Verfahren zur Erzeugung von brennbaren Gasen aus flüssigen Brennstoffen. Die Erìndunu bezieht. sieh auf die Er zeugung von brennbaren Gasen, insbesondere (T'asen i-on hohem Heizwert, die auch als @tadt-,as benutzt werden können, oder von Wassergas mit. einem hohen Gehalt an Koh- lenoxy-d und Wasserstoff für die Zwecke der Synthese von Kohlenwasserstoffen oder der gleichen, aus flüssigen Brennstoffen, zum Beispiel Erdöl oder Erdöldestillaten bzw.
-r,üekständen, Teer oder Teerdestillation und dergleichen.
Es ist bekannt, brennbare Gase, zum Bei spiel aus Braunkohlenteerölen, dadurch zu erzeugen, dass man das Kohlenwasserstofföl in feiner Verteilung, etwa dadurch, da(!) man es aus einer Düse unter Druck aus spritzt, mit heissen feuerfesten Körpern (Git terwerk) in Berührung bringt..
Das Kohlen- wasserstofföl erfährt dabei eine pyrogene Zersetzung, durch die permanente Gase ent stehen, Dieses bekannte Verfahren hat den Vorteil, dass es ein Gas von sehr hohem Heiz wert (8000 cal/Nm- oder höher) liefert. Sein Nachteil liegt darin, dass ein sehr grosser Anteil (los Ausgangsbrennstoffes, etwa. 415 o/ö, in Form von hochmolekularen Kohlenwasser stoffen (Teer und Pech) sowie Benzol neben einer beträchtlichen Menge von elementaren Kohlenstoff anfällt.
Die Gasausbeute ist da her bei (fiesem Verfahren relativ gering, und es entsteht pro kg flüssigen Ausgangsbrenn- stoffes nur etwa 0,6 Nma Gas. Bekannt. ist. ferner die Erzeugung von brennbaren Gasen aus flüssigen Brennstof fen durch das sogenannte Karburieren von Wassergas. Bei diesem Verfahren findet eben falls die Zersetzung des Kohlenwasserstofföls an heissen Wandflächen statt, jedoch in An wesenheit von Wasserdampf.
Hierdurch wird die Gasausbeute beträchtlich erhöht bzw. der Anfall von teerigen Rückständen vermindert, so dass man etwa<B>70</B> bis<B>75,</B> /o des flüssigen Ausgangsbrennstoffes in brennbare Gase um wandelt. Man erhält auf diese Weise ein Ge misch von Wassergas und Zersetzungsgas, dessen Heizwert etwa zwischen 2.500 und <B>3700</B> cal/ms schwankt, je nach der Menge des verarbeiteten flüssigen Brennstoffes und nach der Art der Reaktion, die vorgenommen wird.
Ein weiterer Fortschritt ergab sich da durch, dass man die Zersetzung des flüssigen Brennstoffes in Gegenwart von vorerhitztem Wasserdampf vornahm, der in regenerativen Wärmespeiehern vorgenommen wurde, wobei man die Reaktionstemperatur durch gleich zeitigen Zusatz einer gewissen Menge Luft so weit erhöhte, dass der sieh abscheidende elementare Kohlenstoff vollständig in gasför mige Bestandteile umgewandelt wurde, teils durch Reaktion mit dem Sauerstoff, teils durch Reaktion mit dem vorerhitzten Wasser dampf. Auf diese Weise lassen sich etwa 85 bis 9011/o des flüssigen Ausgangsbrennstoffes in Gas umwandeln.
Die Erfindung löst nun die Aufgabe, aus flüssigen Brennstoffen ein Brenngas von ho hem Heizwert, das praktisch frei von Stick stoff sein kann, zrr erzeugen, auf folgende Weise Zur Umwandlung des flüssigen Brennstof fes in brennbares Gas verwendet die Erfin dung ein an sieh bekanntes, mit wechselnder Strömungsrichtung betriebenes Regenerator- syst.em, das zwei Wärmespeicher zum ab wechselnden Aufheizen des 'Wasserdampfes (Vorwärmespeicher) und mindestens einen dazwischen angeordneten, die Reaktionswärme zuführenden Wärmespeicher (R.eaktions- wärmespeieher) umfasst,
in welchen der ztt vergasende flüssige Brennstoff eingespritzt wird.
Bei einem solchen Regenerators@#stem wird nun gemäss dem Verfahren der Erfindun-# nach Abkühhlng desjenigen Wärmespeichers, in dem in einer gewissen Betriebsperiode der Wasserdampf vorerhitzt worden ist, und des Reaktionswä.rmespeichers ohne Wechsel der ,Strömungsrichtung Luft an,
Stelle von Dampf durch diesen '#"orwärmespeielier geleitet und flüssiger Brennstoff aus einer Düse mit der vorerhitzten Luft in einer zwischen dem Vor wärmespeieher und dem Reaktionswärmespei- eher angeordneten Verbrennungskammer ver brannt, worauf die heissen Verbrennungsgase durch den Reakt.ionswärmespeicher und den andern Vorwärmespeicher so lange geleitet werden, bis die Strömungsrichtung in dem Regeneratorsystem erneut gewechselt wird.
Bei Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung erzielt, man eine sehr hohe Gas ausbeute, da nur etwa 3 bis 6 /o teerige Be standteile aus dem Ausgangsbrennstoff ent stehen bzw. untersetzt bleiben.
Diese hohe Gasausbeute ergibt sieh dadurch, dass der Re- a.ktionswä.rmespeicher, in welchem der fein verteilte flüssige Brennstoff mit vorerhitztem Wasserdampf in Berührung kommt, auf einer hohen Temperaturstufe gehalten wird, die eine praktisch vollständige Umsetzung bis auf den angegebenen Rest ohne wesentliche Bil dung von elementarem Kohlenstoff gewälii#- leistet. Auf der Zeichnung ist schematisch eine zur Ausführung des erfindungsgemässen Ver fahrens geeignete Anlage dargestellt.
Die An lage besteht ,aus den beiden V orwärmespei- ehern 1, ? und dem Reaktionswärmespeieher _. Im Kuppelraum der Wiirmespeicher 1 und ? ist. je eine Verbrennungskammer 4, ü vorgesehen, in welche bei 6 bzw. 7 ein unter erhöhtem Druck stehender flüssiger Brenn stoff durch eine Düse so eingespritzt werden kann, dass sich der Brennstoff in den. Ver brennungsräumen fein verteilt.
Von den Verbrennungsräumen -1 bzw. ö führt je eine Rohrleitung 16 in den Reak- tionswärmespeieher 3, der durch eine Zwi- sehemwa.nd 17 in einen auf- und einen abstei genden Ast unterteilt ist. An der Decke des Reaktionswärmespeieher:s 3 ist bei S bzw. 9 je eine Einspritzdüse für flüssigen Brenn stoff vorgesehen, die aus der Zuleitung 70 über ein Umstellventil 11 gespeist. wird.
Es sei nun angenommen, dass der Wärme speicher 1 in einer vorhergehenden Betriebs periode auf eine hohe Temperatur aufgeheizt worden ist und ebenso der Reaktionswärnie- speieher 3. -Man leitet dann in den Regenera- tor 1 unten durch die Rolirleitun- 1? Was serdampf ein, der sieh beim Aufwärtsströmen an dem heissen Besatz des Wiii#ntespeiclier#s 1 erhitzt:
und schlief diel in dein linken Kuppel raum des Reaktionsregenerators 33 mit dein durch die Düse 9 eingespritzten flüssigen Brennstoff in Berührung kommt.
Im. Reak- tionswärmespeicher herrscht eine sehr hohe Temperatur, zuni Beispiel etwa 12W1 be i der Herstellung von praktisch kohlenwasser- stofffreiem Wassergas und beispielsweise 10e0 hei der Herstellung vontadt@#as mit einem Reizwert von -1000 eal/ma.
Bei dieser hohen Temperatur setzt sich der flüssige Brennstoff bis auf einen gerin gen Rückstand vollständig in gasförmige Be standteile um. Diese Reaktion findet im we sentlichen in allen Zonen des Wärmespeiehers 3 statt.
Die Reaktionsmedien ziehen dann durelt die R.ohrleitun-# 16 in den rechten Regenera- tor \?, der, in einer vorhergehenden Betriebs- periode abgekühlt wurde und der nun in die ser Betriebsperiode die fühlbare Wärme aus den Reaktionsmedien aufnimmt und speichert.
Sobald die Temperatur des im Regenera- tor 1 vorerhitzten Wasserdampfes bzw. die Temperatur im R.eaktionswärmespeieher 3 so weit gesunken ist, dass eine weitgehende Zer legung des flüssigen Brennstoffes nicht mehr eintritt, wird die Zufuhr voll Brennstoff bei 1O Lind die Wasserdampfzuführung bei 1? unterbrochen.
Es wird dann. durch die Rohr leitung 1i Luft in den Generator 1 einge leitet und gleichzeitig durch die Düse 6 etwas flüssiger Brennstoff in den Kuppelraum eingespritzt.
Der flüssige Brennstoff ver brennt mit der in den Kuppelraum -1 einströ- ineirden ll:eissfift. Die entstellenden Abgase von sehr hoher Temperatur werden durch den sseaktionswärnrespeielrer 3 geleitet. und ziehen dann durelr den Wärmespeicher 2. in den Fuelis 1-1 ab.
Durch diese Massnahme wird also der Reaktionswärmespeieher 3 wieder auf die gewünschte hohe Temperatur gebracht und gleichzeitig in dem t,itterwerk des Re- generators ? so viel Wärme gespeichert, wie zur Vorerliitzung des Reaktionswasserdampfes in der nächsten Betriebsperiode notwendig ist.
Naelr Erreichen der gewünschten Tem peraturen in den Regeneratoren 3 und. 2 wird das Regeneratorsystem rever.siert. Es wird ;letzt zunächst Wasserdampf in den R.egenera- tor# ? eingeleitet und flüssiger Brennstoff durch die Düse 8 in den rechten Kuppelraum des Reaktionswärmespeichers 3 eingespritzt.
Das entstehende Nutzgas gibt. seine fühlbare 'ä rine all den Wärmespeieber 1 ab und wird bei 1:5 abgezogen. Sobald die Temperatur in den Regeireratoren 2 und 33 zu stark abge sunken ist, wird die Dampfzufuhr in den Regenerator ? und die Brennstoffeinsprit- zung durch die Düse 8 abgestellt und, wie im vorstellenden für den Regenerator 1 be schrieben,
eine Verbrennung in dem Kuppel rauni ö des Regenerators ?- hervorgerufen.
In 'Sonderfällen ist es möglich, während der Gaserzeugungsperiode innerhalb des Ver- brennungra.unies 4- bzw, ö einen flüssigen I:rennstoff, zum Beispiel eine Teilmenge des umzusetzenden flüssigen Brennstoffes, zu ver brennen und die dabei entstehenden Ver brennungsgase zusammen mit dem vorge wärmten Wasserdampf in den Reaktions- wä.rmespeiclier zu leiten.
Man kann dabei den für die Verbrennung benötigten Sauer stoff - sei es in Form von Luft, reinem Sauerstoff oder Luft mit erhöhtem Sauer stoffgehalt - entweder unmittelbar durch die Düsen 6 bzw. 7 in den Verbrennungsraum einführen oder aber zunächst zusammen mit dem Wasserdampf durch den Vorwärinespei- cher 1 bzw. 2 leiten.
Man erreicht durch diese Massnahme eine vorteilhafte Steigerung der 'Temperatur im Ieaktionswärmespeicher 3 und eine unter Umständen beträchtliche Verlängerung der jenigen Wechselperioden des Regenerator- systems, in denen die Gaserzeugung statt findet (quasikontinuierlicher Prozess). Je nach der Art des Verbrennungsmittels wird das entstehende Nutzgas mehr oder weniger stark, durch Stickstoff oder Kohlendioxyd oder beides qualitativ verschlechtert,
was aber rui- ter Umständen je nach den Bedingungen, die an die Gasqualität gestellt. werden, nicht voll Bedeutung ist..