專利名稱:處理煤和油頁巖的裝置的制作方法
本發(fā)明涉及的是處理煤和油頁巖，以從中提取揮發(fā)物的裝置和方法。
過去，限制各種煤和油頁巖實際使用的問題是(1)煤的隨意膨脹性，它使過程運動幾乎成為不可能;
(2)有幾種形態(tài)存在的硫;
(3)需要采用高溫、高壓來餾出原料的揮發(fā)性組分。
一般溫度超過1000℃，在某些系統(tǒng)中，壓力范圍高達(dá)100大氣壓以上。
為了煤的脫硫，有人曾建議使用流化床，利用流化床，在燃燒期間使高速空氣夾帶石灰和煤的顆粒(最好硫遇到石灰石，而不是以H2S或HoS的形態(tài)放出)。其能量和維修費用一般很高。
在揮發(fā)物被燒掉或熱分解的煉焦中，會遇到更高的溫度，而且大部分輕的和不太重的剩余物在過程中(放熱)被消耗掉，或是轉(zhuǎn)變?yōu)槊航褂停环N復(fù)雜的碳?xì)浠衔铩?br>在從煤中提取油、煤氣和油母質(zhì)(Kerogen)的努力中，曾使用了采用高溫高壓的流化床，然而這些努力大致都失敗了。從技術(shù)的觀點/或經(jīng)濟的觀點來考慮，也已發(fā)現(xiàn)固定式床和可滲透式床都是不能工作的。
本發(fā)明的目的是要克服或大大改善上述缺陷。
這里公開了一種用來處理原料，例如煤或油頁巖的裝置，該裝置有一個中空殼體，殼體內(nèi)有存放原料的空間，該殼體有一個入口和一個出口，原料通過入口送入所述殼體的內(nèi)部，處理后的原料從殼體內(nèi)通過出口送出。該裝置還有加熱上述空間的設(shè)備，以及使原料在上述空間內(nèi)環(huán)行移動的傳送設(shè)備，該傳送設(shè)備將原料傳送至上述空間內(nèi)的高處，原料從高處落到所述空間內(nèi)的低處。
該傳送設(shè)備最好是一個向上漸尖的截錐體部件，并且有一個隨所述部件徑向減小而盤旋的斜料道。
更好的是斜料道的升角隨半徑的減小而增加。
作為另一種可選擇的最佳形式，傳送設(shè)備可以是圓柱形部件，該部件的半徑不變，在半徑上繞部件軸線延伸有斜料道。
下面將借助實例，參照附圖來描述本發(fā)明的最佳形式，附圖中圖1是處理如煤或油頁巖等原料的裝置的透視原理圖;
圖2是圖1裝置的平面圖;
圖3是圖1裝置的局部側(cè)視圖;
圖4是圖1所示裝置的另一種替代形式的側(cè)視圖;
圖5是圖4裝置的部分部件分解圖。
圖1中示意地描繪了一種處理原料，例如煤或油頁巖的裝置10，該裝置10有一個中空殼體11，它限定了將原料送入其內(nèi)的空間12。殼體11頂端有入口13，原料通過入口13被送入空間12。殼體11還有出口14，處理后的原料從空間12內(nèi)通過出口14送出。在空間12內(nèi)裝有傳送設(shè)備15，以便使空間12內(nèi)的原料能環(huán)行移動。這種特殊實例的傳送設(shè)備包括一個截錐體16，該截錐體16可轉(zhuǎn)動地安裝，使之繞垂直軸線17運動。截錐體16具有截錐圓周表面，其上安裝有盤旋的斜料道18，隨著部件16的轉(zhuǎn)動，斜料道18與原料嵌接，使原料環(huán)行移動。斜料道18寬度可以不變，或者為了加速原料運動，如果需要的話，斜料道寬度也可以減小。然而，最好斜料道要“繃緊”，使得在離心力的作用下，材料能離開斜料道，因而增加了原料的環(huán)行移動率。在裝置10的使用中，更可取的是空間12有許多原料，復(fù)蓋住斜料道18的下端部。
隨部件16轉(zhuǎn)動，斜料道18的前端19從空間12的下端刮起原料，使原料繞軸線17垂直并成角度地運動。
殼體11的底板20最好也用精選的燃料來加熱。為了加熱原料，熱氣也通過空間12循環(huán)，熱氣溫度最好約為650°F左右。更可取的是通過空間12的熱氣流的流動方向與原料從傳送設(shè)備15上自由下落方向相反。通過空間12的熱氣速度及流量僅受下述限制，即需要掌握氣流速度，使其低于顆粒自由下落力，以免夾雜。更多的氣體可成切線地引入，然而這也會導(dǎo)致在其它流化床系統(tǒng)中的明顯的、不希望有的磨損特征。
作為原料與傳送設(shè)備和自由下落空間的體積比值的例子，殼體11限定的體積可由15%的原料，10%的傳送設(shè)備和75%的自由下落空間組成。
上面討論的本發(fā)明的最佳實施例，當(dāng)作為干餾釜使用時，如果將來自干餾釜的脫去了揮發(fā)物的餾分燃燒，并用來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的話，會是高效率的。然后，燃燒氣體返回干餾釜，最好返回到鄰近干餾釜的底板20之處。另一方面，脫去揮發(fā)物的餾分可傳送到氣體分離器中，將碳?xì)浠衔飶亩趸己鸵谎趸贾蟹蛛x出來。二氧化碳和一氧化碳將被送至加熱器處，從那里再被送至干餾釜下端。
在上述實施例的運行中，由于原料運動，將不會出現(xiàn)燒附或結(jié)渣。而且，當(dāng)上述最佳實施例在較低溫度下運行時，將使從油頁巖和煤中提取如油和煤氣等揮發(fā)物的作用增強。
當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的最佳形式時，由于原料顆粒通過熱氣自由下落，隨顆粒下落溫度增加，從油頁巖和煤中提取諸如油和煤氣之類的揮發(fā)物是很有效的。另外，熱氣相對于原料顆粒反向流動，增強了傳熱。在顆粒通過空間12翻轉(zhuǎn)自由下落時，顆粒的整個側(cè)邊和面都暴露在加熱了的逆向氣流中。
由于餾分的循環(huán)路徑被組成物的分離、燃燒或兩者所阻斷，需要在干餾釜中產(chǎn)生低壓力，并且不需要發(fā)生原料或餾分內(nèi)燃或熱分解。
由于干餾釜基本上是個密封腔，其運行可說成是沒有氧或絕氧的，并避免了內(nèi)部燃燒和熱分解。干餾釜的絕氧運行還防止產(chǎn)生大量的NOx(酸雨)。
圖4中示意地描繪了圖1至圖3所示的傳送設(shè)備的另一種可選擇的形式。圖4的傳送設(shè)備包括螺旋狀螺桿構(gòu)件20，構(gòu)件20有一根中心軸21，其上固定有螺旋形鰭板22，該鰭板圍繞軸21回旋伸展多圈。其邊緣23最好有約10度的升角24，同時回旋的主表面25向下傾斜3至5度角。
權(quán)利要求
1.一種用于處理原料，例如煤或油頁巖的裝置，該裝置包括一個具有存放原料的空間的中空殼體；該殼體有一個入口，能使原料送入所述殼體的內(nèi)部，并有一個出口，處理后的原料從殼體內(nèi)通過出口送出；該裝置還包括加熱所述空間的設(shè)備；在所述空間內(nèi)環(huán)行移動所述原料的傳送設(shè)備，其中該傳送設(shè)備將原料傳送至所述空間內(nèi)的高處，原料從高處落到空間內(nèi)的低處。
2.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中所述傳送設(shè)備有一個可繞大致垂直的軸線轉(zhuǎn)動的部件，該部件上裝有繞所述軸線成角度延伸并垂直于軸線的斜料道，以致構(gòu)成了具有上升角的至少一個回旋面，所述傳送設(shè)備還有使上述部件轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，依靠其轉(zhuǎn)動，使原料在斜料道上向上移動，來環(huán)行移動原料。
3.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其中所述部件是截錐體形狀，垂直漸尖，并有幾圈斜料道，隨著該斜料道半徑減小，其上升角增加。
4.如權(quán)利要求
1所述的裝置，還包括有靠近所述空間下端的氣體進(jìn)口設(shè)備，和遠(yuǎn)離上述氣體進(jìn)口設(shè)備的氣體出口設(shè)備，使加熱了的氣體通過所述空間循環(huán)。
5.如權(quán)利要求
4所述的裝置，其中上述氣體進(jìn)口設(shè)備和氣體出口設(shè)備被設(shè)置成使得通過它們的被加熱了的氣體具有與下落原料大致相反的流動方向。
6.如權(quán)利要求
1所述的裝置，還包括至少加熱所述殼體的一部分的加熱設(shè)備。
7.如權(quán)利要求
2所述的裝置，其中所述可轉(zhuǎn)動部件包括一根軸，該軸上固定有裝有許多回旋面的螺旋形構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其中所述回旋面具有約10度的升角，每個回旋面具有相對于所述的軸向下傾斜約3至5度的主上表面。
9.一種用來處理原料，例如煤或油頁巖的裝置，基本上如上面參照附圖所描述的那樣。
10.一種處理原料，例如煤或油頁巖的方法，包括下列步驟有一個原料在其內(nèi)進(jìn)行處理的加熱空間，將原料傳送至上述空間，通過將原料從所述空間的低處移至高處，使原料在該空間環(huán)行移動，然后拋下原料，使原料通過所述空間下落。
11.如權(quán)利要求
10所述的方法，還包括將加熱了的氣體通過所述空間，使得上述氣體以與下落的原料大致相反的方向流過。
12.一種在處理原料，例如煤或油頁巖中所使用的方法，基本上如上面參照附圖所描述的那樣。
專利摘要
一種處理煤或油頁巖并從中提取揮發(fā)物的裝置和方法，當(dāng)煤或油頁巖被加熱時，該方法和裝置使煤或油頁巖環(huán)行移動，這種環(huán)形移動是借助于具有斜升的、螺旋斜料道面的傳送設(shè)備的轉(zhuǎn)動來完成的。
文檔編號C10G1/02GK87102649SQ87102649
公開日1987年11月25日 申請日期1987年3月13日
發(fā)明者愛德華·洛雷爾, 詹姆斯·坎特菲爾德·門羅 申請人:澤納塔公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan