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Title:
METHOD AND SYSTEM FOR PROCESSING A MOIST MATERIAL FLOW CONTAINING KEROGEN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/189888
Kind Code:
A1
Abstract:
In the method according to the invention for processing a moist material flow containing kerogen, preferably oil shale or soil sand, the moist material flow is brought in contact with a drying gas flow and dried in at least one drying zone of a drying device and then the kerogen fractions contained in the dried feed material are expelled in an expelling stage, wherein the moist material flow passes through at least two drying zones of the drying device in succession, said drying zones being arranged one over the other in the manner of stories, wherein in at least two drying zones, a separate drying gas flow is fed and is discharged as a moisture-laden gas flow.

Inventors:
SCHEFER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/062523
Publication Date:
December 27, 2013
Filing Date:
June 17, 2013
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP RESOURCE TECHNOLOGIES GMBH (DE)
International Classes:
F27B9/18; C10B53/06; C10G1/00; F26B17/00
Domestic Patent References:
WO2012007574A12012-01-19
Foreign References:
US20110094940A12011-04-28
US20090095659A12009-04-16
EP0169982A21986-02-05
DE1165477B1964-03-12
DE102008008942A12009-08-27
DE3323770C21992-04-30
DE3815726A11989-11-16
DE10305113A12004-08-19
DE19622636A11997-12-11
DE10034887A12002-01-31
Attorney, Agent or Firm:
TETZNER, Michael et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Verarbeitung eines feuchten, Kerogen enthaltenden Stoffstroms (1), vorzugsweise Ölschiefer oder Ölsand, wobei der feuchte Stoffstrom in wenigstens einer Trocknungszone (201-208) einer Trocknungseinrichtung (2) mit einem Trocknungsgasstrom (40-46) in Kontakt gebracht und getrocknet wird und anschließend die im getrockneten Stoffstrom ( ) enthaltenen Kerogenanteile in einer Austreibstufe (3) ausgetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass der feuchte Stoffstrom (1) nacheinander wenigstens zwei etagenartig übereinander angeordnete Trocknungszonen (201- 208) der Trocknungseinrichtung durchsetzt, wobei in wenigstens zwei

Trocknungszonen (201-208) jeweils ein separater Trocknungsgasstrom (40-46) zugeführt und als mit Feuchtigkeit beladener Trocknungsgasstrom (50-53) wieder abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der in den einzelnen Trocknungszonen (201-208) zuzuführenden Trocknungsgasströme

(40-46) so eingestellt wird, dass die im Stoffstrom (1) enthaltenen Kerogenanteile nicht ausgetrieben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der in den einzelnen Trocknungszonen (201-208) zuzuführenden Trocknungsgasströme (40-46) so eingestellt wird, dass mindestens 90%, vorzugsweise wenigstens 95% der im Stoffstrom enthaltenen Kerogenanteile während der Trocknung im Stoffstrom verbleiben.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Feuchtigkeit beladene Trocknungsgasstrom (50-53) über Gasabzugseinrichtungen (232-235) abgeführt wird, wobei die Gasabzugseinrichtungen (232-235) derart temperiert werden, dass eine Kondensation des mit Feuchtigkeit beladenen Trocknungsgasstroms (50-53) in den Gasabzugseinrichtungen (232-235) vermieden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Austreibstufe (3) ein heißer Austreibungsgasstrom (60-63) zugeführt wird, um den getrockneten Stoffstrom ( ) in einen kerogenreichen Gastrom (70) und einen kerogenarmen (80) und/oder einen kerogenfreien Stoffstrom (80') umzuwandeln.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein mit Feuchtigkeit beladener Trocknungsgasstrom wenigstens teilweise über eine Zentralwelle (226) abgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des zugeführten Trocknungsgasstroms (40-46) in den Trocknungszonen (201-208) von oben nach unten abnimmt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kerogenreiche Gastrom (70) und/oder der Trocknungsgasstrom (50-53) nach dem Abzug aus der Austreibstufe (3) und/oder der Trocknungseinrichtung (2) wenigstens einem Wärmetausch unterzogen und Energie aus dem Gasstrom rekuperiert wird.

9. Anlage zur Verarbeitung eines feuchten, Kerogen enthaltenden Stoffstroms (1), vorzugsweise Ölschiefer oder Ölsand, mit einer wenigstens eine Trocknungszone (201-208) aufweisenden Trocknungseinrichtung (2) zum Trocknen des feuchten Stoffstroms (1) und einer Austreibstufe (3) zum Austreiben von im getrockneten Stoffstrom (1 ') enthaltenen Kerogenanteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung wenigstens zwei etagenartig übereinander angeordnete Trocknungszonen (201-208) aufweist, wobei wenigstens zwei der Trocknungszonen (201-208) zur Zuführung von separaten Trocknungsgasströmen (40-46) jeweils wenigstens eine Gaszuführeinrichtung (228-231) zum Zuführen eines Trocknungsgases (40-46) und wenigstens eine Gasabzugseinrichtung (228-231) zum Abführen des mit Feuchtigkeit beladenen Trocknungsgasstroms (50-53) aus der Trocknungseinrichtung (2) aufweist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kondensiereinrichtung (12) vorgesehen ist, die mit den Gasabzugseinrichtungen (232-235) der wenigstens zwei Trocknungszonen (201-208) in Verbindung steht.

11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Trocknungszonen (201-208), vorzugsweise jede Trocknungszone (209-216), Etagenböden aufweisen, die als Belüftungsboden ausgebildet sind und die der Trocknungszone (2) zugeordneten Gaszuführeinrichtungen an die Belüftungsböden angeschlossen sind.

12. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Austreibungsstufe (3) ebenfalls wenigstens zwei Etagen aufweist und/oder rohrförmig ausgestaltet ist.

13. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung (2) eine Aufgabeöffnung (217) zur Aufgabe des feuchten Stoffstroms (1) und eine Auslassöffnung (218) zum Abführen des getrockneten Stoffstroms ( ) aufweist und zwischen übereinander angeordneten Trocknungszonen (201-208) wenigstens eine Materialtransferöffnung (219-225) zum Transferieren des Stoffstroms (1) von der einen zur nächsten Trocknungszone vorgesehen ist.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialtransferöffnungen (219-225) mit Abstand von den Gasabzugseinrichtungen (232-235) angeordnet sind.

15. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Gasabzugseinrichtungen in einer Zentralsäule (226) angeordnet sind.

16. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Trocknungszonen (201-208), vorzugsweise jede Trocknungszone, Etagenböden (209-216) aufweisen, die zur indirekten Erwärmung des Stoffstroms als Wärmetauscherböden ausgebildet sind und zumindest ein Teil der der Trocknungszone (201-208) zugeordneten Gaszufuhreinrichtungen an die Wärmetauscherböden angeschlossen sind.

Description:
Verfahren und Anlage zur Verarbeitung eines feuchten, erogen enthaltenden Stoffstroms

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Verarbeitung eines feuchten, Kerogen enthaltenden Stoffstroms, vorzugsweise Ölschiefer oder Ölsand, wobei der feuchte Stoffstrom in einer Trocknungseinrichtung getrocknet wird und anschließend die im getrockneten Aufgabematerial enthaltenen Kerogenanteile in einer Austreibstufe ausgetrieben werden.

Für den nutzbringenden kommerziellen Einsatz von Ölschiefer ist es unabdingbar, dem thermischen Prozess in der Austreibstufe einen separaten Trocknungsschritt voranzustellen, um die Wassermengen (25-30 Gew-% oder mehr) signifikant auszutreiben. Dabei darf das Wärmeträgermedium zur Trocknung allerdings nur so moderat temperiert sein, dass die kerogenen Bestandteile im Ölschiefer nicht vorzeitig abgegeben werden. Die integrierte Trocknungszone eines ATP-Systems (Aostra Taciuk Process) ist mit der Gesamtaufgabe gut ausgelastet, da die Trocknungskapazität bei gegebener Geometrie und Temperatur begrenzt ist. Um die Durchsatzleistung eines ATP-Systems zu erhöhen, ist es von Vorteil, den integrierten Trocknerbereich des ATP so zu gestalten, dass der Austreibungszone ein Stoffstrom zugeführt wird, dessen Feuchtegehalt so gering wie möglich ist, vorzugsweise < 10%. Bei größer werdender Durchsatzleistung ist dies nur durch erheblichen Bauaufwand zu realisieren.

Aus der DE 10 2008 008 942 AI ist ein Verfahren und eine Anlage zur Raffination organischer Anteile enthaltende Rohstoffe, wie Öl- und/oder bitumenhaltige Rohstoffe, insbesondere Ölschiefer, bekannt. Hierbei werden die kohlenwasserstoffhaltigen Rohstoffe vor dem Einbringen in eine Austreibstufe und/oder eine Vergasungsstufe, in wenigstens einer Trocknungsstufe bei beispielsweise 80-120°C getrocknet.

Des Weiteren ist durch die DE 33 23 770 C2 ein Verfahren zum Trocknen und Erhitzen von ölhaltigen Feststoffen bekannt. Dabei werden die Feststoffe in einer Trocknungszone mit überhitztem Wasserdampf mit einer Eintrittstemperatur von mindestens 200°C in direkten Kontakt gebracht. Anschließend gelangen die getrockneten und erhitzten Feststoffe in eine Schwelanlage, dessen Abgase zur Überhitzung des im Trocknungsprozess benötigten Wasserdampfes verwendet wird. Um die bei der Trocknung gebildeten Wasserdämpfe zu entfernen, wird ein Teilstrom der Trocknerbrüden abgekühlt, wobei der Wasserdampf mit den Öldämpfen kondensiert. Das Wasser und die Kohlenwasserstoffe werden in flüssiger Form separat abgezogen.

Der zu trocknende Ölschiefer ist thermisch äußerst sensibel. Das bedeutet, dass Übertemperaturen in der Wärmeübertragung schnell zur lokalen Überhitzung des Materials, insbesondere des Feinanteils, führen und der nachgeschaltete Prozessschritt der Kerogenzersetzung vorzeitig beginnt. Die verfrühte Zersetzung des Kerogen bedeutet einen zählbaren Produktverlust und gleichzeitig eine kritische Kontamination der Gasphase im Vortrocknungsaggregat, welche nachbehandelt, gereinigt und im Grenzfall sogar maschinentechnisch als zündfähiges Gasgemisch behandelt werden muss.

Aus der WO 2012/007574 AI ist eine Vorrichtung zur Trocknung und Torrefizierung von wenigstens einem kohlenstoffhaltigen Stoffstrom in einem Etagenofen bekannt, bei der die heißen Gase nicht durch die im Prozessraum angeordneten Brenner, sondern außerhalb des Etagenofens erzeugt und über wenigstens eine Heißgasleitung in den Prozessraum eingeleitet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Temperatur des Heißgasstromes sehr gezielt auf die gewünschten Verhältnisse abgestimmt werden kann.

Die DE 38 15 726 AI beschreibt eine thermische Behandlung von partikuliertem oder unpartikuliertem Material, insbesondere die Konditionierung von Saatgut, in mehreren, übereinander angeordneten als Fliess- oder Wirbelbetten ausgebildeten Etagen. Die Böden der Etagen sind als gelochte Doppelböden mit indirekter Dampfheizung ausgebildet. Während das zu behandelnde Material die einzelnen Böden von oben nach unten durchsetzt, strömt ein Behandlungsgasstrom von unter nach oben durch die einzelnen Böden. Außerdem ist für jede Etage eine Direktdampfzufuhr vorgesehen, wobei etwaiger Überschussdampf oder auch ein überschüssiges Luft-Dampf-Gemisch aus den Etagen abgeführt werden kann.

Um die Wirtschaftlichkeit der Etagenöfen zu erhöhen, ist man derzeit bestrebt, den Durchmesser der Prozessräume zu vergrößern, die zur Zeit üblicherweise auf Durchmesser von 4 bis 7m beschränkt sind. Im nächsten Schritt werden Lösungen mit 10 bis 12m Durchmesser angestrebt. Je größer die Prozessräume werden, desto problematischer wird eine gleichmäßige thermische Behandlung, insbesondere ein Trocknungsprozess eines Stoffstroms.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Effizienz der Trocknung auch bei größeren Etagenöfen, insbesondere bei solchen mit einem Durchmesser von 10 bis 12m und mehr zu steigern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Verarbeitung eines feuchten, Kerogen enthaltenden Stoffstroms, vorzugsweise Ölschiefer oder Ölsand, wird der feuchte Stoffstrom zunächst in einer Trocknungseinrichtung getrocknet. Anschließend werden die im getrockneten Aufgabematerial enthaltenen kerogenen Anteile in einer Austreibstufe ausgetrieben, wobei der feuchte Stoffstrom nacheinander wenigstens zwei etagenartig übereinander angeordnete Trocknungszonen der Trocknungseinrichtung durchsetzt und dabei mit einem Trocknungsgas in Kontakt gebracht wird. Hierbei wird in wenigstens zwei Trocknungszonen, vorzugsweise in jeder Trocknungszone, jeweils ein separater Trocknungsgasstrom zugeführt und als mit Feuchtigkeit beladener Trocknungsgasstrom wieder abgeführt.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Verarbeitung eines feuchten, Kerogen enthaltenden Stoffstroms, vorzugsweise Ölschiefer oder Ölsand, besteht im Wesentlichen aus einer Trocknungseinrichtung zum Trocknen des feuchten Stoffstroms und einer Austreibstufe zum Austreiben von im getrockneten Stoffstrom enthaltenen Kerogenanteile, wobei die Trocknungseinrichtung wenigstens zwei etagenartig übereinander angeordnete Trocknungszonen aufweist und wenigstens zwei Trocknungszonen, vorzugsweise jede Trocknungszone, zur Zuführung von separaten Trocknungsgasströmen jeweils wenigstens eine Gaszuführeinrichtung zum Zuführen eines Trocknungsgases und wenigstens eine Gasabzugseinrichtung zum Abführen des mit Feuchtigkeit beladenen Trocknungsgasstrom aus der Trocknungseinrichtung aufweist.

Das Zuführen von wenigstens zwei separaten Trocknungsgasströmen bietet die Möglichkeit, die Temperatur und den Feuchtigkeitsgehalt gezielt auf den Zustand des Stoffstroms in der jeweiligen Trocknungszone abzustimmen, um dadurch eine möglichst effiziente Trocknung in der Trocknungseinrichtung zu bewirken. Auf diese Weise können auch deutlich größere Etagenöfen mit Durchmessern von bis zu 10m und mehr wesentlich effizienter betrieben werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Temperatur der in den einzelnen Trocknungszonen zuzuführenden Trocknungsgasströme wird so eingestellt, dass die im Aufgabematerial enthaltenen Kerogenanteile nicht ausgetrieben werden. Da dies zu 100% kaum zu erreichen ist, ist man bestrebt, mindestens 90%, vorzugsweise wenigstens 95%, der im Aufgabematerial enthaltenen Kerogenanteile während der Trocknung im Aufgabematerial zu halten.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der mit Feuchtigkeit beladene Trocknungsgasstrom über Gasabzugseinrichtungen abgeführt, die derart temperiert werden, dass eine Kondensation in den Gasabzugseinrichtungen vermieden wird. Die Gasabzugseinrichtungen können beispielsweise in einer Zentralwelle oder am Ofenmantel vorgesehen werden. Die Zentralwelle ist üblicherweise angetrieben und trägt ein Krählarmsystem, mit dessen Hilfe der Stoffstrom über den jeweiligen Etagenboden transportiert und gewendet wird. In der Austreibstufe wird ein heißer Austreibungsgasstrom zugeführt, um das getrocknete Aufgabematerial in einen kerogenreichen Gasstrom und einen kerogenfreien Stoffstrom umzuwandeln. Über die wenigstens zwei separat zugeführten Trocknungsgasströme kann die Temperatur des den Trocknungszonen zugeführten Trocknungsgasstroms von oben nach unten abnehmend eingestellt werden.

Des Weiteren kann vorgesehen werden, dass der kerogenreiche Gasstrom und/oder der Trocknungsgasstrom nach dem Abzug aus der Austreibstufe und/oder der Trocknungseinrichtung wenigstens einem Wärmetausch unterzogen und Energie aus dem Gasstrom rekuperiert wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Kondensiereinrichtung vorgesehen, die mit dem Gasabzugseinrichtungen der wenigstens zwei Trocknungszonen in Verbindung steht.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen die wenigstens zwei Trocknungszonen, vorzugsweise jede Trocknungszone, jeweils einen Etagenboden auf, der als Belüftungsboden ausgebildet ist und die Gaszuführeinrichtung an den Belüftungsboden angeschlossen ist. Auf diese Weise kann eine sehr effiziente Trocknung der Stoffströme erfolgen. Alternativ können die Etagenöfen auch zur indirekten Erwärmung des Stoffstroms als Wärmetauscherböden ausgebildet werden. Hierbei kann außerdem vorgesehen werden, dass ein Trocknungsgasstrom zusätzlich im direkten Kontakt mit dem Stoffstrom steht.

Die Trocknungseinrichtung weist üblicherweise eine Aufgabeöffnung zur Aufgabe des feuchten Stoffstroms und eine Auslassöffnung zum Abführen des getrockneten Stoffstroms auf, wobei zwischen übereinander angeordneten Trocknungszonen wenigstens eine Materialtransferöffnung zum Transferieren des Stoffstroms von der einen zur nächsten Trocknungszone vorgesehen ist. Die Materialtransferöffnungen sind dabei mit Abstand von den Gasabzugsöffnungen angeordnet. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Trocknungseinrichtung so dimensioniert, dass wenigstens 170.000 Bm 3 /h (Betriebskubikmeter pro Stunde), vorzugsweise wenigstens 300.000 Bm 3 /h, an Trocknungsgasströmen der Trocknungseinrichtung zugeführt werden . Die Menge der Trocknungsgasströme sollte jedoch so bemessen sein, dass die Gasgeschwindigkeit im System weniger als 5,5m/s, vorzugsweise weniger als 4m/s, beträgt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anlage zur Verarbeitung eines feuchten,

Kerogen enthaltenden Stoffstroms,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Trocknungseinrichtung,

Fig. 3 eine dreidimensionale Darstellung einer Gasabzugseinrichtung im

Bereich der Zentralsäule,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines als Wärmetauscherboden ausgebildeten Etagenbodens,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß einem dritten

Ausführungsbeispiel und

Fig. 8a-8c verschiedene Ansichten eines Belüftungsbodens.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zur Verarbeitung eines feuchten, Kerogen enthaltenden Stoffstroms 1, vorzugsweise Ölschiefer oder Ölsand, besteht im Wesentlichen aus einer Trocknungseinrichtung 2 zum Trocknen des feuchten Stoffstroms und einer Austreibstufe 3 zum Austreiben von im getrockneten Stoffstrom 1 ' enthaltenen Kerogenanteilen, wobei die Trocknungseinrichtung wenigstens zwei etagenartig übereinander angeordnete Trocknungszonen 201 , 202 aufweist. Jede Trocknungszone 201 , 202 ist mit einer Gaszuführeinrichtung 228 bzw. 229 und einer Gasabzugseinrichtung 232 bzw. 233 ausgestattet. Über die beiden Gaszuführeinrichtungen 228, 229 werden separate Trocknungsgasströme 40, 41 von außen in die jeweilige Trocknungszone 201 bzw. 202 eingeführt und kommen dort mit dem über eine Aufgabeöffnung 217 in die obere Trocknungszone 201 eingeführten, feuchten und Kerogen enthaltenden Stoffstrom 1 in direkten Kontakt. Der Trocknungsgasstrom nimmt dabei die im Stoffstrom 1 enthaltene Feuchtigkeit auf und wird als mit Feuchtigkeit beladener Trocknungsgasstrom 50 bzw. 51 über die Gasabzugseinrichtungen 232, 233 wieder herausgeführt.

Der Stoffstrom 1 durchläuft dabei nacheinander die beiden etagenartig übereinander angeordneten Trocknungszonen 201 , 202 und gelangt dann als getrockneter Stoffstrom in die Austreibstufe 3, die ebenfalls mehrere Austreibzonen aufweisen kann. Über wenigstens eine Gaszuführeinrichtung 303 wird dort ein heißer Austreibungsgasstrom 60 zugeführt, um den in der Trocknungseinrichtung 2 getrockneten Stoffstrom in einen kerogenreichen Gasstrom 70 und einen kerogenfreien Stoffstrom 80 umzuwandeln.

Die Temperatur der den einzelnen Trocknungszonen 201 , 202 zuzuführenden Trocknungsgasströme 40, 41 wird so eingestellt, dass die im Stoffstrom 1 enthaltenen Kerogenanteile nicht ausgetrieben werden. Da dies meist nicht zu 100% erreichbar ist, wird die Temperatur zumindest so eingestellt, dass mindestens 90%, vorzugsweise wenigstens 95% der kerogenen Anteile während der Trocknung im Stoffstrom verbleiben. Die Temperatur der Trocknungsgasströme wird daher zweckmäßigerweise auf circa 250-300°C, vorzugsweise auf unter 150°C, eingestellt, da die Zersetzung bereits ab 150°C beginnt. Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der in Fig.l dargestellten Trocknungseinrichtung 2 zum Trocknen des feuchten Stoffstroms 1. Sie ist als Etagenofen mit einer Vielzahl von etagenartig übereinander angeordneten Trocknungszonen 201 bis 208 ausgebildet. Jede Trocknungszone weist einen starren Etagenboden 209 bis 216 auf. Im Bereich der Decke des Etagenofens ist die Aufgabeöffnung 217 zur Aufgabe des feuchten Stoffstroms 1 vorgesehen. Die Auslassöffnung 218 befindet sich im Bereich der untersten Trocknungszone 208 und dient zum Abführen des getrockneten Stoffstroms . Zwischen den übereinander angeordneten Trocknungszonen ist jeweils wenigstens eine Materialtransferöffnung 219 bis 225 zum Transferieren des Stoffstroms 1 von einer oberen zu einer darunter liegenden Trocknungszone vorgesehen. Jede Trocknungszone ist darüber hinaus mit einem, um eine Zentralsäule 226 drehenden Krählarmsystem 227 zum Transport des Stoffstroms 1 über den jeweiligen Etagenboden, ausgestattet (hier nur in der ersten Trocknungszone dargestellt).

Die Materialtransferöffnungen 219 bis 225 sind dabei immer abwechselnd im Bereich der Zentralsäule 226 bzw. am Außenumfang der Etagenböden vorgesehen. Das Krählarmsystem ist jeweils so eingestellt, dass der Materialtransport immer abwechselnd von innen nach außen bzw. von außen nach innen erfolgt, wie dies durch die Pfeile angedeutet ist. Über die Materialtransferöffnungen 219 bis 225 wird der Stoffstrom 1 mittels Schwerkraft der jeweils darunter liegenden Trocknungszone zugeführt.

Die eigentliche Trocknung des Stoffstroms 1 erfolgt durch Zuführen von heißen Trocknungsgasströmen 40 bis 43, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel über jede zweite der acht Trocknungszonen ein Trocknungsgasstrom über Gaszuführeinrichtungen 228 bis 231 eingeleitet wird. Durch den Kontakt mit dem feuchten Stoffstrom 1 nehmen die Trocknungsgasströme Feuchtigkeit auf und werden über Gasabzugseinrichtungen 232 bis 235 als mit Feuchtigkeit beladende Trocknungsgasströme 50 bis 53 abgeführt. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich denkbar, dass jeder Trocknungszone ein separater Trocknungsgasstrom zu- und ein mit Feuchtigkeit beladender Trocknungsgasstrom abgeführt wird, wie dies durch die gestrichelten Pfeile angedeutet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gaszuführeinrichtungen 228 bis 231 und die Gasabzugseinrichtungen 232 bis 235 im Bereich des Ofenmantels vorgesehen und können dort durch entsprechende Öffnungen realisiert werden, an die entsprechende Heißgasleitungen angeschlossen sind.

Es wäre außerdem denkbar, dass entweder die Gaszuführeinrichtungen oder die Gasabzugseinrichtungen im Bereich der Zentralsäule 226 vorgesehen werden. Fig. 3 zeigt ein solches Ausführungsbeispiel, bei dem vier Öffnungen in der Zentralsäule pro Trocknungszone vorgesehen sind. Es können aber selbstverständlich auch mehr oder weniger Öffnungen angeordnet werden.

Eine weitere Option besteht darin, die Etagenböden 209 bis 216 zur indirekten Erwärmung des Stoffstroms 1 als Wärmetauscherböden auszubilden (Fig. 4). Hierzu werden die Etagenböden entweder separat oder zumindest teilweise im Gasverbund mit einem Heißgasstrom 90 beaufschlagt. Der Stoffstrom 1 wird dann zusätzlich über die Etagenböden indirekt erwärmt, wodurch die Trocknungsleistung weiter erhöht werden kann.

Fig. 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Verarbeitung eines feuchten, Kerogen enthaltenden Stoffstroms, vorzugsweise Ölschiefer oder Ölsand, bei der die oben beschriebene Trocknungseinrichtung 2 mit einer durch einen ATP- Prozessor ausgebildeten Austreibstufe 3 kombiniert wird. Ein ATP-Prozessor ist bei der Ölschiefer-Extraktion allgemein bekannt. Er ist rohrförmig und wird durch ein horizontales Drehrohr realisiert, indem das Material vom Eingang zur Verbrennungszone 11 und rückwärtig zurück zum Ausgang transportiert wird und dabei mit einem heißen Austreibungsgasstrom 60 in Kontakt kommt. Hinter der Verbrennungszone wird der kerogenreiche Gasstrom 70 abgezogen und der Raffinerie 10 zugeführt, in der Öl 701 vom Abgas 702 getrennt wird. Der heiße kerogenreiche Gasstrom wird bei der Destillierung abgekühlt, wodurch das Öl aus der Gasphase in seine Flüssigphase übergeht und vom Gasstrom abgetrennt wird. Die Gasabkühlung kann durch wenigstens eine Wärmetauschereinheit erfolgen, welche die im Gasstrom befindliche Energie rekuperiert.

Der kerogenarme Stoffstrom 80 wird im ATP zurückgeführt. Er durchläuft nach der Austreiberstufe 3 die Verbrennungszone 11 und rückläufig die Trocknungszone, wobei die übrigen kerogenen Bestandteile energetisch umgesetzt und dabei zumindest teilweise zum Aufheizen des Austreibungsgasstroms 60 bzw. der Trocknungsgasströme 40 bis 43 verwendet werden. Der kerogenfreie Stoffstrom 80 ' wird am Eintritt des ATP-Prozessors ausgeschleust.

Die mit Feuchtigkeit beladenen Trocknungsgase 50 bis 53 aus der vorgeschalteten Trocknungseinrichtung 2 werden einer Kondensiereinrichtung 12 zur Abtrennung von Wasser zugeführt. Der dann verbleibende Gasstrom wird als Abluft 500 abgeführt. Da es sich hierbei um ein sehr geruchsintensives Gas handelt, wird man dieses weiter behandeln müssen. Dies kann beispielsweise durch Verbrennung oder Zumischung in der Austreibstufe 3 erfolgen. Auch eine Schadstoffreinigung (SCR, SNCR, ...) ist denkbar. In der Kondensiereinrichtung 12 kann weiterhin ein Wärmetauscher zur Erzeugung von thermischer Energie 501 integriert sein.

Der Austreibungsgasstrom 60 wird außerhalb der Austreibstufe beispielsweise in einem Wärmetauscher erzeugt und mit einer Temperatur von wenigstens 500°C in die Austreibstufe 3 eingeführt. In gleicher Weise werden auch die Trocknungsgasströme 40 bis 43 extern erzeugt und mit Temperaturen von weniger als 300°C in die Trocknungseinrichtung 2 eingeführt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Trocknungsgasstrom der untersten bzw. der unteren Trocknungszonen mit einer niedrigeren Temperatur zugeführt wird, um ein vorzeitiges Austreiben der Kerogenanteile des schon fast getrockneten Stoffstroms zu vermeiden. Weiterhin kann das Volumen der Trocknungsgasströme und/oder der Gasdruck und/oder die Gastemperatur in wenigstens zwei, vorzugsweise allen Trocknungszonen 201 bis 208 regelbar bzw. einstellbar ausgeführt werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 wird die Austreibstufe 3 anstelle des ATP- Prozessors ebenfalls nach Art eines Etagenofens ausgebildet, wobei sich die Austreibstufe 3 zweckmäßigerweise mit mehreren etagenartig übereinander angeordneten Austreibzonen 300, 301, 302, unterhalb der Trocknungseinrichtung 2 anschließt. In wenigstens zwei Austreibzonen können wiederum separate Austreibungsgasströme 60, 61 zugeführt werden, wobei der kerogenreiche Gasstrom 70 über eine oder mehrere Austreibzonen abgezogen wird. Ansonsten sind die Austreibstufen analog zu den Trocknungszonen ausgebildet und weisen insbesondere auch ein in jeder Zone zugeordnetes Krählarmsystem zum Transport des Stoffstroms auf. Zwischen der Trocknungseinrichtung 2 und der Austreibstufe 3 ist eine Materialübergabeeinrichtung 13 vorgesehen, die so ausgestaltet ist, dass sie die Atmosphäre in der Trocknungseinrichtung 2 von der Atmosphäre in der Austreibstufe 3 trennt, aber eine Materialübergabe ermöglicht. Bei der Materialübergabeeinrichtung 13 kann es sich beispielsweise um eine Zellenradschleuse handeln. Auch bei dieser Anordnung ist es prinzipiell denkbar, dass die mit Feuchtigkeit beladenen Trocknungsgase 50-52 und/oder der kerogenreiche Gasstrom 70 über die Zentralsäule 226 abgeleitet werden. Die anschließende Verarbeitung der Gasströme kann in analoger Weise zum ersten Ausführungsbeispiel in einer Raffinerie 10 bzw. im Kondensator bzw. DestiUator 12 erfolgen.

Im dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind die Trocknungseinrichtung 2 und die Austreibstufe 3 wiederum als Etagenofen ausgebildet, wie er im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 zum Einsatz kommt. Die Besonderheit dieses dritten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Etagenböden 209 bis 214 der Trocknungseinrichtung 2 und die entsprechenden Etagenböden 307 bis 309 in der Austreibstufe als Belüftungsböden ausgebildet sind. Dabei kann in der Trocknungseinrichtung 2 über die Etagenböden ein zusätzlicher Trocknungsgasstrom 45, 46, 47 zugeführt werden, der über Öffnungen im Etagenboden in die Trocknungszone einströmt und dort im direkten Kontakt mit dem zu trocknenden Stoffstrom 1 kommt. In analoger Weise können auch Austreibungsgasströme 62, 63 in der Austreibstufe 3 über die Etagenböden 308, 309 zugeführt werden.

Im Rahmen der Erfindung ist das Prinzip der belüfteten Etagenböden natürlich auch auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 übertragbar, wo lediglich die Trocknungseinrichtung nach Art eines Etagenofens ausgebildet ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, neben dem über den Etagenböden zugeführten Trocknungsgasströmen 45, 46, 47 auch weiterhin über den äußeren Umfang, d. h. den Ofenmantel, Trocknungsgasströme 40, 41 bzw. Austreibungsgasströme 60 einzuführen.

In Fig. 8a ist das Grundprinzip eines solchen belüfteten Etagenbodens am Beispiel des Etagenbodens 212 dargestellt. Prinzipiell kann man den Etagenboden aus einzelnen Modulplatten 212a aufbauen (Fig. 8c), wobei in geeigneter Weise sicherzustellen ist, dass die im Boden vorhandenen Belüftungsöffnungen so gestaltet sind, dass ein Materialdurchfall vermieden wird. Hierfür bieten sich beispielsweise Belüftungselemente an, wie sie bei Rostkühlern eingesetzt werden. Als konkrete Beispiele kommen insbesondere Belüftungselemente gemäß der DE 103 05 113 AI und der DE 196 22 636 AI in Betracht. Je nach Art des zu trocknenden Stoffstroms können aber auch einfacher ausgestaltete Platten zur Anwendung kommen. In Fig. 8c sind beispielhaft drei verschiedene Öffnungsvarianten (schlitz-, sternförmig oder rund) dargestellt. Weiterhin sind geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um eine möglichst gleichmäßige Belüftung über die Gesamtfläche des Etagenbodens zu erreichen. Insbesondere dann, wenn sich der Strömungswiderstand in der Schüttung des Stoffstroms ändert. Eine hierfür geeignete Regelvorrichtung ist beispielsweise in der DE 100 34 887 AI offenbart.

Durch separate Zuführung von mehreren Trocknungsgasströmen in die in mehrere Trocknungszonen unterteilte Trocknungseinrichtung kann die Temperatur und die Feuchtigkeit des Trocknungsgasstroms an den zu behandelnden Stoffstrom angepasst werden, um die Trocknungsleistung zu maximieren. Mit dieser Maßnahme ist es insbesondere möglich, Trocknungseinrichtungen mit einem größeren Durchmesser von beispielsweise 10 bis 12m und mehr zu realisieren und dennoch eine hohe Trocknungsleistung zu gewährleisten. Die Geschwindigkeit der in die einzelnen Trocknungszonen eingeführten Trocknungsgasströme ist so zu bemessen, dass eine maximale Trocknungsleistung erreicht wird, ohne dabei zu viele Feinanteile über die Gasströme aus dem System wieder auszuschleusen. Bei den der Erfindung zugrunde liegenden Überlegungen ergaben sich beispielsweise folgende Werte (Durchmesser des Mehretagenofens, Menge der Trocknungsgasströme) für die Trocknungseinrichtung: 8m: ca. 170.000 Bm 3 /h, 10m: ca. 375.000 Bm 3 /h, 12m: 575.000 Bm 3 /h.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist das Krählarmsystem, mit dessen Hilfe Stoffstrom nicht nur transportiert, sondern auch ständig durchmischt wird, so der Trocknungsgasstrom sehr intensiv mit dem Stoffstrom in Kontakt kommt.