DE2946102A1

DE2946102A1 - Verfahren und vorrichtung zum schwelen von feinkoernigem schwelgut mit heissem, feinkoernigem waermetraegermaterial

Info

Publication number: DE2946102A1
Application number: DE19792946102
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Chem. Dr. Alfons 6369 Nidderau Bußmann; Dipl.-Ing. Dr. Roland 6240 Königstein Rammler
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1979-11-15
Filing date: 1979-11-15
Publication date: 1981-05-27
Also published as: ZA805316B; AU6437180A; BR8007006A; MA18999A1; US4466863A; DE2946102C2; AU535728B2; FR2469444B1; CA1139701A; FR2469444A1; US4436588A

Description

METALLGESELLSCHAFT AG. " ' Frankfurt, 14.11.1979 Nr. 8205 Lf) ·&■ -W3N/HSZ-

Verfahren und Vorrichtung zum Schwelen von feinkörnigem Schwelgut mit heißem, feinkörnigem Warmeträgermaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schwelen von feinkörnigem, Kohlenwasserstoffe enthaltendem Schwelgut mit Hilfe feinkörniger, auf Temperaturen von etwa 500 bis 1000 C erhitzter Feststoffe, wobei das feinkörnige Gut durch Mischen mit den erhitzten Feststoffen auf Temperaturen von etwa 400 bis 900 C erhitzt wird, die Mischung eine Verweilzone durchläuft und gas- und dampfförmige Schwelprodukte abgezogen und gekühlt werden, sowie eine Vorrichtung hierzu. Bei dem zu schwelenden, feinkörnigen Gut handelt es sich vor allem um Teersand, Ölschiefer, ölhaltige Diatomeenerde und Kohle. Die Vorrichtung kann auch für die Behandlung flüssiger Einsatzstoffe, z.B. zum Koken von Schweröl, verwendet werden.

Verfahren dieser Art sind bereits aus den deutschen Patentschriften 1 809 874, 1 909 263 und der deutschen Offenlegungsschrift 25 27 852 sowie den dazu korrespondierenden US-Patenten 3 655 518, 3 703 442 und 4 028 045 bekannt. Dabei werden die erhitzten Feststoffe mit dem zu schwelenden Gut in einem mechanischen Mischwerk zusammengebracht. Bei den erhitzten Feststoffen handelt es sich zumeist um Rückstand des Schwelprozesses, der in einer pneumatischen Förderstrecke mittels Verbrennungsgasen auf die erforderlichen Temperaturen gebracht wird.

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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die als Wärmeträger dienenden erhitzten Feststoffe und aas zu schwelende Gut weitgehend zu mischen, so daß die gewünschte rasche und vollständige Schwelung erreicht wird. Dabei soll auf ein mechanisches Mischwerk verzichtet werden, da es sich hierbei um eine technisch aufwendige Apparatur mit bewegten Elementen im Bereich hoher Temperaturen handelt.

Die Aufgabe wird beim eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß die erhitzten Feststoffe als aufgelockerter Strom mit rieselnder und/oder wirbelnder Bewegung der Verweilzone zugeführt werden und das feinkörnige Gut zum Vermischen in diesen Strom eingeleitet wird. Auf diese Weise wird eine weitgehende Durchdringung der heißen Wärmeträger mit dem kalten oder vorgewärmten zu schwelenden Gut erreicht, wordurch das Gut ausreichend gleichmäßig auf die Schweltemperatur erhitzt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Wärmeübergang von den erhitzten Feststoffen auf das feinkörnige Gut schnell erfolgt, was eine schnelle Entgasung bewirkt und eine kurze Verweilzeit der Kohlenwasserstoffdämpfe im Schwelbereich ermöglicht. Wenn diese Dämpfe demgegenüber für eine relativ lange Zeit im Kontakt mit den heißen Feststoffen bleiben würden, könnten störende Krackprozesse auftreten und die Folge wäre eine verminderte Ausbeute an kondensierbaren Kohlenwasserstoffen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die erhitzten Feststoffe und da3 feinkörnige Gut im Gewichtsverhältnis von 3 : 1 bis 12 : 1 miteinander zu vermischen. Dabei werden ausreichnd hohe Schweltemperaturen bei kurzen Kontaktzeiten ermöglicht. Für eine intensive Vermischung ist es weiterhin nötig, daß die oberen Korngrößen in den zu vermischenden Materialien höchstens 8 bis 10 mm betragen.

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Wenn man die erhitzten Feststoffe nach unten rieseln läßt, wird eine verbesserte Auflockerung und Vermischung der Feststoffströme dadurch erreicht, daß man mindestens einen Teil davon umlenkt. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, etwa durch eine entsprechende Führung des Rieselkanals oder aber durch Strömungshindernisse sowie durch eine Kombination solcher Maßnahmen. Das feinkörnige Gut kann auch schon von Anfang an auf mehrere Einzelströme verteilt den in Bewegung befindlichen erhitzten Feststoffen zugeführt werden.

Um eine noch bessere Vorverteilung zu erreichen, können auch die erhitzten Feststoffe zum Auflockern auf mehrere Einzelströme verteilt werden. Die Durchdringung der Ströme von heißen und kalten feinkörnigen Feststoffen bei der rieselnden bzw. wirbelnden Bewegung kann dadurch noch weiter gefördert werden. Dies kann man auch dadurch erreichen, daß das Schwelgut und die erhitzten Feststoffe über- oder nebeneinander geschichtet der Zone mit rieselnder und/oder wirbelnder Bewegung zugeführt werden.

Im allgemeinen werden während der Vermischung die erhitzten Feststoffe und das zugeführte feinkörnige Gut mindestens zum Teil mit horizontaler und vertikaler Komponente bewegt werden. Die horizontale Bewegung bringt eine erwünschte Quervermischung mit sich und durch die vertikale Bewegungskomponente fließt das sich immer mehr durchdringende Material zur Verweilzone. Zum Verstärken der Mischwirkung kann man Einblasoder Wirbelgase und zu diesem Zweck vorzugsweise einen Teil der gasförmigen Schwelprodukte in den Strom der erhitzten Feststoffe und/oder des feinkörnigen Schwelgutes leiten.

Die Verweilzone dient vor allem dazu, auch schwerer verdampfbare Komponenten noch freizusetzen und eine gewisse Beruhigung in den Bewegungen der feinkörnigen Teilchen zu erreichen. Dazu kann diese Verweilzone auch als Pufferzone für

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den Abzug und die Weiterverarbeitung des Schwelrückstands dienen. Fin Teil des Schwelrückstands kann, wie es bereits aus den eingangs genannten Patenten bekannt ist, zu einer Erhitzungszone geführt und als feinkörniger Feststoff und Wärmeträger im Prozeß wiederverwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des eingangs genannten Verfahrens weist mindestens einen Riesel- und/oder Wirbelkanal auf, der der Verweilzone vorgeschaltet ist und in welchem sich die Ströme aus erhitzten Feststoffen und feinkörnigem Gut durchdringen. Ist der Verweilzone ein Rieselkanal vorgeschaltet, so kann dieser mindestens ein Strö- mungshindernis enthalten, das auch verstellbar ausgebildet sein kann. Möglich ist auch, den Rieselkanal einmal oder mehrfach abgeknickt zu führen.

Befindet sich ein Wirbelkanal vor der Verweilzone, so ist es zweckmäßig, diesen mit einem etwa horizontalen oder zum Eingang der Verweilzone hin schwach geneigten Boden auszubilden. Dieser Boden kann zahlreiche Düsen oder Einlaßschlitze zum Einleiten von Wirbelgas aufweisen. Man wird hierbei versuchen, mit möglichst wenig Wirbelgas auszukommen, weil dieses Gas zusammen mit den als Produkt zu gewinnenden Dämpfen abgezogen wird. Ein Rieselkanal und ein Wirbelkanal können auch miteinander kombiniert sein, wobei man einen von beiden hinter den anderen schaltet.

Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung werden mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Rieselkanal mit anschließender Verweilzone in schematischer Darstellung;

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Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Rieselkanals im Längsschnitt;

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Rieselkanals im Längsschnitt;

Fig. A einen Wirbelkanal im Längsschnitt und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. A.

In der Ausführungsform der Fig. 1 laufen die als Wärmeträger dienenden erhitzten Feststoffe, die Temperaturen von etwa 500 bis 1000⁰C aufweisen, aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter über einen Verteilerkegel 2 von oben in einen zylindrischen Rieselkanal 1. Der Verteilerkegel 2 ist an einer Spindel 3 befestigt und kann durch sie in der Höhe verstellt werden. Durch den Verteilerkegel 2 werden die nach unten laufenden Feststoffe zur Seite abgelenkt, so daß ein aufgelockerter Strom entsteht, ähnlich einem Schleier. Durch Verstellen der Höhe des Kegels 2 kann die Breite des Spaltes k zwischen dem Rand des Kegels 2 und dem Rieselkanal 1 verändert werden. Dadurch läßt sich die in radialer Richtung gemessene Dicke des sich am Kegel 2 vorbei bewegenden, nach unten fallenden Teilchenstroms einstellen und damit der Massenstrom steuern.

Unterhalb des Verteilerkegels 2 münden mehrere Einspeiseleitungen 5 für zu schwelendes, feinkörniges Gut. Auch dieses Gut kommt von einem oder mehreren, nicht dargestellten Vorratsbehältern. Das Schwelgut tritt aus den Leitungen 5 in die nach unten rieselnden erhitzten Feststoffe ein, wodurch eine zusätzliche Verwirbelung erreicht wird. Die Leitungen 5 münden innerhalb des Rieselkanals 1, der in diesem Bereich einen etwas größeren Durchmesser aufweist

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als der Zulaufkanal 1a oberhalb des Verteilerkegels 2. Der vergrößerte Durchmesser ist vor allem deshalb nötig, um den wirbelnden und rieselnden Teilchen genügend Bewegungsmöglichkeit zu verschaffen, damit sich ihre Durchdringung und Vermischung schnell und ungehindert vollzieht. Die Vermischung des Schwelguts mit den erhitzten Feststoffen kann verbessert werden, indem man es mit Hilfe eines geeigneten Einblasmediums (Gas, Dampf) mit Austrittsgeschwindigkeiten von 4 bis 80 m/sec auf den rieselnden Feststoffstrom aufbläst.

Die Mischung aus zu schwelendem Gut aus den Leitungen 5 und erhitztem Wärmeträger aus dem Zulaufkanal 1a sammelt sich als Schüttung in der Verweilzone 6. Der Querschnitt dieser Verweilzone kann so dimensioniert sein, daß die obersten Lagen der Schüttung durch aufsteigende Dämpfe und Gase aus Nachentgasungsreaktionen in einen aufgelockerten oder leicht wirbelnden Zustand versetzt werden. Aus dem Behälter 7, der die Verweilzone 6 und das untere Ende des Rieselkanals 3 umschließt, werden die kohlenwasserstoffhaltigen Dämpfe durch die Leitung 8 abgezogen und in bekannter, nicht dargestellter Weise in einer Entstaubungs- und Kondensationseinrichtung behandelt. Die sich in der Verweilzone sammelnden Feststoffe, die den Schwelrückstand enthalten, werden am unteren Ende des Behälters über ein Dosierorgan abgeleitet. Ein Teil davon kann zu einer Erhitzungseinrichtung geführt werden, so daß diese feinkörnigen Feststoffe als Wärmeträger wiederverwendet und schließlich erneut in den Rieselkanal 1 eingeleitet werden können.

In der Verweilzone 6 herrscht die gewünschte Schweltemperatur, die etwa im Bereich von 400 bis 900⁰C liegt. Der Fig. ist leicht zu entnehmen, daß die als Produkt erwünschten Schweldämpfe, die bei der Erhitzung des aus der Leitung 5

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zugeführten Schwelgutes freigesetzt werden, auf kurzem Weg und mit relativ kurzer Verweilzeit im Behälter 7 über die Leitung 8 abgeführt v/erden können. Kurze Verweilzeiten der Schweldämpfe im Behälter 7 verhindern sekundäre Krackprozesse in den Schweldämpfen, die zu Ausbeuteminderungen führen würden.

Die Fig. 2 zeigt eine Modifikation des Rieselkanals 1, der bereits mit Hilfe der Fig. 1 erläutert wurde. Gemäß Fig. 2 weist der Rieselkanal Ic zusätzliche Umlenkeinrichtungen auf. Diese Umlenkeinrichtungen bestehen zunächst aus einer ringförmigen, im Querschnitt vorzugsweise dreieckigen Querschnittsverengung 10. Diese Verengung 10 ist unterhalb des Mündungsendes der Leitungen 5 für die Zufuhr von Schwelgut angeordnet.

Die Verengung 10 bewirkt eine gewisse Bremsung der abwärts rieselnden Feststoffe und verstärkt die Möglichkeit von Verwirbelungen und Bewegungen der Teilchen mit horizontaler Komponente über den Querschnitt des Rieselkanals. Diese Querbewegungen verstärken die Durchraischung und Durchdringung

von heißem und kaltem Material miteinander.

Unterhalb der Querschnittsverengung 10 befindet sich zentral im Rieselkanal ein Verdrängerkegel 11, der auch als Doppelkegel ausgebildet sein kann und der zusätzliche Querbewegungen der Teilchen hervorruft. Diese Querbewegungen werden dadurch ausreichend intensiv ermöglicht, daß der Teilchenstrom sowohl innerhalb der Verengung 10 als auch zwischen der Wand des Rieselkanals 10 und dem Kegel 11 nicht das ganze freie Volumen kompakt ausfüllt, sondern mit ganz erheblichem Lückenvolumen und damit genügend Abstand zwischen den Teilchen vorbeiströmt. Ein kompakter Strom würde demgegenüber nicht genügend freie Weglänge für effektive Querbewegungen der Teilchen zulassen. Solche Querbewegungen mit horizontaler Bewegungskomponente sind aber beim Rieselkanal für die intensive Durchmischung von heißem und kaltem Fein-

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korn wichtig. Im Bedarfsfall können mehrere ring- und kegelförmige Umlenkeinrichtungen einander folgend angeordnet werden.

Fig. 3 zeigt einen Rieselkanal 1b, der gegenüber den Kanälen der Fig. 1 und 2 abgewandelt ausgeführt ist. Der Rieselkanal Ib besitzt einen vertikalen Einlaufteil 12 für die als Wärmeträger dienenden erhitzten Feststoffe. Nach unten schließt sich daran ein schräg verlaufendes, abgeknicktes Kanalstück 13 an.

In diesem Kanalstück 13 sitzt ein verstellbarer Dosierschieber 14, der den zulaufenden erhitzten Wärmeträger teilweise staut. Die Wärmeträger fließen deshalb am Schieber 14 vorbei in einem dünneren, aufgelockerten Strom, dessen Schichthöhe höchstens etwa den halben Kanalquerschnitt ausfüllt. Die Schichthöhe und damit der Mengenstrom können durch Verstellen des Dosierschiebers 14 gesteuert werden.

Unterhalb des Schiebers 14 wird über die Leitung 5 feinkörniges Schwelgut dem Wärmeträgerstrom zugeführt. Da der Strom dieses Schwelguts eine erheblich geringere Mächtigkeit als der Wärmeträgerstrora besitzt, wird durch Zugabe dieses Materials der lichte Querschnitt des Kalanstücks 13 nicht ausgefüllt, so daß das körnige Gut unter dem Einfluß der Schwerkraft unbehindert rutschen kann. Bereits in diesem Bereich wird eine erhebliche Erhitzung des Schwelguts erreicht.

Das Kanalstück 13 mündet in ein unteres Kanalstück 15, das gegenüber dem Kanalstück 13 etwa um einen rechten Winkel abgeknickt verläuft. Durch diese Abknickung entstehen in dem rasch nach unten rieselnden feinkörnigen Material erhebliche Verwirbelungen, wodurch die Durchmischung von heißem und kaltem Gut mit ausreichender Intensität bewirkt wird. Auch hier werden diese Verwirbelungen dadurch begünstigt, daß das feinkörnige Material innerhalb des lichten Querschnitts des Kanalstücks 15, das genügend groß dimensioniert ist, ohne große Behinderungen Querbewegungen ausführen kann, über das

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senkrechte Kanalstück 16 tritt das vermischte feinkörnige Material in die nicht dargestellte Verweilzone 6 ein, die sich wie in Fig. 1 im Behälter 7 oefinden kann. Um Schweldämpfe möglichst direkt und ohne Lange Verweilzeiten abziehen zu können, weist das untere Kanalstück 15 der Fig. 3 eine Ausbuchtung 17 mit einer Abzugsleitung 18 auf. Um die Mischwirkung zu verbessern, kann 1er Rieselkanal 1b mehrfach abgeknickt und mit mehreren Produktabzugsleitungen 18 versehen sein.

Es ist leicht einzusehen, daß ein Rieselkanal der Fig. 1 oder 2 auch mit einem abgeknickten Rieselkanal der Fig. 3 kombiniert und zu diesem Zweck durch Hintereinanderschalten verbunden werden kann. Zur möglichst schnellen Ableitung der gas- und dampfförmigen Schwelprodakte kann man ein Spülgas von unten in den Rieselkanal einführen, welches gemeinsam mit den flüchtigen Schwelprodukten durch die Leitung 18 austritt.

Die Fig. k und 5 betreffen einen Wirbelkanal zum Vermischen von feinkörnigem Wärmeträger und Schwelgut und zum Transport dieser Materialien zu einer nicht dargestellten Verweilzone. Die Wirbelkammer 20 besitzt einer. Einlaufstutzen 21 für die erhitzten, als Wärmeträger dienenden Feststoffe. Im Einlaufstutzen 21 befindet sich ein Dosierschieber 22. Zu schwelendes feinkörniges Gut tritt über die Leitung 23 ein, welche zum Zuteilen eine Zellenradschleuse 2k oder ein anderes Dosierorgan aufweist. Darunter befindet sich eine nicht dargestellte Vorrichtung, welche unter Verwendung von Leitblechen o.a. den einlaufenden Gutstrom über die ganze Kanalbreite verteilt. Der Boden 25 ist horizontal oder vom Zulaufbereich zum Ablauf 26 hin etwas geneigt. Der Neigungswinkel, gemessen gegen die Horizontale, liegt zweckmäßigerweiso im Bereich von 0,2 bis 10°.

Kaltes oder vorerhitztes Wirbelgas wird der Kammer 20 aus der Hauptleitung 27 mit Zweigleitungen 28 (vgl. auch Fig. 5) und Düesenleitungen 29, 30, und 31a zugeführt. Wie jeweils zwei Düsenleitungen parallel nebeneinander angeordnet sind, ist _ ι 0 _

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aus Fig. 5 und den Leitungen 31 und 31a zu ersehen. Die Anzahl der parallel zueinander verlegten Düsenleitungen richtet sich nach der Breite des Wirbelkanals, die ihrerseits von dem geforderten Feststoffdurchsatz bestimmt wird. Die normalerweise parallel zum Boden 25 verlaufenden Teile der Düsenleitungen 29 bis 31a besitzen Austrittsöffnungen für Wirbelgase. Diese Austrittsöffnungen sind vorzugsweise zur Seite und schräg zum Boden 25 hin gerichtet, damit auch ohne eine ständige Spülung mit Wirbelgas Feststoffe nicht in die Leitungen eindringen können. Die Austrittsgeschwindigkeit des Wirbelgases aus den öffnungen wird vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 60 m/sec gewählt. Anstelle von Düsenleitungen können auch andere,an sich bekannte Typen von Anströmboden eingesetzt werden.

Beim Betrieb der Wirbelkammer 20 als Vermischungs- und Transporteinrichtung wird über dem Boden 25 nur eine relativ geringe Schichthöhe an Feststoffen von etwa 0,1 bis 1,0m eingestellt. Bei niedrigerer Schichthöhe ist die gewünschte Verwirbelung des feinkörnigen Materials und eine ausreichende Querbewegung zum Homogenisieren der Mischung am leichtesten zu erreichen. Zum Regulieren der Schichthöhe dient u.a. ein Einstellschieber 32 in der Nähe des Ablaufs 26. Statt des Einstellschiebers 32 kann auch ein feststehendes Wehr vorgesehen werden. Die Feinkornschicht über dem Boden 25 bedeckt wohl die Leitungen 29 bis 31a, sie läßt in der Kammer 20 aber genügend freien Raum, damit die Gase und Dämpfe ohne Behinderung zur Abzugsleitung 33 gelangen können.

Der vertikale Abstand der Feststoffeinläufe vom Boden 25 beeinflußt unter bestimmten Randbedingungen die Förderleistung des Wirbelkanals. Es kann deshalb zweckmäßig sein, in der Höhe verstellbare Einlaufeinrichtungen vorzusehen, beispielsweise durch Verwendung teleskopartig ineinandergeschobener Zulaufleitungen.

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Der Ablauf 26 mündet in die nicht dargestellte Verweilzone, die sich in einem Behälter 7 gemäß Fig. 1 befinden kann. Ein solcher Behälter kann auch ohne separate Abzugsleitung für entstehende Dämpfe ausgebildet sein, da diese Dämpfe im Gegenstrom zu den abwärts rieselnden Feststoffen durch den Ablauf 26 nach oben in die Kammer 20 gelangen und durch die Leitung 33 abgezogen werden können.

Die Verweilzeit des Schwelgutes in der Kammer 20 ist nicht kritisch und kann etwa zwischen 2 und AO Sekunden liegen. Wenn schon nach einem Bruchteil der gesamten Verweilzeit eine ausreichende Vermischung mit dem heißen Wärmeträger erreicht ist, bedeutet dies, daß auch die gewünschte Freisetzung von Gasen und Dämpfen aus dem. Schwelgut bereits im Wirbelkanal weitgehend vollzogen wird.

Man ist bestrebt, bei Verwenden der Wirbelkammer 20 mit möglichst wenig Wirbelgas auszukommen, da es sich in dem durch die Leitung 33 abgezogenen Produkt wiederfindet und die nachgeschalteten Gaskühl- und Kondensationsapparate zusätzlich belastet. Die Erfindung sieht deshalb vor, den Wirbelkanal im Bedarfsfall der Länge nach in mehrere Zonen zu unterteilen, die mit unterschiedlichen spezifischen Wirbelgasmengen beaufschlagt werden. Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Unterteilung in drei Zonen, die zu den drei Paaren von Düsenleitungen 29, 30 und 31, 31a gehören. Der ersten, am Gutseintritt gelegenen Zone wird zweckmäßig vergleichsweise viel Gas zugeführt, um als Folge der größeren Wirbelgasgeschwindigkeit zu intensiver Teilchenbewegung und damit schnell zu einer guten Durchmischung zu gelangen. In die mittlere Zone wird vorzugsweise wenig Gas eingeleitet, so daß die Förderung des Materials in Längsrichtung eben noch gewährleistet ist, während in der dritten Zone wieder etwas höhere Geschwindigkeiten eingestellt werden, um Durchfluß und gleichmäßigen Ablauf sicherzustellen. Die Geschwindigkeiten

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sind in erster Linie von der Körnung der Mischgüter abhängig. In der Mischzone am Einlauf wird vorteilhaft mit der 1,3- bis 6-fachen Wirbelpunktsgeschwindigkeit gearbeitet.
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Die Länge der einzelnen Zonen kann verschieden sein. Ein weiterer Gedanke der «Erfindung sieht vor, das Wirbelgas in rasch fluktuierender Menge in den Wirbelkanal einzuleiten. Um Wirbelgas zu sparen, kann man auch mit pulsierender, d.h. kurzzeitig unterbrochener Zugabe arbeiten, vorzugsweise in den auf die Mischzone folgenden Zonen.

Beispiel 1

In einer der Fig. 1 entsprechenden Anordnung wird folgendermaßen gearbeitet:

Pro Stunde werden in den Rieselkanal 1 360 t an erhitztem Schwelrückstand als Wärmeträger mit einer Temperatur von 780°C geleitet. Der Zulauf zum Rieselkanal hat einen Durchmesser von 0,7 m und das Kornspektrum des Wärmeträgermaterials liegt im Bereich von 0 bis 4 mm. Der Durchmesser des Rieselkanals 1 beträgt 1,6 m. Durch vier Leitungen 5 werden in den durch den Verteilerkegel 2 aufgelockerten Wärmeträgerstrom pro Stunde jeweils 8 t vorgetrockneten Lignits als Schwelgut mit einer Geschwindigkeit von 25 m/sec eingeblasen.

Die Korngröße des Schwelgutes liegt im Bereich von 0 bis

5 mm. Das Einblasen geschieht unter Verwendung von Inertgas oder zurückgeführtem, eigenem Schwelgas als Trägergas. Der Behälter 7 weist eine Höhe des zylindrischen Teils von

6 m und einen Durchmesser von 3,8 m auf. Die Verweilzone 6, d.h. die Feststoffschüttung im Behälter 7, hat eine Höhe von 3,6 m, welche durch ständigen Abzug von feinkörnigem Material aus dem Behälter etwa konstant gehalten wird. Durch die Lei-

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tung 8 werden pro Stunde 50 000 m kohlenwasserstoffhaltige Gase und Dämpfe abgezogen und einer Kondensationseinrichtung

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zugeführt. Die Temperatur in der Verweilzone 6 liegt bei 70O⁰C.

Beispiel 2

Als Misch- und Transporteinrichtung wird ein Wirbelkanal verwendet, wie er in Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Ihm werden stündlich 150 t Teersand zugeführt, welcher auf etwa 0 - 10 mm vorzerkleinert wurde. Sein anorganisches Trägermaterial hat eine Körnung von 0-2 mm. Gleichzeitig werden in den Wirbelkanal 750 t/h Wärmeträger mit einer Temperatur von 65O°C eingeleitet. Der Wärmeträger ist ausgeschwelter Teersand und hat somit ebenfalls die Körnung 0-2 mm. Die Aufgabe der zulaufenden Massenströme erfolgt so, daß zunächst ein Teil des Wärmeträgers, dann der Teersand und danach der Rest des Wärmeträgers aufgegeben wird, so daß der Teersand zwischen zwei Schichten des Wärmeträgers gelangt.

Der Wirbelkanal ist 5 m lang und 3 m breit. Sein Boden 25 ist 3 gegen die Horzontale geneigt. Er hat am Auslaufende ein feststehendes Wehr von 100 mm Höhe.Das Wirbelgas wird über 30 parallel liegende Düsenleitungen zugeführt. Als Wirbelgas wird kaltes Schwelgas verwendet, das am Ende einer der Schwelvorrichtung angeschlossenen Kondensationseinrichtung abgenommen und zum Wirbelkanal zurückgeführt wird.

Durch das Einleiten von 10 000 Nm /h Wirbelgas werden Wärmeträger und Teersand in den Wirbelzustand versetzt und rasch miteinander gemischt. Dabei stellt sich eine Mischtemperatur von 510⁰C ein, bei welcher die im Teersand enthaltene organische Substanz weitgehend verdampft wird. Sie verläßt den Wirbelkanal als Öldampf und Spaltgas in Mischung mit dem Wirbelgas und verdampfter Feuchtigkeit durch die Leitung 33. Der Wärmeträger, vermischt mit dem frisch entstandenen, etwas Kohlenstoff enthaltenden Rückstand, verläßt den Wirbelkanal durch den Ablauf 26.

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zum Schwelen von feinkörnigem, Kohlenwasserstoffe enthaltendem Schwelgut mit Hilfe feinkörniger, auf Temperaturen von etwa 500 bis 1000⁰C erhitzter Feststoffe, wobei das feinkörnige Schwelgut durch Mischen mit den erhitzten Feststoffen auf Temperaturen von etwa AOO bis 900⁰C erhitzt wird, die Mischung eine Verweilzone durchläuft und gas- und dampfförmige Schwelprodukte abgezogen und gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten Feststoffe als aufgelockerter Strom mit rieselnder und/oder wirbelnder Bewegung der Verweilzone zugeführt werden und das feinkörnige Schwelgut zum Vermischen in diesen Strom eingeleitet wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten Feststoffe und das feinkörnige Schwelgut im Gewichtsverhältnis von 3 : 1 bis 12 : 1 miteinander vermischt werden.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten Feststoffe und das feinkörnige Schwelgut Korngrößen von höchstens 8 mm aufweisen.

h) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der erhitzten Feststoffe beim Rieseln mindestens teilweise umgelenkt wird.

5) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das feinkörnige Schwelgut auf mehrere Einzelströme verteilt den in Bewegung befindlichen erhitzten Feststoffen zugeführt wird.

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6) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten Feststoffe auf mehrere Einzelströme verteilt werden.

7) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß während der Vermischung die erhitzten Feststoffe und das zugeführte, feinkörnige Gut mindestens zum Teil mit horizontaler und vertikaler Komponente bewegt werden.
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8) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwelgut mit Gas oder Dampf in die Rieselzone eingeblasen wird.

9) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Wirbelgase, insbesondere pulsierend oder fluktuierend, eingeleitet werden.

10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ,Wirbelgase zonenweise mit unterschiedlicher Intensität eingeleitet werden.

11) Verfahren nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Einblas- oder Wirbelgase Produktgase der Schwelung verwendet werden.

12) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwelgut und die erhitzten Feststoffe schichtenweise der Zone mit rieselnder und/oder wirbelnder Bewegung zugeführt werden.

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13) Vorrichtung zum Schwelen von feinkörnigem, Kohlenwasserstoffe enthaltendem Gut mit Hilfe feinkörniger, auf Temperaturen von etwa 500 bis 1000⁰C erhitzter Feststoffe, wobei das feinkörnige Gut durch Mischen mit den erhitzten Feststoffen auf Temperaturen von etwa 400 bis 900⁰C erhitzt wird und

die Mischung eine Verweilzone durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Verweilzone ein Riesel- und/oder Wirbelkanal vorgeschaltet ist, in welchem sich die Ströme aus erhitzten Feststoffen und feinkörnigem Gut durchdringen. 10

14) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rieselkanal mindestens ein Strömungshindernis enthält, das vorzugsweise verstellbar ausgebildet ist.

15) Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rieselkanal abgeknickt ausgebildet ist.

16) Vorrichtung nacn Anspruch 13 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelkanal einen etwa horizontalen oder zum Ablauf hin schwach geneigten Boden aufweist, der mit zahlreichen Düsen oder Schlitzen zum Einleiten von Wirbelgas versehen ist.

17) Vorrichtung nach Anspruch 13 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verweilzone ein Rieselkanal und ein Wirbelkanal hintereinander geschaltet angeordnet sind.

18) Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Feststoffgemisches im Wirbelkanal 0,1 bis 1,0m beträgt.

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19) Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Feststoffgemisches durch ein nahe dem Ablauf angeordnetes, vorzugsweise verstellbares Wehr einstellbar ist.

20) Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelkanal höhenverstellbare Zuläufe für erhitzte Feststoffe und/oder Schwelgut aufweist.

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