AT149347B - Verfahren zur Herstellung von ungiftigem Schutzgas für Glühöfen und andere gewerbliche Zwecke. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von ungiftigem Schutzgas für   Glühöfen   und andere gewerbliche Zwecke. 



   Die Herstellung von Schutzgasen für gewerbliche Zwecke, z. B. für   Gliihöfen,   besonders für   Blankglühofen   der Metallindustrie, geschieht dadurch, dass man Brenngase, wie Koksofengas, gas- förmige Kohlenwasserstoffe od. dgl., mit Luft derart verbrennt, dass so vjel Wasserstoff erhalten bleibt, als das Schutzgas nach Auswaschung der Kohlensäure erfahrungsgemäss enthalten muss, um seinen
Zweck erfüllen zu können. Man nimmt dabei keine Rücksicht auf den Gehalt des Gases an Kohlen- oxyd, wie er sich bei der Verbrennung mit Luft ergibt. Da es sich nun nicht vermeiden lässt, dass beim
Betriebe solcher Glühöfen dieses Schutzgas zum Teil in grossen Mengen in die Arbeitsräume eintritt, kommt es sehr leicht vor, dass die an den Öfen tätigen Personen an Kohlenoxydvergiftung erkranken. 



   Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, ein ungiftiges Schutzgas zu schaffen, und besteht insbesondere darin, dass man das Kohlenoxyd durch Konvertierung mit Wasserdampf über einem Katalysator entsprechend dem Wassergasgleichgewicht in Wasserstoff und Kohlensäure verwandelt sowie darin, dass man bei der Verbrennung des Ausgangsgases nicht allein Rücksicht auf die Erhaltung des Wasserstoffes nimmt, sondern die Verbrennung derart führt, dass die Summe von Wasserstoff und Kohlenoxyd in den Verbrennungsgasen im wesentlichen gleich der für das Schutzgas gewünschten Wasserstoffmenge ist. Wird dann die Kohlensäure bis auf den zulässigen Rest entfernt und das Gas gegebenenfalls getrocknet, so erhält man ein Schutzgas, das im wesentlichen aus Stickstoff mit dem erforderlichen Wasserstoffgehalt besteht und dessen Gehalt an Kohlenoxyd unter der Gefahrengrenze liegt.

   Infolgedessen kann beim Einatmen dieses Gases eine Giftwirkung nicht eintreten, um so weniger, als das Gas infolge seines Mangels an Sauerstoff sich nur in stark mit Luft verdünntem Zustande atmen lässt, so dass der Kohlenoxydgehalt des atembaren Gemisches höchstens   0-1%   betragen wird. 



   Ausserdem erzielt man durch die Konvertierung noch den besonderen Vorteil, dass auch etwaiger Sauerstoffgehalt des Vorgases, der z. B. beim   Blankglühen   besonders schädlich wirken wird, praktisch völlig aus dem Schutzgas entfernt wird. 



   Der für die Konvertierung des Kohlenoxyds notwendige Wasserdampf kann dadurch erzeugt werden, dass man in die heissen Verbrennungsgase Wasser einbringt, das dadurch verdampft und gleichzeitig das Gemisch auf die für die Konvertierung erforderliche Temperatur, die möglichst niedrig, beispielsweise zwischen 350 und   5000 C   gehalten wird, abkiihlt. Dies hat den Vorteil, dass man die Menge des Wasserdampfes durch Bemessung des einzubringenden Wassers genau regeln kann, was bei Zuführung von Frischdampf nicht in gleich einfacher Weise möglich ist. 



   Ein Beispiel möge dieses Verfahren erläutern :
Es soll ein Schutzgas für   Blankglühöfen   hergestellt werden, das ungefähr folgende Zusammen- setzung hat : 
 EMI1.1 
 
<tb> 
<tb> 6-0% <SEP> H2
<tb> 1-0% <SEP> CO,
<tb> 92. <SEP> 0% <SEP> N2
<tb> 1. <SEP> 0% <SEP> CO <SEP> höchstens.
<tb> 
 Für die Herstellung steht ein Koksofengas folgender Zusammensetzung zur Verfugung : 
 EMI1.2 
 
<tb> 
<tb> 1#8% <SEP> Co2
<tb> 2#2% <SEP> CnHm
<tb> 0#2% <SEP> O2
<tb> 6#6% <SEP> CO
<tb> 59#4% <SEP> H2
<tb> 24#6% <SEP> CH4
<tb> 5#2% <SEP> N2
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 Von diesem Koksofengas verbrennt man   309#5 m3   mit 1152 m3 Luft.

   Es entstehen dabei, auf trockenes Gas bereehnet, 1072 m3   n3 Verbrennungsgas,   das sich wie folgt zusammensetzt : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> 2. <SEP> 8% <SEP> ha
<tb> 7-6% <SEP> CO,
<tb> 86-4 <SEP> Vo <SEP> Nz
<tb> 3-2% <SEP> CO-
<tb> 
 
In 1   m3   dieses Gases sind an Verbrennungswasser 171 g in Dampfform enthalten. Wenn diese Dampf- menge wegen des notwendigen Überschusses an Dampf über die theoretische Gleichgewichtsmenge für die Umwandlung des Kohlenoxyds nach der Wassergasgleichung nicht genügt, spritzt man je Kubikmeter z. B. noch etwa 150   g   Wasser ein, das sich infolge der hohen Temperatur des Verbrennungs- gases sogleich in Dampf verwandelt. Hiedurch wird das Gas zum Teil gekühlt.

   Das Gemisch von
Gas und Dampf wird nun weiter auf etwa   4500 C gekühlt und   dann über einen für die Beschleunigung der Wassergasreaktion geeigneten Kontakt geleitet. Man erhält dann 1100 m3 eines Gases folgender
Zusammensetzung : 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> 5#4% <SEP> H2
<tb> 10#1% <SEP> CO2
<tb> 84#1% <SEP> N2
<tb> 0-4% <SEP> CO
<tb> 
 
Dieses Gas wird gekühlt, wobei sich der nicht umgesetzte Wasserdampf kondensiert, darauf werden aus dem Gas 100   m3   Kohlensäure in bekannter Weise, z. B. durch Waschen mit Pottaschelösung, entfernt und schliesslich gegebenenfalls das Gas z. B. durch Überleiten über Silikagel noch weiter 
 EMI2.3 
 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> 6. <SEP> 0% <SEP> H2
<tb> 1-0% <SEP> ce.,
<tb> 92-6% <SEP> N,
<tb> 0. <SEP> 4% <SEP> CO.
<tb> 
 



   Dieses Gas entspricht der eingangs gestellten Forderung und ist völlig ungiftig, da es nur   0. 40  
Kohlenoxyd enthält. 



    Zur Herstellung dieses ungiftigen Schutzgases werden ungefähr 2% weniger Koksofengas gebraucht als bei der bisher üblichen Herstellung giftigen Schutzgases mit einem höheren Kohlen-   oxydgehalt. 



   Eine Abänderung des beschriebenen Verfahrens wird erreicht, wenn man die Verbrennung bis zum praktischen Verschwinden des Wasserstoffes führt und den Kohlenoxydgehalt der Ver- brennungsgase derart bemisst, dass er dem verlangten Wasserstoffgehalt entspricht. Der nachher im
Schutzgas enthaltene Wasserstoff wird dann zum grössten Teil oder vollständig durch Konvertierung des Kohlenoxydes mit Wasserdampf gebildet. Dies hat den Vorteil, dass man das wasserstoffhaltige
Schutzgas aus solchen Brenngasen herstellen kann, die entweder gar keinen Wasserstoff oder nur unzureichende Mengen davon enthalten, wie es beispielsweise bei Generatorgas oder bei den gasförmigen
Produkten unvollständiger Verbrennung fester oder flüssiger Brennstoffe der Fall ist. 



   Im nachfolgenden Beispiel ist die Herstellung eines solchen Schutzgases durch Verbrennung von Koks erläutert. 



   Es stehe ein Koks zur Verfügung, der 90% Kohlenstoff enthalte. Von diesem wurden 166 kg, entsprechend   149. 5 kg   Kohlenstoff, mit 1170 m3 Luft verbrannt. Dabei entstehen 1203   m3   Ver- brennungsgas, das wie folgt zusammengesetzt ist : 
 EMI2.5 
 
<tb> 
<tb> 66 <SEP> m3 <SEP> CO
<tb> 213 <SEP> m3 <SEP> CO2
<tb> 924 <SEP> m3 <SEP> N2
<tb> 1203 <SEP> m3 <SEP> Verbrennungsgas.
<tb> 
 In dieses heisse Gas werden je Kubikmeter etwa 320   g   Wasser eingespritzt, die sogleich in Dampfform übergehen. Man kühlt das Gemisch auch hier weiter auf etwa 450  C ab und leitet es über einen geeigneten Kontakt wie nach dem ersten Beispiel.

   Es entstehen dann 1263   mu   eines Gases folgender Zusammensetzung : 
 EMI2.6 
 
<tb> 
<tb> 60 <SEP> m3 <SEP> H2
<tb> 273 <SEP> m3 <SEP> CO2
<tb> 924 <SEP> m3 <SEP> Na
<tb> 6 <SEP> m3 <SEP> CO
<tb> 1263 <SEP> m3
<tb> 
 Dieses Gas wird bis zur Abscheidung des nicht umgewandelten Wasserdampfes gekühlt. Darauf werden 263 m3 Kohlensäure in bekannter Weise entfernt. Es verbleiben nach etwaiger weiterer 
 EMI2.7 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> 60 <SEP> m3 <SEP> H2
<tb> lOCOs,
<tb> 924 <SEP> m3 <SEP> N2
<tb> 6 <SEP> ; <SEP> n3 <SEP> CO
<tb> 1000 <SEP> m3.
<tb> 
 



  Auch dieses Schutzgas ist völlig ungiftig, da es nur 0-6% Kohlenoxyd enthält. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von ungiftigem Schutzgas für Glühöfen und andere gewerbliche Zwecke durch Verbrennen kohlenstoffhaltiger Gase oder anderer kohlenstoffhaltiger Brennstoffe mit Luft, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung derart ausgeführt wird, dass die Summe des in den Verbrennungsgasen enthaltenen Wasserstoffes und Kohlenoxydes praktisch derjenigen Wasserstoffmenge entspricht, die in dem Schutzgas enthalten sein soll, und dass das in den Verbrennungsgasen enthaltene Kohlenoxyd in an sieh bekannter Weise mit Wasserdampf katalytisch in Kohlensäure und Wasserstoff umgewandelt und die Kohlensäure ausgewaschen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Umwandlung des Kohlenoxydes erforderliche Wasserdampf durch Einbringen von Wasser in die heissen Verbrennungsgase erzeugt wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung des Schutzgases solche kohlenstoffhaltige Gase verwendet werden, die nur geringe Mengen oder gar keinen Wasserstoff'enthalten.