[go: up one dir, main page]

RU2125585C1 - Method of thermally processing slate - Google Patents

Method of thermally processing slate Download PDF

Info

Publication number
RU2125585C1
RU2125585C1 RU97111944A RU97111944A RU2125585C1 RU 2125585 C1 RU2125585 C1 RU 2125585C1 RU 97111944 A RU97111944 A RU 97111944A RU 97111944 A RU97111944 A RU 97111944A RU 2125585 C1 RU2125585 C1 RU 2125585C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
gas
sulfur
shale
reactor
Prior art date
Application number
RU97111944A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97111944A (en
Inventor
В.Г. Каширский
А.А. Коваль
В.В. Еремин
Original Assignee
Саратовский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Саратовский государственный технический университет filed Critical Саратовский государственный технический университет
Priority to RU97111944A priority Critical patent/RU2125585C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2125585C1 publication Critical patent/RU2125585C1/en
Publication of RU97111944A publication Critical patent/RU97111944A/en

Links

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: solid fuels. SUBSTANCE: high content of sulfur in slates from some deposits prevents their utilization as power-plant fuel. When thermally treating such slates, heterocyclic sulfur compounds Ц thiophene and its derivatives are isolated. In order to increase yield of these compounds and increase their concentration in volatile heat processing products, high-sulfur slate in dustlike state suspended in restricted amount of primary gas oxidant is heated to 300 C or higher, after which hot suspension in gas is transferred, over prechamber, into cyclone-type reactor, while prechamber additionally receives oxidant in amount sufficient to raise reactor temperature to 700-800 C. EFFECT: increased isolation of valuable sulfur compounds. 1 dwg

Description

Изобретение относится к топливной промышленности, а также к энергетической и химической промышленности, а именно к термической переработке сланцев и других видов ископаемого топлива с повышенным содержанием серы. The invention relates to the fuel industry, as well as to the energy and chemical industries, namely to the thermal processing of oil shale and other fossil fuels with a high sulfur content.

Недостатком ранее предложенного способа термической переработки сланцев в пылевидном состоянии путем смешения сланца с газообразным теплоносителем в циклонном реакторе [1] является разбавление летучих продуктов термолиза газовым теплоносителем, что затрудняет их извлечение. The disadvantage of the previously proposed method for the thermal processing of oil shale in a pulverized state by mixing oil shale with a gaseous heat carrier in a cyclone reactor [1] is the dilution of volatile thermolysis products with a gas heat carrier, which makes it difficult to extract them.

Известен способ термической переработки сернистых сланцев [2], взятый за прототип. Согласно этому способу часть сланца подвергается полукоксованию с твердым теплоносителем для получения смолы. Фракции смолы с температурой кипения выше 150oC подвергаются пиролизу при 700oC путем контакта с зольным остатком, полученным в результате газификации другой, большей части сланца и имеющего температуру 850oC. В результате пиролиза смолы получается газ и смесь бензольных углеводородов с гетероциклическими соединениями серы - тиофеном и его производным.A known method of thermal processing of sulfur shales [2], taken as a prototype. According to this method, part of the shale is subjected to semi-coking with a solid coolant to obtain a resin. Fractions of a resin with a boiling point above 150 o C are pyrolyzed at 700 o C by contact with the ash residue obtained by gasification of another, most of the shale and having a temperature of 850 o C. The pyrolysis of the resin produces a gas and a mixture of benzene hydrocarbons with heterocyclic compounds sulfur - thiophene and its derivative.

Недостатком способа, защищенного этим патентом, является то, что для производства целевой продукции тиофено-ароматического концентрата используется лишь не более третьей части перерабатываемого сланца и очень велики затраты энергоресурсов в виде газифицируемого сланца для получения зольного теплоносителя. The disadvantage of the method protected by this patent is that for the production of the target product of thiopheno-aromatic concentrate, only no more than a third of the processed shale is used and the energy costs in the form of gasified shale are very high for producing an ash coolant.

Задачей настоящего изобретения является повышение выхода тиофено-ароматического концентрата на общую массу переработанного сланца. The objective of the present invention is to increase the yield of thiopheno-aromatic concentrate on the total weight of the processed slate.

Поставленная задача достигается тем, что в способе переработки сернистых сланцев в пылевидном состоянии, включающем предварительный подогрев сланца с газоносителем в теплообменнике и последующий пиролиз смеси, газовзвесь сланца прогревают до 300oC или выше в окислителе, количество определяют из условия, чтобы на один килограмм органической массы сланца приходилось не менее 20 и не более 50 г кислорода, при этом в качестве окислителя используют воздух или смесь воздуха с перегретым паром, кроме этого проводят в реакторе циклонного типа окислительный пиролиз подогретой газовзвеси, при этом в нее перед подачей в реактор вводят подогретый до температуры газовзвеси окислитель в количестве, достаточном для достижения температуры пиролиза, равной 700-800oC, в качестве которого используют воздух или смесь кислорода с водяным паром, или смесь кислорода с диоксином углерода, или воздух, обогащенный кислородом.The problem is achieved in that in the method of processing sulfur shale in a dusty state, including preheating the shale with a gas carrier in the heat exchanger and subsequent pyrolysis of the mixture, the gas suspension of the shale is heated to 300 o C or higher in the oxidizing agent, the amount is determined from the condition that per kilogram of organic shale mass accounted for not less than 20 and not more than 50 g of oxygen, while air or a mixture of air with superheated steam was used as an oxidizing agent, in addition, it was carried out in an oxy-cyclone type reactor Call duration of heated pyrolysis gas suspension, with it before being introduced into the reactor preheated to a temperature of the oxidant gas suspension in an amount sufficient to achieve pyrolysis temperature of 700-800 o C, which is used as air or a mixture of oxygen and steam, or a mixture of oxygen with carbon dioxide, or oxygen enriched air.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема установки для осуществления предлагаемого способа. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the installation for implementing the proposed method.

Установка содержит бункер 1 со смесительным аппаратом 2, теплообменник 1, реактор 4 с форкамерой 5 и разгрузочно-смесительным устройством 6, циклонную топку 7 и теплообменник 8. The installation comprises a hopper 1 with a mixing apparatus 2, a heat exchanger 1, a reactor 4 with a pre-chamber 5 and an unloading and mixing device 6, a cyclone furnace 7 and a heat exchanger 8.

Способ термической переработки осуществляют следующим образом. Из бункера 1 с помощью смесительного аппарата 2 измельченный горючий сланец в виде взвеси в ограниченном количестве первичного окислителя (воздух, смесь воздуха с перегретым паром) подают в теплообменник змеевикового или иного типа 3, в котором осуществляют скоростной нагрев потока газовзвеси до 300oC и выше. Количество первичного окислителя принимается таким, чтобы на один килограмм органического вещества сланца приходилось не менее 20 и не более 50 г кислорода. При этом кислород газа носителя взаимодействует с органическим веществом перерабатываемого сланца с образованием нестойких перекисных соединений. Из теплообменника 3 поток взвеси, не содержащей свободного окислителя, подается через форкамеру 5 в реактор 4. В форкамеру вводится основное количество окислителя, подогретого в теплообменнике 3 до температуры поступающего в форкамеру 5 потока газовзвеси. Количество подаваемого в форкамеру окислителя регулируется так, чтобы в результате окислительных процессов температура потока газовзвеси, поступающей из форкамеры в реактор, повысилась до заданного значения 700-800oC и поддерживалась путем закручивания потока газовзвеси в кольцевом пространстве реактора 4 на необходимом для завершения окислительной конверсии уровне.The method of thermal processing is as follows. From the hopper 1 using a mixing apparatus 2, crushed oil shale in the form of a suspension in a limited amount of the primary oxidizing agent (air, air mixture with superheated steam) is fed to a coil or other type 3 heat exchanger, in which high-speed heating of the gas suspension flow to 300 o C and higher . The amount of the primary oxidizing agent is taken so that per kilogram of the organic matter of the shale accounts for at least 20 and not more than 50 g of oxygen. In this case, the oxygen of the carrier gas interacts with the organic matter of the processed oil shale with the formation of unstable peroxide compounds. From the heat exchanger 3, the suspension stream containing no free oxidizer is fed through the pre-chamber 5 to the reactor 4. The main amount of the oxidizer is introduced into the pre-chamber, heated in the heat exchanger 3 to the temperature of the gas suspension stream entering the pre-chamber 5. The amount of oxidizer supplied to the prechamber is controlled so that, as a result of oxidation processes, the temperature of the gas suspension flow coming from the prechamber to the reactor rises to a predetermined value of 700-800 o C and is maintained by twisting the gas suspension flow in the annular space of reactor 4 at the level necessary to complete the oxidative conversion .

Вследствие быстрого повышения температуры потока в реакторе происходит интенсивное разрушение перекисных групп, образовавшихся на стадии предварительного подогрева, что инициирует распад высокомолекулярного органического вещества сланца с образованием пиролизного газа, бензольных углеводородов и гетероатомных соединений серы - тиофена и его производных. Due to the rapid increase in the flow temperature in the reactor, the peroxide groups formed at the preheating stage are intensively destroyed, which initiates the decomposition of high molecular weight shale organic matter with the formation of pyrolysis gas, benzene hydrocarbons and heteroatomic sulfur compounds - thiophene and its derivatives.

Вследствие закрученного движения потока в реакторе происходит разделение парогазовых продуктов конверсии и твердых коксовых частиц. Последние отбрасываются к стенке реактора, выпадают из потока и накапливаются в нижней, конической части реактора. Здесь выделение парогазовых продуктов завершается и пылевидный коксовый остаток через разгрузочно-смесительное устройство направляется в циклонную топку 7 для дожигания. Высокотемпературные газообразные продукты сгорания используются как теплоноситель в теплообменнике 3 для нагрева окислителя и предварительного подогрева газовзвеси пылевидного сланца в ограниченном количестве окислителя. Due to the swirling movement of the flow in the reactor, the separation of combined-cycle conversion products and solid coke particles occurs. The latter are discarded to the wall of the reactor, fall out of the stream and accumulate in the lower, conical part of the reactor. Here, the extraction of combined-cycle products is completed and the pulverized coke residue is sent through the discharge-mixing device to the cyclone furnace 7 for afterburning. High-temperature gaseous products of combustion are used as a coolant in the heat exchanger 3 for heating the oxidizing agent and preheating the gas suspension of the dust shale in a limited amount of oxidizing agent.

Смесь летучих продуктов из реактора 4 через теплообменник 8 направляется в систему охлаждения и конденсации, где происходит разделение пиролизного газа с теплотой сгорания до 8 мДж/м3 и жидких продуктов пиролиза, представляющих собой смесь ароматических углеводородов и гетероциклических соединений, например тиофена и его производных.The mixture of volatile products from the reactor 4 through the heat exchanger 8 is sent to the cooling and condensation system, where the pyrolysis gas is separated with a calorific value of up to 8 mJ / m 3 and liquid pyrolysis products, which are a mixture of aromatic hydrocarbons and heterocyclic compounds, for example, thiophene and its derivatives.

Пример осуществления предлагаемого способа. Перерабатывается высокосернистый горючий сланец состава, вес.%: C - 21,1; H - 3,1; S - 4,58; A - 54,6; (CO2)карб - 8,2.An example implementation of the proposed method. High-sulfur combustible shale of the composition is processed, wt.%: C - 21.1; H 3.1; S - 4.58; A - 54.6; (CO 2 ) carb 8.2.

Пылевидный сланец смешивается с воздухом в отношении 80 л на килограмм, смесь нагревается в подогревателе до 300oC и направляется в циклонный реактор. На выходе в реактор в поток смеси дополнительно подается нагретый до 300oC воздух в количестве 200 л на один килограмм сланца.The pulverized oil shale is mixed with air at a ratio of 80 liters per kilogram, the mixture is heated in the heater to 300 o C and sent to a cyclone reactor. At the outlet to the reactor, the mixture is additionally supplied with air heated to 300 ° C in an amount of 200 liters per kilogram of oil shale.

В результате окислительных процессов температура в реакторе возрастает до 800oC, интенсивно протекает распад органической массы и на килограмм сланца образуется 620 л газа с теплотой сгорания 8340 кДж/м3 и 32 г газового бензина, что составляет 3,2% на сухую массу переработанного сланца.As a result of oxidation processes, the temperature in the reactor rises to 800 o C, organic matter decays intensively and 620 l of gas with a heat of combustion of 8340 kJ / m 3 and 32 g of gas gasoline are formed per kilogram of shale, which is 3.2% of the dry weight of the processed slate.

Газовый бензин представляет собой смесь бензольных углеводородов и сернистых гетероциклических соединений - тиофена и метилтиофенов. В газовом бензине содержится, %: бензол - 60, толуол - 20, тиофен - 11,5, метилтиофен - 4,5 и ксилолы - 4. Этот продукт является тиофено-ароматическим концентратом. Выделение газового бензина из смеси неконденсирующихся газовых продуктов пиролиза осуществляется по технологии, принятой на коксохимических заводах для улавливания сырого бензола. Gas gasoline is a mixture of benzene hydrocarbons and sulfur heterocyclic compounds - thiophene and methylthiophene. Gas gas contains,%: benzene - 60, toluene - 20, thiophene - 11.5, methylthiophene - 4.5 and xylenes - 4. This product is a thiopheno-aromatic concentrate. Isolation of gas gasoline from a mixture of non-condensable gas products of pyrolysis is carried out according to the technology adopted at coke plants for the capture of crude benzene.

В описании к [2] указано, что на переработку направляется 9995 т сланца, из которых 2092 т подвергается полукоксованию и 7903 т - газификации. В результате получается 80,8 т газового бензина, состоящего из бензольных углеводородов, тиофена и его производных. Выход газового бензина составляет 0,8% на сухой переработанный сланец. The description of [2] indicates that 9995 tons of oil shale are sent for processing, of which 2092 tons are semi-coked and 7903 tons are gasified. The result is 80.8 tons of gasoline, consisting of benzene hydrocarbons, thiophene and its derivatives. The yield of gas gasoline is 0.8% for dry processed slate.

Таким образом, выход тиофено-ароматического концентрата при переработке сланца предлагаемым способом в четыре раза превышает выход аналогичного продукта по способу, описанному в прототипе. Thus, the yield of thiopheno-aromatic concentrate during the processing of oil shale by the proposed method is four times higher than the yield of a similar product by the method described in the prototype.

Источники информации:
1. Патент США N 4340463.
Sources of information:
1. US patent N 4340463.

2. Авторское свидетельство СССР N 1645286, C 10 B 53/06, 1991. 2. USSR author's certificate N 1645286, C 10 B 53/06, 1991.

Claims (1)

Способ термической переработки сернистых сланцев в пылевидном состоянии, включающий предварительный подогрев смеси сланца с газоносителем в теплообменнике и последующий пиролиз смеси, отличающийся тем, что газовзвесь сланца прогревают до 300oC или выше в окислителе, количество которого определяют из условия, чтобы на 1 кг органической массы сланца приходилось не менее 20 и не более 50 г кислорода, при этом в качестве окислителя используют воздух или смесь воздуха с перегретым паром, кроме этого, проводят в реакторе циклонного типа окислительный пиролиз подогретой газовзвеси, при этом в нее перед подачей в реактор вводят подогретый до температуры газовзвеси окислитель в количестве, достаточном для достижения температуры пиролиза 700 - 800oC, в качестве которого используют воздух, или смесь кислорода с водяным паром, или смесь кислорода с диоксидом углерода, или воздух, обогащенный кислородом.A method for the thermal processing of sulphurous oil shale in a pulverized state, comprising preheating a mixture of oil shale with a gas carrier in a heat exchanger and subsequent pyrolysis of the mixture, characterized in that the gas suspension of the oil shale is heated to 300 ° C. or higher in an oxidizing agent, the amount of which is determined from 1 kg of organic the shale mass accounted for at least 20 and not more than 50 g of oxygen, while air or an air mixture with superheated steam was used as an oxidizing agent, in addition, oxidize in a cyclone type reactor ny pyrolysis preheated gas suspension, with it before being introduced into the reactor heated to gas suspension temperature oxidant in an amount sufficient to achieve pyrolysis temperature of 700 - 800 o C, which is used as air, or a mixture of oxygen and steam, or a mixture of oxygen with carbon dioxide, or oxygen enriched air.
RU97111944A 1997-07-11 1997-07-11 Method of thermally processing slate RU2125585C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97111944A RU2125585C1 (en) 1997-07-11 1997-07-11 Method of thermally processing slate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97111944A RU2125585C1 (en) 1997-07-11 1997-07-11 Method of thermally processing slate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2125585C1 true RU2125585C1 (en) 1999-01-27
RU97111944A RU97111944A (en) 1999-03-20

Family

ID=20195257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97111944A RU2125585C1 (en) 1997-07-11 1997-07-11 Method of thermally processing slate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2125585C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157823C1 (en) * 1999-06-15 2000-10-20 Научно-технический центр "Экосорб" Ассоциации "Космонавтика - Человечеству" Process for thermally processing high-sulfur combustible shales
RU2502779C2 (en) * 2007-10-11 2013-12-27 Валтион Текниллинен Туткимускескус Method of conducting pyrolysis
RU2634018C1 (en) * 2016-12-06 2017-10-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method of thermal processing high-sulfur oil shales

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3318798A (en) * 1964-08-21 1967-05-09 Mobil Oil Retorting of oil shale
SU1353799A1 (en) * 1985-06-28 1987-11-23 Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского Method of heat processing of combustible shale
SU1645286A1 (en) * 1988-02-01 1991-04-30 Саратовский политехнический институт Method of thermal processing of sulfurous shale

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3318798A (en) * 1964-08-21 1967-05-09 Mobil Oil Retorting of oil shale
SU1353799A1 (en) * 1985-06-28 1987-11-23 Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского Method of heat processing of combustible shale
SU1645286A1 (en) * 1988-02-01 1991-04-30 Саратовский политехнический институт Method of thermal processing of sulfurous shale

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157823C1 (en) * 1999-06-15 2000-10-20 Научно-технический центр "Экосорб" Ассоциации "Космонавтика - Человечеству" Process for thermally processing high-sulfur combustible shales
RU2502779C2 (en) * 2007-10-11 2013-12-27 Валтион Текниллинен Туткимускескус Method of conducting pyrolysis
RU2634018C1 (en) * 2016-12-06 2017-10-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method of thermal processing high-sulfur oil shales

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4002438A (en) Organic conversion system
US4397656A (en) Process for the combined coking and gasification of coal
US5626088A (en) Method and apparatus for utilizing biofuel or waste material in energy production
BG64909B1 (en) Method and device for pyrolyzing and gasifying organic substances or organic substance mixtures
RU2152561C1 (en) Condensed combustibles recovery method
US3925190A (en) Preheating oil shale prior to pyrolysis thereof
DE112012001242T5 (en) A complex system for using coal in the production of coke and raw material gas and the generation of electrical energy
CN1038847C (en) Method of and means for producing combustible gases from low grade solid fuel
US4696679A (en) Method for cleaning gas produced from solid carbonaceous material in a two-stage gas producer
RU2125585C1 (en) Method of thermally processing slate
US4326471A (en) Process for the carbonization of oil shale and other carbonizable materials
CA1239367A (en) Method and apparatus for retorting particulate solids having recoverable volatile constituents
JPS585225B2 (en) Method of heating coke particles
US4211632A (en) Method for heat processing of pulverized brown coal
US4097360A (en) Quenching pyrolysis reactor effluent streams
RU2128680C1 (en) Method of thermally processing high-sulfur fuels
Guo et al. Lignite retorting using solid heat carrier
US4226699A (en) Method and apparatus for conservation of heat from sludge produced by a retort
GB2134921A (en) High temperature pyrolysis process
US4234407A (en) Reactor and method for hydrocracking carbonaceous material
US4530752A (en) Oil shale retorting process
US2972520A (en) Pyrolysis of waste sulfite liquor
SU850649A1 (en) Method of thermal processing of dust-like solid fuel
SU1645286A1 (en) Method of thermal processing of sulfurous shale
SU1353799A1 (en) Method of heat processing of combustible shale

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140712