Способ непрерывной перегонки в реторте углеродсодержащих веществ в виде частиц различного размера

 

Изобретение относится к непрерывной перегонке в реторте углеродсодержащих материалов с различным размером частиц и обеспечивает удешевлениеаппаратурного оформления. Через реторту (Р) снизу вверх текут подогретые газы. Частицы сортируются по размеру и подаются в Р, причем наибольшие частицы вводятся в верхнюю часть Р, и в предпочтительных вариантах выполнения частицы с последовательно уменьшающимися размерами вводятся в последовательно более низкие части Р так, что время пребьшания каждой из частиц в Р прямо пропорционально размеру и массе частиц. Этот процесс обеспечивает высокий выход продукта при одновре иенном уменьшении количества уносимых маленьких частиц, которые текут вверх с нагретым газом, таким образом уменьшая перепад давления в системе реторты. 1 ил. О) 9 СО ю О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SD 4 С 10 В 49 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3498946/23-26 (22) 12.10.82 (31) 335906 (32) 30.12.81 (33) US (46) 15.02 ° 87. Бюл. № 6 (71) Маратен Ойл Компани (US) (72) Лаваун С.Меррилл, мл. (VS) (53) 662.74(088.8) (56) Патент США ¹ 2614069, кл. 201-4, 1952.

Федосеев С.А. и др. Полукоксование и газификация твердого топлива.

M.: Гостоптехиздат, 1960, с. 35-39. (54) СПОСОБ,НЕПРЕРЪ|ВНОЙ ПЕРЕГОНКИ

В РЕТОРТЕ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ

В ВИДЕ ЧАСТИЦ РАЗЛИЧНОГО РАЗМЕРА (57) Изобретение относится к непрерывной перегонке в реторте углеродсодержащих материалов с различным

„SU „„1291026 А 3 размером частиц и обеспечивает удешевление аппаратурного оформления.

Через реторту (Р) снизу вверх текут подогретые газы. Частицы сортируются по размеру и подаются в Р, причем наибольшие частицы вводятся в верхнюю часть Р, и в предпочтительных вариантах выполнения частицы с последовательно уменьшающимися размерами вводятся в последовательно более низкие части P так, что время пребывания каждой из частиц в P прямо пропорционально размеру и массе частиц.

Этот процесс обеспечивает высокий выход продукта при одновременном уменьшении количества уносимых маленьких частиц, которые текут вверх с нагретым газом, таким образом уменьшая пе" репад давления в системе реторты. 1 ил.

1291026

Изобретение относится к процессам для термической обработки углеродсодержащих частиц различных размеров в реторте с гравитационной подачей.

Целью изобретения является удешев- 5 ление аппаратурного оформления.

На чертеже представлена реторта для осуществления предлагаемого способа, продольный разрез.

К реторте 1 с гравитационной пода- 10 чей подключены три засыпные воронки для частиц 2, 3 и 4 °

Каждая из воронок 2, 3 и 4 подключена к реторте 1 посредством трубопроводов 5, 6 и 7 и связанных с ними регулирующих поток клапанов 8, 9 и 10 соответственно. В нижней части реторты 1 трубопровод 11 для ввода горячего газа, регулируемый клапаном 12, обеспечивает инжектирование в реторту 1 горячего газа. Трубопровод 13, регулируемый клапаном 14, размещен в нижней части реторты 1 для удаления обработанного теплом твердого материала из нижней части реторты 1.

В верхней части реторты размещен трубопровод 15 для удаления газа через регулирующий клапан 16, При обработке углеродсодержащий

30 материал, например горючий сланец, разделяется на две фракции или более (в данном случае на три группы) по размеру частиц. Частицы наибольшего размера в виде сплошной массы подаются в самую верхнюю воронку 2, частицы наимень- З5 шего размера в виде сплошной массы подаются в самую нижнюю воронку 4, частицы, имеющие промежуточный размер, по сравнению с частицами, подаваемыми в воронку 2, и частицами, подаваемыми в воронку 4, — в промежуточную воронку 3. Горячий газ, в данном случае неокисляющий, нагретый до температуры, например, около 649 С; вводится в нижнюю часть реторты 1 через трубопровод 11 для ввода горячего газа со скоростью потока, регулируемой клапаном 12.

После начала движения нетурбулент- gg ного потока горячего газа через трубопровод 11 и доведения реторты 1 до желаемой температуры для обработки нефтяного сланца клапаны 8, 9 и 10 открываются одновременно для введения твердого углеродсодержащего материала в виде частиц в реторту 1.

По мере опускания наибольших частиц, подаваемых по трубопроводу 5 в реторту, они немедленно контактируют с текущими вверх горячими газами и подвергаются нагреванию в результате теплообмена с этими горячими газами. Таким образом, наибольшие частицы остаются внутри системы и нагреваются со времени их выхода из трубопровода 5,в реторту до тех пор,. пока они не удаляются из нижней части реторты 1. Аналогичным образом частицы с промежуточным размером вводятся в реторту из воронки 3 через трубопровод 6 и клапан 9, а частицы с наименьшим размером — иэ воронки 4 через трубопровод 7 и клапан 10.

В каждом из этих случаев частицы остаются внутри реторты и нагреваются со времени введения в реторту 1 до времени, когда они удаляются из нижней части реторты. Все частицы, из какой бы воронки они ни поступили, текут под действием гравитации прямо и нетурбулентно через реторту 1.

Иэ каждой частицы по мере нагрева испаряются органические материалы.

Эти пары удаляются сверху реторты 1 вместе с нагретыми газами через трубопровод 15 и клапан 16. Нагретые частицы, свободные от углеродного материала, достигают дна реторты 1.

Твердые частицы затем направляются в трубопровод 13 выпуска твердых частиц через клапан 14 и удаляются иэ реторты 1 для дальнейшего использования.

Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа наибольшие частицы, которые вводятся в реторту на самом высоком уровне, остаются внутри реторты в течение наибольшего периода времени и подвергаются наиболее длительному нагреванию. Аналогичным образом частицы с промежуточным размером остаются внутри реторты в течение более короткого времени и подвергаются нагреванию в течение меньшего периода времени, чем наибольшие частицы, а наименьшие частицы остаются внутри реторты в течение самого короткого периода времени и подвергаются нагреванию в течение наименьшего периода времени. В результате дополнительноro введения частиц наибольшего размера в верхнюю часть реторты опускающиеся большие частицы действуют как покрытие и фильтр для меньших частиц, что приводит к тому, что со времени кон1291026 Д тактирования промежуточных и наименьших частиц опускающимися наибольшими частицами они все перемещаются к нижней части реторты с той же самой скоростью. Частицы не имеют свободного падения, но опускаются с контролируемой скоростью, которая прежде всего регулируется скоростью отвода через трубопровод 13. Следовательно, время пребывания каждой 1р частицы внутри реторты является функцией точки ее введения в реторту.

Большие частицы, опускающиеся сверху всех других частиц, стремятся обеспечить и поддержать постоянное 15 покрытие над текущим вверх потоком меньших и более тонких частиц и горячих газов, что, в свою очередь, помогает удерживать меньшие частицы от движения вверх в реторте и таким об- Zp разом поддерживать более равномерное давление внутри реторты.

Пример 1. 980 кг/ч м частиц размером 2,5 см подают в реторту с гравитационным потоком из верхней 25 воронки 2 или 3, а 485 кг/ч м частиц размером 0,3 см подают в ту же самую реторту ниже уровня входа больших частиц из воронки 4. Внутри этой системы 1355 кг/ч м горячего газа 30 подают в зону перегонки при 649 С из трубопровода 11, газы покидают реторту при 149 С из трубопровода 15. При таких условиях требуется высота слоя около 91,4 см для нагревания частиц размером 2,5 см в верхней зоне до

"427 0. Следовательно, на 91,4 см

\ или более ниже точки введения частиц размером 2,4 см при 485 кг/ч м в реторту вводятся частицы размером 40

0,3 ем. Несмотря на то, что меньшие частицы при введении могут быть холодными, дополнительная высота слоя, необходимая для нагревания всех этих частиц до -482 С или выше, регулиру- 45 ется скоростью нагревания большей массы частиц большего размера, причем дополнительная высота слоя составляет только приблизительно 15,2 см. При этом меньшие частицы нагреваются до gp несколько более горячего состояния, чем большие частицы. Перепад давления внутри реторты составляет около

1/3 перепада для смеси частиц размером 2,5 и 0,3 см, вводимых и движущихся вместе по одной и той же длине нагревательной зоны.

Пример 2. 732 кг/ч м частиц размером 6,4 — 3,8 см подают в реторту 1 самотеком из воронки 2 через трубопровод 5, в то же время на

91,4 см ниже нижней точки ввода трубопровода 5 632 кг/ч.м частиц размером 3,8 — 1,3 см подают в реторту 1 из воронки 3 через трубопровод 6. Затем на 137 см ниже точки ввода трубопровода 5 485 кг/ч м частиц размером

1,3 — 0,3 см подают в реторту иэ воронки 4 через трубопровод 7. При такой системе 1915 кг/ч м пара при

649 С подают в реторту на 213 см ниже точки ввода трубопровода 5.

Частицы нагреваются и выходят иэ эоны нагрева в реторте при 482 С. Полный перепад давления также составляет 1/3 перепада, который был бы в этой реторте при подаче всех частиц в виде смеси сверху.

Предлагаемая система является достаточно гибкой, подвергается модификации и может быть использована при широком диапазоне условий °

Установлено, что размер наибольших нагреваемых частиц, длина зоны нагревания и температура нагревающего газа взаимосвязаны. Например, для нагретого пара, имеющего температуру около 649 0, наибольшие частицы размером до 15,2 см требуют зоны нагревания реторты около 640 см, наибольшие частицы (7,6-10,2 см) — около

427 см, частицы размером 3,8 — 6,4 смоколо 213 см, а наибольшие частицы размером в 2,5 см — около 91,4 см и т.д. Соотношение между размером частиц и длиной зоны нагревания изменяется непосредственно при изменениях температуры.

Вес наименьших частиц не должен превышать 40Z общего веса частиц, подвергающихся обработке; наибольшие частицы, обрабатываемые в соответствии с предлагаемым способом, могут

I составлять 1-99Х по весу от частиц, подвергающихся обработке. Количество и размер частиц с промежуточным размером могут значительно изменяться внутри этих границ, например от

19 до 94% по весу. Любая температура нагревания, которая доведет обрабатываемые частицы до необходимого уровня или другой температуры реакции, может быть использована при практическом осуществлении предлагаемого способа. Скорость потока массы и температура газа н"гревания могут быть выбраны согласно известным принципам теплообмена. Газ, выбран5 129 . ный для нагревания частиц, может

1 также широко изменяться для обработки углеродсодержащих частиц, причем обычно используются неокисляющиеся газы.

Подача последовательно уменьшающихся частиц на более низкие уровни согласно предлагаемому способу допускает обработку меньших частиц, чем обычно могут быть обработаны в смеси частиц с различными размерами. Большие частицы., введенные на более высоком уровне, служат фильтром для газа, уносящего мелкие частицы, в результате чего существенно уменьшается перепад давления внутри. реторты, что позволяет использовать компрессоры меньших размеров (более дешевые).

Способ непрерывной перегонки в ре10 торте углеродсодержащих веществ в виде частиц различного размера, включающий непрерывную подачу частиц под действием силы тяжести в вертикальную реторту с газовым подогревом, 15 направление частиц вниз через реторту под действием силы тяжести и непрерывную подачу горячего газа противоточно вверх в реторте со скоростью, исключающей псевдоожижение, 20 р т л и ч а ю шийся тем, что, с целью удешевления аппаратурного оформления, исходные частицы разделяют на две или более части в соответствии с размерами: часть, состоящую иэ частиц наибольшего размера, подают в верхнюю часть реторты, а каждую часть, состоящую из последовательно уменьшающихся частиц, подают в последовательно расположенные ниже участки реторты.

Аналогично описанному могут быть обработаны другие углеродсодержащие материалы, например уголь, лигнит, торф, дегтевые пески, кокс, нефтяной кокс, целлюлоэные материалы и т.д.

Эта система также может быть ис.пользована для карбонизации карбонатных материалов, содержащих твердые частицы, посредством выбора соответствующего газа и температуры. Пред1026 6 лагаемый способ может быть применен в случае других процессов, включающих использование гравитационной реторты, при аналогичном улучшении в сторону уменьшения перепада давления. формула изобретения! 291026

Составитель P. Горяинова

Техред М.Ходаиич . Корректор С.Шекмар

Редактор Л.Веселовская

Заказ 7921/60 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4