DE108336C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

Der Gegenstand dieser Erfindung zielt auf die thunlichst ökonomische Entgasung und Vergasung kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoffe, wie fette Kohle und dergl., ab, in der Richtung, dafs, allgemein ausgedruckt", ein stickstoffarmes Heizgas entsteht.The object of this invention aims at the most economical degassing and Gasification of fuels containing hydrocarbons, such as rich coal and the like, from, in the direction that, in general terms, "a low-nitrogen heating gas is produced.

Nach vorliegender Erfindung wird nicht allein ein Theil des festen Kohlenstoffes in stickstoffarmes Heizgas — in diesem Falle Wassergas — übergeführt, sondern es werden überhaupt sämmtliche Kohlenwasserstoffe gewonnen, sei es in gasförmigem Zustande oder als Theer und dergl., oder auch nach ihrer Zersetzung in Kohlenoxyd und Wasserstoff als Wassergas.According to the present invention, not only a portion of the solid carbon is used in low-nitrogen heating gas - in this case water gas - transferred, but there are in general all hydrocarbons obtained, be it in the gaseous state or as tar and the like, or after their decomposition into carbon dioxide and hydrogen as Water gas.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dafs das zu vergasende frische Brennmaterial mittelst heifsen, nicht condensirbaren Wassergases destillirt und der verbleibende Koks in Wassergas übergeführt wird. Damit aber die Destillation eine vollkommene sei, wird eine Vorrichtung getroffen, um die Kohle mit immer von neuem erhitztem Wassergas in Berührung zu bringen, bis zu ihrer Verkokung.This aim is achieved by using the fresh fuel to be gasified hot, non-condensable water gas is distilled and the remaining coke is converted into water gas. But with that the distillation If a perfect one, a device is made to keep the coal with anew to bring heated water gas into contact until they coke.

Der zu diesem Zwecke verwendete Apparat ist in Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung darstellt und besteht im Wesentlichen aus folgenden Theilen: Ein einziger Blechmantel umschliefst sowohl den Raum E für die Entgasung als auch den Raum F für die Vergasung. Oberhalb des Apparates befindet sich der Fülltrichter F, der mit dem Entgasungsraume durch eine mit Glocke G verschlossene Oeffnung in Verbindung steht. Unterhalb des Vergasungsraumes ist der Zulafs Z für den Wind oder für das Gasdampfgemisch vorgesehen. In halber Höhe des Apparates, in dem ringförmigen Räume R, den der Brennstoff freiläfst, wenn er in natürlicher Böschung aus dem engeren Entgasungsraum in den weiteren Vergaser abfällt, befinden sich für den Austritt der Gase Oeffnungen, die in den Ringkanal K münden. An diesen letzteren schliefst sich die Leitung L, die einerseits einen mit Schieber S verschliefsbaren Ausgang hat, andererseits sich zum Scrubber W fortsetzt. Unter dem Fülltrichter F ist die Oeffnung O, durch welche die Gase mittelst des Ventilators X — bei geöffnetem Ventil Y auf dem kürzesten Wege — und bei niedergeschraubtem Ventil Y auf dem Umwege durch den Kühler T, abgesaugt und nach dem Zulafs Z befördert werden. Rohr D ist für die Dampfzuführung. Die Bedeutung der Schieber M, C, N und P wird bei der Beschreibung des Verfahrens erläutert.The apparatus used for this purpose is shown in FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawing and consists essentially of the following parts: A single sheet metal jacket encloses both space E for degassing and space F for gasification. Above the apparatus is the filling funnel F, which is connected to the degassing space through an opening closed with a bell G. The inlet Z for the wind or for the gas-vapor mixture is provided below the gasification room. Halfway up the apparatus, in the annular space R, which the fuel leaves free when it falls in a natural slope from the narrower degassing space into the further gasifier, there are openings for the exit of the gases, which open into the annular channel K. The line L closes at the latter, which on the one hand has an outlet that can be closed with a slide S and on the other hand continues to the scrubber W. Under the filling funnel F is the opening O, through which the gases are sucked off by means of the fan X - with the valve Y open by the shortest route - and with the valve Y screwed down indirectly through the cooler T and conveyed to the inlet Z. Pipe D is for the steam supply. The meaning of the slide M, C, N and P is explained in the description of the method.

Der Betrieb gestaltet sich wie folgt: Der Koks in dem Vergasungsraum F (entgaste Kohle u. s. w. von oben) wird durch bei Z eintretenden Wind erhitzt. Das erzeugte Generatorgas tritt in den Ringkanal K und geht bei geöffnetem Schieber F ins Freie oder zu irgend einer Verwendungsstelle. Der Muschelschieber M hat in diesem Falle die Stellung »Warmblasen« (Fig. 2), bei welcher der Ventilator nur Luft ansaugen kann. Ist die Brennstoffsäule genügend heifs geworden, so wird umgesteuertOperation is as follows: The coke in the gasification room F (degassed coal, etc. from above) is heated by the wind entering at Z. The generated generator gas enters the annular channel K and, with the slide F open, goes outside or to any point of use. In this case, the mussel slide M has the "warm blowing" position (FIG. 2), in which the fan can only suck in air. If the fuel column has become sufficiently hot, the direction is reversed

und es beginnt die eigentliche Gaseperiode, in welcher die Erzeugung des stickstoffarmen Heizgases vor sich geht:and the actual gas period begins in which the generation of the nitrogen-poor Fuel gas is going on:

Schieber S, P und C werden geschlossen; Schieber N und Ventil Y bleiben offen, und der Muschelschieber M wird auf »Gastnachen« (Fig. i) gestellt. Bei Anwendung zweier Gebläse, je eines für die Prefsluft und die Beförderung der Gase, fällt der Muschelschieber fort. Das Gebläse X saugt die Destillationsgase ab, die gleichzeitig mit dem bei D eingeführten Wasserdampfe bei Z unter die Kokssäule geführt werden. Das Gasdampfgemisch durchstreicht die glühende Kokssäule, wo "es sich zersetzt und in Wassergas umgewandelt wird. Das so erzeugte heifse Wassergas wird durch den Entgasungsraum E gesaugt, auf seinem Wege den frischen Brennstoff entgasend, ein gewisser Ueberschufs aber tritt schon vorher durch K und L aus und geht durch den Scrubber W zum Gasometer.
■ Ist mittlerweile die Temperatur der Kokssäule so weit gesunken, dafs die Wassergaserzeugung nur noch schwach vor sich geht bezw. die Dampfzersetzung sich unvortheilhaft gestaltet, da ein grofser Theil des Dampfes den Koks unzersetzt passirt und der Kohlensäuregehalt im erzeugten Gase übermäfsig steigt, so wird die Dampfzufuhr unterbrochen, während der Ventilator weiter arbeitet. Hiermit beginnt die zweite Phase der Gaseperiode. Die Circulation des Gasgemisches mittelst des Ventilators X — nunmehr aber ohne Dampfzufuhr — nimmt ihren Fortgang; die jetzt noch ziemlich beträchtliche Kokswärme wird den circulirenden Gasen mitgetheilt, welche ihrerseits die Wärme zur weiteren Destillation der bisher noch nicht vollständig entgasten Kohle abgeben. Die Circulation wird so lange aufrecht erhalten, bis die aufgegebene frische Kohle praktisch vollkommen entgast ist, so dafs nicht nur die gesammten Destillationsproducte der Gasausbeute zu Gute kommen, sondern auch aller für das Verfahren nöthige Koks aus der Umwandlung der Kohle gewonnen wird.Sliders S, P and C are closed; Slide N and valve Y remain open, and the mussel slide M is set to "Gastnachen" (Fig. I). If two blowers are used, one each for the pre-air and one for the transport of the gases, the mussel slide is omitted. The fan X sucks off the distillation gases, which are led under the coke column at Z at the same time as the water vapor introduced at D. The gas-vapor mixture passes through the glowing coke column, where it decomposes and is converted into water gas. The hot water gas thus generated is sucked through the degassing space E , degassing the fresh fuel on its way, but a certain excess escapes through K and L beforehand and goes through the scrubber W to the gasometer.
The temperature of the coke column has meanwhile sunk so far that the water gas production is only weak. The steam decomposition is unfavorable, since a large part of the steam passes through the coke undecomposed and the carbonic acid content in the gas produced rises excessively, the steam supply is interrupted while the fan continues to work. This is the beginning of the second phase of the gas period. The circulation of the gas mixture by means of the fan X - but now without the supply of steam - continues; The heat of the coke, which is still quite considerable, is passed on to the circulating gases, which in turn give off the heat for further distillation of the coal which has not yet been completely degassed. The circulation is maintained until the charged fresh coal is practically completely degassed, so that not only the entire distillation products benefit the gas yield, but also all the coke necessary for the process is obtained from the conversion of the coal.

Ist die Verkokung der Kohle beendigt, so wird der gesammte Apparat wieder umgestellt auf »Warmblasen«.When the coking of the coal has ended, the entire apparatus is switched over again on "warm blowing".

Bei dem eben beschriebenen Verfahren kann dem circulirenden und mit den Erzeugnissen der Destillation beladenen Gasgemische Theer und Ammoniak entzogen werden. Zu diesem Zweck wird Ventil Y niedergeschraubt, Schieber 5 und P müssen geschlossen, C und N offen sein. Alsdann ist das bei O austretende Gasgemisch gezwungen, vermittelst des Rohres J den Kühler T zu passiren, wo es in bekannter Weise von Theer und Ammoniak befreit wird. Der Ventilator saugt das von Theer und Ammoniak freie Gasgemisch an , wie vorher beschrieben, und bringt es entweder mit Dampf gemischt (erste Phase der Gaseperiode) oder für sich (zweite Phase) zur Circulation.In the process just described, tar and ammonia can be withdrawn from the circulating gas mixture laden with the products of the distillation. For this purpose valve Y is screwed down, slide 5 and P must be closed, C and N must be open. The gas mixture exiting at O is then forced to pass the cooler T by means of pipe J , where it is freed of tar and ammonia in a known manner. The fan sucks in the gas mixture, free of tar and ammonia, as previously described, and circulates it either mixed with steam (first phase of the gas period) or by itself (second phase).

Das auf solche Weise gewonnene Erzeugnifs ist Wassergas, das unter Umständen auch Methan enthält. Will man ein Gemisch von Wassergas und unzersetzten Destillationserzeugnissen (Leuchtgas) erzeugen, so führt man den Ueberschufs nicht schon unterhalb des Entgasungsraumes E im Ringe R ab, sondern man läfst vielmehr auch den Ueberschufs zusammen mit der zur Wiedererhitzung gelangenden Gasmenge den frischen Brennstoff durchströmen und sich mit Destillationserzeugnissen beladen. ■ Eine solche Arbeitsweise findet statt, wenn Schieber S, N und C geschlossen, dagegen Ventil Y und Schieber P offen sind. Ein Theil des Gasgemisches wird vom Ventilator angesaugt und zum Umtrieb gebracht, während der Ueberschufs bei J in den Kühler T tritt zwecks Befreiung von Theer und Ammoniak und durch Leitung H unmittelbar zum Gasometer geht.The product obtained in this way is water gas, which may also contain methane. If you want to produce a mixture of water gas and undecomposed distillation products (luminous gas), the excess is not discharged below the degassing space E in the ring R , but rather the excess is also allowed to flow through the fresh fuel together with the amount of gas that has been reheated loaded with distillation products. ■ This type of operation takes place when slide S, N and C are closed, while valve Y and slide P are open. A part of the gas mixture is sucked in by the fan and made to circulate, while the excess at J enters the cooler T for the purpose of freeing tar and ammonia and goes through line H directly to the gasometer.

Da das heifse Wassergas bei seinem Durchgang durch den Entgasungsraum seine Wärme gröfstentheils abgiebt, so wird ein Scrubber entbehrlich.Because the hot water gas gives off its heat as it passes through the degassing chamber For the most part, a scrubber is unnecessary.

Legt man Werth darauf, möglichst viel Nebenproducte, Theer und Ammoniak, zu gewinnen, so wird die zuletzt beschriebene Betriebsweise in der Richtung abgeändert, dafs nicht nur dem endgültig zum Gasometer entweichenden Ueberschufs allein Theer und Ammoniak entzogen wird, sondern überhaupt der gesammten Gasmenge, welche durch die Oeffnung O austritt. Zu diesem Zweck öffnet man den Schieber C und schraubt Ventil Y nieder. Alsdann mufs das gesammte Gemisch durch den Kühler T gehen, der etwaige Ueberschufs wird durch Leitung H nach dem Gasometer geführt.If it is important to obtain as much by-products as possible, tar and ammonia, then the last-described mode of operation is modified in such a way that not only tar and ammonia are withdrawn from the excess that finally escapes to the gasometer, but also from the entire amount of gas which it contains exits through the O opening. To do this, open slide C and screw down valve Y. The entire mixture must then pass through the cooler T ; any excess is passed through line H to the gasometer.

Mit Rücksicht auf die Natur des während der Gaseperiode erzeugten Productes lassen sich also bei diesem neuen Verfahren vier Betriebsweisen unterscheiden:With regard to the nature of the product produced during the gaseous period, leave it This means that there are four different modes of operation in this new process:

Erzeugung von Wassergas ohne Gewinnung der Nebenproducte als solche,Generation of water gas without obtaining the by-products as such,

desgleichen mit Gewinnung derselben,likewise with the extraction of the same,

Erzeugung von Mischgas mit theilweiser Gewinnung der Nebenproducte als solche,Generation of mixed gas with partial extraction of the by-products as such,

desgleichen mit vollständiger Gewinnung derselben. likewise with complete extraction of the same.

Von älteren, die Erzeugung von stickstoffarmen Heizgasen bei Gesammtvergasung von kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen bezweckenden Verfahren, insbesondere von den D. R. P. 90747 und 36431 und dem amerikanischen Patent 377564, unterscheidet sich das neue Verfahren dadurch, dafs das Gasgemisch durch einen Ventilator, nicht durch Dampf inFrom older ones, the generation of low-nitrogen heating gases with total gasification of hydrocarbon fuels aimed at processes, in particular by the D. R. P. 90747 and 36431 and American patent 377564, this is different new methods in that the gas mixture is fed into the air by a fan, not by steam

Umtrieb versetzt wird, wodurch mit Sicherheit die frische Kohle vollständig entgast, also die Destillationsproducte gewonnen und aller für das Verfahren nöthige Koks durch die Umwandlung der Kohle erzeugt wird.Rotation is shifted, whereby the fresh coal is completely degassed with certainty, so the Distillation products obtained and all coke necessary for the process by conversion the coal is produced.

Des Weiteren kann mit demselben Apparate Wassergas oder Mischgas (Wassergas mit Leuchtgas gemischt) erzeugt werden, wobei nach Belieben entweder, die Nebenproducte als solche überhaupt oder als stickstoffarmes Heizgas gewonnen werden.Furthermore, water gas or mixed gas (water gas with luminous gas mixed), with either the by-products as such can be obtained at all or as a low-nitrogen heating gas.

Die Entgasung und Vergasung sowohl wie auch die Dampfzersetzung und die Zerlegung des Gasgemisches in einfachere Bestandteile, desgleichen die Wiedererhitzung der circulirenden Gase findet in ein und demselben Räume statt.The degassing and gasification as well as the steam decomposition and the decomposition of the gas mixture into simpler constituents, likewise the reheating of the circulating ones Gas takes place in one and the same room.

Das Verfahren nach dem D. R. P. 90747 ist für die Bethätigung des Kreislaufs allein auf Dampf angewiesen; sobald also die Temperatur der Kokssäule eine ökonomische Zersetzung des Dampfes nicht mehr gestattet, mufs dort die Destillation der Kohle unterbrochen werden, daher gelangt statt Koks mangelhaft entgaste Kohle in den Vergasungsraum. Beim »Warmblasen« des Apparates geht der Rest der Kohlenwasserstoffe verloren.The method according to the D. R. P. 90747 is for the actuation of the circuit alone Steam instructed; As soon as the temperature of the coke column shows an economic decomposition of the Steam is no longer permitted, the distillation of the coal must be interrupted there, therefore, instead of coke, insufficiently degassed coal gets into the gasification room. When »warm blowing« The rest of the hydrocarbons are lost in the apparatus.

Weiter kann dort nur Wassergas erzeugt, und Nebenproducte als solche können überhaupt nicht gewonnen werden.Furthermore, only water gas can be produced there, and by-products as such can at all cannot be won.

Als ein weiterer Nachtheil des Verfahrens nach dem D. R. P. 90747 ist der so lästige Regenerator anzusehen, in welchem das Gemisch aus Wasserdampf und Wassergas zwecks Destillation der Kohle erhitzt wird; das neue Verfahren bedarf eines solchen nicht.Another disadvantage of the method according to the D. R. P. 90747 is that it is so annoying To see regenerator in which the mixture of water vapor and water gas for the purpose Distillation of the coal is heated; the new procedure does not require such.

Bei dem Verfahren nach dem D. R. P. 36431 wird die Kohle mit überhitztem Dampf destillirt und nicht wie bei dem neuen Verfahren mit nichtcondensirbaren Gasen. Die Anwendung des Dampfes bleibt wegen der durch Condensation bedingten Wärmeverluste eine beschränkte. Also auch hier findet keine vollständige Verkokung der Kohle statt.'In the case of the method according to D. R. P. 36431 the coal is distilled with superheated steam and not with it, as in the new process non-condensable gases. The application of the steam remains because of the condensation conditional heat losses a limited. So here too there is no complete Coking of the coal takes place. '

Des Weiteren wird zwar hier in derselben Gaseperiode neben Wassergas auch noch Misch-'gas erzeugt, jedoch ist es nicht möglich, nach Belieben nur Wassergas oder nur Mischgas allein zu erzeugen und daneben noch die Erzeugung von Nebenproducten zu befördern oder zu unterdrücken, wie solches bei dem neuen Verfahren möglich ist.Furthermore, mixed gas is also used here in the same gas period in addition to water gas generated, but it is not possible to use only water gas or only mixed gas as desired to produce alone and also to promote the production of by-products or suppress it, as is possible with the new method.

Die Umsetzung des Gasgemisches und die Erhitzung des Dampfes findet in einem besonderen Regenerator statt, dagegen bei dem neuen Verfahren in der heifsen Kokssäule.The implementation of the gas mixture and the heating of the steam takes place in a special Regenerator instead, on the other hand in the new process in the hot coke column.

Das .Verfahren nach dem amerikanischen Patent 377564 gewährt keine Sicherheit, dafs die aufgegebene Kohle wirklich in Koks umgewandelt wird. Es wird dort zwar mit heifsem Wassergas destillirt, es mufs aber auch dort die Destillation wohl oder übel unterbrochen werden, wenn die Temperatur unter die für die Dampfzersetzung erforderliche gesunken ist und Wassergas nicht mehr erzeugt wird.The method according to the American patent 377564 does not guarantee that the abandoned coal is really converted into coke. There it is indeed distilled with hot water gas, but it must also there the distillation will be interrupted, willy-nilly, if the temperature falls below that required for steam decomposition has decreased and no longer generates water gas will.

Auch dort kann nicht nach Belieben Wassergas oder Mischgas allein erzeugt werden. Nebenproducte werden nur während der halben Dauer der Gaseperiode gewonnen, während der anderen Zeithälfte gehen diese in das Wassergas.Even there, water gas or mixed gas alone cannot be generated at will. By-products are only obtained during half the duration of the gas period, during the other half of the time they go into the water gas.

Es ist dort allerdings kein Regenerator vorgesehen, doch kann man den zweiten Schacht, der nur mit Koks beschickt wird, als Wärmespeicher ansehen, ohne dessen Hülfe die Entgasung der Schicht des frischen Brennstoffes des ersten Schachtes noch weniger möglich sein würde.There is no regenerator provided there, but you can use the second shaft, which is only charged with coke, to be regarded as a heat store, without its help the degassing a layer of fresh fuel of the first shaft is even less possible would be.

Die gewerblichen Vortheile des neuen Verfahrens gegenüber den bekannten sind kurz die folgenden:The commercial advantages of the new process over the known are short the following:

Gröfsere Gasausbeute für die Einheit Brennstoff, da die Kohlenwasserstoffe aus dem frischen Brennnmaterial sämmtlich gewonnen werden und das erzeugte Heizgas — sei es Wassergas oder Mischgas ·— an der kältesten Stelle des Apparates abgeführt wird. Letzterer. Umstand bedeutet nicht allein einen Gewinn an Wärme, sondern auch eine Ersparnifs an Kühlwasser.Greater gas yield for the unit fuel, since the hydrocarbons are extracted from the fresh All fuel and the generated heating gas - be it water gas or mixed gas · - is discharged at the coldest point of the apparatus. The latter. fact means not only a gain in heat, but also a saving in cooling water.

Gröfsere Sicherheit gegen Explosionsgefahr, da bei dem neuen Verfahren in keinem Falle Luft in den Gasometer gelangen kann. Die Luft kann im schlimmsten Falle erst dann, nachdem sie die Kokssäule durchstrichen hat (als Generatorgas), in die Gasleitung gerathen. Bei den älteren Verfahren liegt keine solche schützende glühende Kokssäule zwischen der Prefsluft und dem Gasometer.Greater security against the risk of explosion, since in no case with the new process Air can get into the gasometer. In the worst case, the air can only after it has passed through the coke column (as generator gas), get into the gas line. In the older processes there is no such protective glowing column of coke between the Prefsluft and the gasometer.

Das nach dem neuen Verfahren erzeugte Mischgas ist besonders werthvoll, da es einen höheren Heizwerth hat als Wassergas und, falls es zu Leuchtzwecken im offenen Brenner dienen soll, zu seiner Anreicherung viel geringerer Mengen Carburationsmiltel bedarf als das reine Wassergas. Dazu kommt noch, dafs dieses Mischgas weniger Kohlenoxyd enthält als Wassergas, also minder giftig ist, und obendrein noch den charakteristischen Leuchtgasgeruch hat, während Wassergas fast geruchlos ist. Wie schon erwähnt, wird aber Mischgas nach dem D. R. P. 90747 überhaupt nicht, sondern nur Wassergas, und nach dem D. R. P. 36431 und dem amerikanischen Patent 377564 nur in sehr beschränktem Mafse erzeugt.The mixed gas produced by the new process is particularly valuable because it has a has a higher calorific value than water gas and, if it is used for lighting purposes, in an open burner is to serve, much smaller amounts of carburation agent are required for its enrichment than the pure water gas. In addition, this mixed gas contains less carbon monoxide than water gas, i.e. less toxic, and on top of that the characteristic smell of luminous gas while water gas is almost odorless. As already mentioned, however, there is mixed gas according to the D. R. P. 90747 not at all, but only water gas, and according to the D. R. P. 36431 and the American patent 377564 produced only to a very limited extent.

Claims

Patent Claims:

ι. Process for the production of low-nitrogen heating gas either in the form of Water gas or as. Mixed gas (mixture of water gas and illuminating gas) from carbon

hydrogen-containing fuels with multiple circulation of the gases over the coke and the hydrocarbon-containing fuel, characterized in that the A fan is used to drive the gases, so that even after the Water vapor a further circulation of the gases can be maintained for Purpose of producing all of the coke required for the process by coking the fresh fuel simultaneous extraction respectively Conversion of the distillation products into water gas, or mixed gas (mixture of water gas and illuminating gas).

An embodiment of the method protected by claim ι in which to Extraction of tar and ammonia that loaded with the products of the distillation Gas is passed through a tar and ammonia separator before it with Steam mixed or driven respectively through the glowing coke column. is discharged to the point of consumption.

For this purpose ι sheet of drawings.