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

(59 4 С 10 В 49 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Маратен Ойл Компани (08)(54) СПОСОБ, НЕПРЕРЫВНОЙ ПЕРЕГОНКИВ РЕТОРТЕ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВВ ВИДЕ ЧАСТИЦ РАЗЛИЧНОГО РАЗМЕРА(57) Изобретение относится к непрерывной перегонке в реторте углеродсодержащих материалов с различным 801291026 А 3 размером частиц и обеспечивает уде"шевление аппаратурного оформления,Через реторту (Р) снизу вверх текутподогретые газы. Частицы сортируютсяпо размеру и подаются в Р, причемнаибольшие частицы вводятся в верхнюю часть Р, и в предпочтительных вариантах выполнения частицы с последовательно уменьшающимися размерамивводятся в последовательно более низкие части Р так, что время пребывания каждой из частиц в Р прямо пропорционально размеру и массе частиц.Этот процесс обеспечивает высокий выход продукта при одновременном уменьшении количества уносимых маленькихчастиц, которые текут вверх с нагретым газом, таким образом уменьшая пе"репад давления в системе реторты.1 ил.1291026 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.1 После начала движения нетурбулент 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 Изобретение относится к процессамдля термической обработки углеродсодержащих частиц различных размеров. в реторте с гравитационной подачей.Целью изобретения является удешевление аппаратурного оформления.На чертеже представлена ретортадля осуществления предлагаемого способа, продольный разрез.К реторте 1 с гравитационной подачей подключены три засыпные воронкидля частиц 2, 3 и 4Каждая из воронок 2, 3 и 4 подключена к реторте 1 посредством трубопроводов 5, 6 и 7 и связанных с нимирегулирующих поток клапанов 8, 9 и 10соответственно, 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, размещенв нижней части реторты 1 для удаленияобработанного теплом твердого материала из нижней части реторты 1,В верхней части реторты размещен трубопровод 15 для удаления газа черезрегулирующий клапан 16,При обработке углеродсодержащий30материал, 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- З 5шего размера в виде сплошной массы подаются в самую нижнюю воронку 4, частицы,имеющие промежуточный размер, посравнению с частицами, подаваемымив воронку 2, и частицами, подаваемыми в воронку 4, - в промежуточнуюворонку 3. Горячий газ, в данномслучае неокисляющий, нагретый до температуры, например, около 649 С;вводится в нижнюю часть реторты 1через трубопровод 11 для ввода горячего газа со скоростью потока, регулируемой клапаном 12. 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 дополнительного 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 кан 1291026 4тактирования промежуточных и наименьших частиц опускающимися наибольшими частицами они все перемещаются к нижней части реторты с той жесамой скоростью. Частицы не имеютсвободного падения, но опускаются сконтролируемой скоростью, котораяпрежде всего регулируется скоростьюотвода через трубопровод 13, Следовательно, время пребывания каждой 10частицы внутри реторты является функцией точки ее введения в реторту.Большие частицы, опускающиесясверху всех других частиц, стремятсяобеспечить и поддержать постоянное 15покрытие над текущим вверх потокомменьших и более тонких частиц и горячих газов, что, в свою очередь, помогает удерживать меньшие частицы отдвижения вверх в реторте и таким образом поддерживать более равномерноедавление внутри реторты,П р и м е р 1. 980 кг/ч м частицразмером 2,5 см подают в реторту сгравитационным потоком из верхней 25воронки 2 или 3, а 485 кг/ч м частиц размером 0,3 см подают в ту жесамую реторту ниже уровня входа больших частиц из воронки 4. Внутри этойсистемы 1355 кг/ч м горячего газа 30подают в зону перегонки при 649 С изтрубопровода 11, газы покидают реторту при 149 С из трубопровода 15, Притаких условиях требуется высота слояоколо 91,4 см для нагревания частицразмером 2,5 см в верхней зоне до"427 С. Следовательно, на 91,4 смили более ниже точки введения частицразмером 2,4 см при 485 кг/ч м в реторту вводятся частицы размером 400,3 ем. Несмотря на то, что меньшиечастицы при введении могут быть холодными, дополнительная высота слоя,необходимая для нагревания всех этихчастиц до -482 С или выше, регулируется скоростью нагревания большеймассы частиц большего размера, причемдополнительная высота слоя составляет только приблизительно 15,2 см. Приэтом меньшие частицы нагреваются донесколько более горячего состояния,чем большие частицы, Перепад давления внутри реторты составляет около1/3 перепада для смеси частиц размером 2,5 и 0,3 см, вводимых и движущихся вместе по одной и той же длиненагревательной зоны.П р и м е р 2. 732 кг/ч м частицразмером 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 ОС. 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 условийУстановлено, что размер наибольших нагреваемых частиц, длина зоны нагревания и температура нагревающего газа взаимосвязаны, Например, для нагретого пара, имеющего температуру около 649 С, 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 40 Е общего веса частиц, подвергающихся обработке; наибольшие частицы, обрабатываемые в соответствии с предлагаемым способом, могут составлять 1-99% 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 массыи температура газа н"гревания могутбыть выбраны согласно известнымпринципам теплообмена. Газ, выбран5 129 . ный для нагревания частиц, может 1также широко изменяться дляобработки углеродсодержащих частиц, причем обычно используются неокисляющиеся газы.Подача последовательно уменьшающихся частиц нй 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 ре торте углеродсодержащих веществ в виде частиц различного размера, включающий непрерывную подачу частиц поддействием 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 1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью удешевления аппаратурногооформления, исходные частицы разделяют на две или более части в соответствии с размерами: часть, состоящую иэ частиц наибольшего размера,подают в верхнюю часть реторты, акаждую часть, состоящую из последовательно уменьшающихся частиц, подаютв последовательно расположенные ниже З 0 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. Пред 1026 6лагаемый способ может быть применен в случае других процессов, включающих использование гравитационной реторты, при аналогичном улучшении в сторону уменьшения перепада давления,ф о р м у л а изобретения1291026 Составитель Р. Горяиноведактор Л.Веселовская Техред М.Ходанич,ор С.Шекмар о дписно К о жгород, ул,Проектн ие,921/60 Тираж 464 ВНИИПИ Государственного. по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рароизводственно-полиграфическое пре тета СССРкрытийая наб., д