 12. The scrubber 12 is irrigated with heavy circulating pyrolysis oil, as a result of which the vapor-gas mixture is rapidly cooled from 450-550 С to 200-300 С and it is washed from particles carried away from the dust precipitation chamber, ash. Of Scrubber 12 contaminated circulating oil is fed into the tank 13, whereupon the pump 15 again goes through the refrigerator 14 to the scrubber 12. The rest of the gas-vapor mixture from the tank 13 is fed to further condensation and the separation system to the desired fractions. Part of the flow of circulating oil from the tank is directed to the rotary-film apparatus 16. The amount of flow is selected so as to remove the fly ash from the system and prevent its accumulation. The refined oil is returned to the tank 13, the excess is removed as a commercial product. The high-ash residue from the cube of the rotary film evaporator is fed directly to the reactor 4, where it is processed into light fractions. Ash from the high ash residue is disposed of according to the standard scheme.
Claims
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
Способ переработки легких фракций высокозольных топлив, в том числе горючих сланцев и бурого угля, включающий пиролиз органической части высокозольного твердого топлива и разделение его на коксо-зольный остаток и парогазовую смесь, отличающийся тем, что для очистки тяжелого циркуляционного масла от золы в системе конденсации парогазовой смеси используют роторно- пленочный испаритель, а образующееся высокозольное масло направляется на вторичный пиролиз непосредственно в реактор.
A method of processing light fractions of high-ash fuels, including oil shale and brown coal, including the pyrolysis of the organic part of high-ash solid fuel and its separation into a coke-ash residue and a gas mixture, characterized in that for cleaning heavy circulating oil from ashes in a vapor-gas condensation system the mixtures use a rotary film evaporator, and the resulting high-ash oil is sent for secondary pyrolysis directly to the reactor.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152623 | 2016-12-30 | ||
RU2016152623 | 2016-12-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018124926A1 true WO2018124926A1 (en) | 2018-07-05 |
Family
ID=62711045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2017/000317 WO2018124926A1 (en) | 2016-12-30 | 2017-05-17 | Method for heat treating light fractions of high-ash fuels, including oil shales and brown coal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2018124926A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589973A (en) * | 1985-07-15 | 1986-05-20 | Breckinridge Minerals, Inc. | Process for recovering oil from raw oil shale using added pulverized coal |
SU1663011A1 (en) * | 1989-01-16 | 1991-07-15 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского | Method of processing high-ash fuel |
RU2182588C1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-05-20 | Закрытое акционерное общество "Панджшер-Холдинг" | Method of thermal processing of combustible shales |
-
2017
- 2017-05-17 WO PCT/RU2017/000317 patent/WO2018124926A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589973A (en) * | 1985-07-15 | 1986-05-20 | Breckinridge Minerals, Inc. | Process for recovering oil from raw oil shale using added pulverized coal |
SU1663011A1 (en) * | 1989-01-16 | 1991-07-15 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского | Method of processing high-ash fuel |
RU2182588C1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-05-20 | Закрытое акционерное общество "Панджшер-Холдинг" | Method of thermal processing of combustible shales |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK167196B1 (en) | Process and plant for recovering valuable gas from refuse | |
RU2482159C2 (en) | Apparatus for producing pyrolysis product | |
CN103013583B (en) | Process for dust removing, cooling and tar oil recovering of pyrolysis coal gas | |
JP5800313B2 (en) | Pyrolysis system and method for producing pyrolysis oil | |
CN101845311B (en) | Method for pyrolyzing municipal sludge and preparing biological oil and active carbon simultaneously | |
US20130152455A1 (en) | Methods and apparatuses for forming low-metal biomass-derived pyrolysis oil | |
CN103449701A (en) | Method and device for refinery sludge carbonization treatment and carbon recovery | |
CN110451753A (en) | A kind of processing method of danger solid waste greasy filth | |
CN106007297A (en) | Mercury-containing sludge heat treatment method | |
CN105737167B (en) | Heat accumulating type rotating bed segmentation utilizes the method and system of carbonaceous organic material thermal decomposition product | |
RU2649446C1 (en) | Method and device for processing carbon-containing waste | |
RU2464294C2 (en) | Method of complex thermochemical solid fuel processing with serial discharge of division products | |
RU2339673C1 (en) | Method for thermal processing of slate coal with production of liquid and gaseous fuel and also cement clinker and facility for its employing | |
RU2320699C1 (en) | Method and apparatus for thermal processing of high-ash and low-grade solid fuels | |
CN206279174U (en) | Skid-mounted type greasy filth pyrolysis treatment systems | |
WO2018124926A1 (en) | Method for heat treating light fractions of high-ash fuels, including oil shales and brown coal | |
EA027224B1 (en) | Process and apparatus for dedusting a vapor gas mixture | |
CN106433797A (en) | Skid-mounted oil sludge pyrolysis treatment system and application thereof | |
CN103224312A (en) | Drilling sludge drying treatment process and special dewatering and drying system | |
RU2696231C1 (en) | Method of recycling carbon-containing materials | |
EA027223B1 (en) | Process and apparatus for winning oil from a vapor gas mixture | |
RU96572U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL MATERIALS | |
RU2182588C1 (en) | Method of thermal processing of combustible shales | |
SU1754760A1 (en) | Method for thermal processing of high-ash fuel | |
RU2378318C2 (en) | Method and device for thermal processing of solid fuel thus obtaining semicoke, gas and liquid products |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17886875 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17886875 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |