DE1146998B - Process for the splitting of liquid, evaporable hydrocarbons into carbon oxide and hydrogen in tapping gas generators - Google Patents

Process for the splitting of liquid, evaporable hydrocarbons into carbon oxide and hydrogen in tapping gas generators

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DE1146998B DEB43545A DEB0043545A DE1146998B DE 1146998 B DE1146998 B DE 1146998B DE B43545 A DEB43545 A DE B43545A DE B0043545 A DEB0043545 A DE B0043545A DE 1146998 B DE1146998 B DE 1146998B
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Description

Verfahren zum Spalten von flüssigen verdampfbaren Kohlenwasserstoffen zu Kohlenoxyd und Wasserstoff in Abstichgaserzeugern Aus der britischen Patentschrift 685 485 ist ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemischen bekannt, bei dem gasförmige, flüssige oder feste kohlenstoffhaltige Ausgangsstoffe im glü- henden Koksbett eines Abstichgaserzeugers durch Umsetzung dieser Stoffe mit Luft, an Sauerstoff angereicherter Luft oder reinem Sauerstoff eventuell unter Zusatz endothermer Vergasungsmittel hergestelk werden. Bei diesem Verfahren werden die flüssigen oder festen Ausgangsstoffe im Zustand feiner Zerteilung mit den Vergasungsmitteln gemischt. Bei der Verwendung flüssiger Kohlenwasserstoffe in feiner Zerteilung kommt es bei diesem Verfahren jedoch zur Benetzung der inneren Wandflächen der Brenner oder Mischräume durch flüssige Kohlenwasserstoffe, die bei hohen Sauerstoffkonzentrationen eine spontane Zündung des Reaktionsgemisches im Brenner bzw. Mischraum verursachen kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Arbeitsweise ist das Auftreten von Ruß im erzeugten Gas und die Erhöhung des Endmethangehaltes bei großen Kohlenwasserstoffdurchsätzen.Process for splitting liquid vaporizable hydrocarbons into carbon oxide and hydrogen in tapping gas generators From British patent specification 685 485 a method for producing carbon oxide-hydrogen mixtures is known in which gaseous, liquid or solid carbonaceous starting materials are reacted in the glowing coke bed of a tapping gas generator These substances are produced with air, air enriched with oxygen or pure oxygen, possibly with the addition of endothermic gasifying agents. In this process, the liquid or solid raw materials are mixed with the gasifying agents in a state of fine division. When using finely divided liquid hydrocarbons, this process results in wetting of the inner wall surfaces of the burners or mixing spaces with liquid hydrocarbons, which can cause spontaneous ignition of the reaction mixture in the burner or mixing space at high oxygen concentrations. Another disadvantage of the known method of operation is the occurrence of soot in the gas produced and the increase in the final methane content with large hydrocarbon throughputs.

Es wurde nun gefunden, daß man bei der Späftung von flüssigen, verdampfbaren Kohlenwasserstoffen in Abstichgaserzeugern hohe Ausbeuten an Kohlenoxyd und Wasserstoff erhält und die genannten Schwierigkeiten vermeidet, wenn man die Kohlenwasserstoffe verdampft und vor ihrem Eintritt in den Gaserzeuger mit einem endothermen Vergasungsmittel und Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherter Luft mischt und zur Verrneidung einer Nebelbildung im Mischraum vor dem Gaserzeuger die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe und bzw. oder die Vergasungsmittel überhitzt. Es wird dadurch erreicht, daß im Gaserzeuger von Anfang an ein homogenes Gemisch von Kohlenwasserstoff und endothennem Vergasungsmittel mit dem Sauerstoff vorhanden ist, wodurch eine praktisch restlose Spaltung der Kohlenwasserstoffe ohne Ruß- und Harzbildung gewährleistet ist. Insbesondere setzt sich der Sauerstoff mit den dampfförmigen Kohlenwasserstoffen um, bevor der Koks des Generators mit demselben reagieren kann. Die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe ist bei dieser Arbeitsweise so vollständig und so schnell, daß auf dielVerwendung eines Katalysators verzichtet werden kann. Selbstverständlich kann man einen solchen in besonderenFällen noch zuführen.It has now been found that when splitting liquid, vaporizable Hydrocarbons in tap gas generators have high yields of carbon oxide and hydrogen and avoids the difficulties mentioned, if you use the hydrocarbons evaporated and before entering the gas generator with an endothermic gasification agent and oxygen or oxygen-enriched air and for avoidance a mist formation in the mixing space in front of the gas generator, the vaporous hydrocarbons and / or the gasification agent is overheated. It is achieved in that in the gas generator a homogeneous mixture of hydrocarbons and endothenic gasifying agent from the start with the oxygen is present, whereby a practically complete splitting of the hydrocarbons is guaranteed without soot and resin formation. In particular, the oxygen settles with the vaporous hydrocarbons before the coke of the generator with can react to the same. The conversion of the hydrocarbons is in this mode of operation so completely and so quickly that there is no need to use a catalyst can be. Of course, one can still do this in special cases respectively.

Um im Mischraum vor dem Gaserzeuger eine Nebelbildung zu verhindern, ist es notwendig, die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe und bzw. oder die Vergasungsmittel auf eine entsprechende Temperatur zu erhitzen. Die Umsetzung des Gemisches von dampfförmigen Kohlenwasserstoffen mit Vergasungsmitteln kann in der Weise geschehen, daß man die Stoffe in einer geeigneten Mischvorrichtung zusammenführt. Man kann auch das endotherine Vergasungsmittel den flüssigen Kohlenwasserstoffen vor ihrer Verdampfung ganz oder teilweise zusetzen und so die Verdampfung der höhersiedenden Anteile erleichtern. Dabei wird gleichzeitig erreicht, daß bei Störungen in der Zuführung der Kohlenwasserstoffe eine sofortige automatische Spülung und Sperrung der Leitung für die Kohlenwasserstoffe erfolgt.To prevent mist formation in the mixing room in front of the gas generator, it is necessary to use the vaporous hydrocarbons and / or the gasification agents to be heated to an appropriate temperature. Implementation of the mixture of vapor Hydrocarbons with gasification agents can be done in such a way that the Combines substances in a suitable mixing device. One can also use the endotherine Gasification agent completely or completely or the liquid hydrocarbons before their evaporation partially clog and thus facilitate the evaporation of the higher-boiling components. At the same time it is achieved that in the event of disturbances in the supply of the hydrocarbons an immediate automatic flushing and blocking of the line for the hydrocarbons he follows.

Für die Verdampfung der flüssigen Kohlenwasserstoffe wird zweckmäßig die fühlbare Wärme des im Gaserzeuger hergestellten Gases verwendet, die bei einer Kombination von Kohlenwasserstoffspaltung und Vergasung von festen Brennstoffen höher liegt als bei der Vergasung fester Brennstoffe allein.It is expedient for the evaporation of the liquid hydrocarbons the sensible heat of the gas produced in the gas generator used, which at a Combination of hydrocarbon splitting and gasification of solid fuels higher than the gasification of solid fuels alone.

Als exothermes Vergasungsmittel verwendet man vor allem Sauerstoff. Man kann jedoch auch an Sauerstoff angereicherte Luft verwenden. Als endotherme Vergasungsmittel eignen sich vor allem Wasserdampf und Kohlendioxyd.The main exothermic gasification agent used is oxygen. However, oxygen-enriched air can also be used. As an endothermic Gasification agents are mainly water vapor and carbon dioxide.

Der aus dem hergestellten Gas abgeschiedene Flugkoks kann zur weiteren Vergasung in den Gaserzeuger eingeführt werden. Infolge des hohen Temperaturniveaus in diesem wird eine weitgehende Vergasung dieses Flugkokses erreicht. Man kann dabei z. B. in der Weise arbeiten, daß der im Staubsack und Wirbler abgeschiedene Flugkoks an einer oder mehreren Stellen dem Gaserzeuger zugeführt wird. Die verdampften Kohlenwasserstoffe können an derselben Stelle oder getrennt davon zugeleitet werden.The fly coke separated from the gas produced can be used for further Gasification can be introduced into the gas generator. As a result of the high temperature level in this an extensive gasification of this fly ash is achieved. You can do it z. B. work in such a way that the deposited coke in the dust bag and swirler fed to the gas generator at one or more points will. the Vaporized hydrocarbons can be fed in at the same point or separately will.

Neben den flüssigen, verdampfbaren Kohlenwasserstoffen können auch noch gasförmige Kohlenwasserstoffe getrennt davon direkt dem Gaserzeuger zugeführt werden.In addition to the liquid, vaporizable hydrocarbons, still gaseous hydrocarbons fed separately to the gas generator will.

Beispiel Ein mit Koks beschickter Abstichgaserzeuger wird über dessen Brenner mit 8000 Nm3/h Sauerstoff beaufschlagt. Dem Sauerstoff wird vor Eintritt in die Brenner jeweils Wasserdampf in einer solchen Menge zugefügt, daß die Temperatur im Koksbett noch ein sicheres Aufschmelzen der Asche gewährleistet. Das Vergasungsmittelgemisch wird vor der Einführung in die Brenner auf 2501 C erhitzt. Ein im wesentlichen aus C.- bis C.-Kohlenwasserstoffen bestehendes Kohlenwasserstoffgemisch mit einem Siedebereich von 40 bis 160' C, dessen Hauptanteil bei etwa 1003 C siedet, wird außerhalb der Brenner, vorgemischt mit einem Teil des für die Umsetzung benötigten Wasserdampfes, verdampft, auf 200' C erhitzt und in den Brennem mit den Vergasungsmitteln gemischt. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit in den Brennem bewirkt eine gute Homogenisierung des entstehenden Gemisches. Das Gemisch reagiert bei Austritt aus den Brennem sofort vollständig ab. Der Durchsatz an flüssigen Kohlenwasserstoffen kann bis auf 5,5 uh gesteigert werden, ohne daß Schwierigkeiten im Betrieb des Gaserzeugers auftreten. Der Methangehalt des zu 96 % aus Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehenden Gases liegt zwischen 0,08 und 0,12 Volumprozent. Es wurde keinerlei Rußbildung beobachtet.Example A tapping gas generator charged with coke is charged with 8000 Nm3 / h of oxygen via its burner. Before entering the burner, water vapor is added to the oxygen in such an amount that the temperature in the coke bed still ensures reliable melting of the ash. The gasifying agent mixture is heated to 2501 C before it is introduced into the burners. A hydrocarbon mixture consisting essentially of C. to C. hydrocarbons with a boiling range of 40 to 160 ° C, the main part of which boils at around 1003 C , is evaporated outside the burner, premixed with part of the water vapor required for the reaction, heated to 200 ° C and mixed with the gasifying agents in the burners. The high flow rate in the burners ensures good homogenization of the resulting mixture. The mixture immediately reacts completely when it leaves the burner. The throughput of liquid hydrocarbons can be increased up to 5.5 uh without difficulties occurring in the operation of the gas generator. The methane content of the gas, which consists of 96 % carbon oxide and hydrogen, is between 0.08 and 0.12 percent by volume. No soot formation was observed.

Zerstäubt man dagegen das gleiche Kohlenwasserstoffgemisch mittels Druckdüsen innerhalb der Brenner in das Vergasungsmitteigemisch hinein, so tritt bereits bei einem Durchsatz von 1,5 t/h an Kohlenwasserstoffen Ruß im erzeugten Gas auf. Bei einem Kolgenwasserstoffdurchsatz von 3 t/h ist die äußerste Grenze der Belastung erreicht. Der Methangehalt des erzeugten Gases überschreitet die 0,2-Volumprozentgrenze, und die Rußentwicklung ist so stark, daß trotz zweistufiger Gasreinigung Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung des erzeugten Gases auftreten.If, on the other hand, the same hydrocarbon mixture is atomized into the gasification agent mixture by means of pressure nozzles inside the burner, soot already occurs in the gas produced at a throughput of 1.5 t / h of hydrocarbons. With a hydrogen throughput of 3 t / h the extreme limit of the load is reached. The methane content of the gas produced exceeds the 0.2 volume percent limit, and the development of soot is so great that, despite the two-stage gas cleaning, difficulties arise in the further processing of the gas produced.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Spaltung von flüssigen, verdampfbaren Kohlenwasserstoffen zu Kohlenoxyd und Wasserstoff in Abstichgaserzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffe verdampft und vor ihrem Eintritt in den Gaserzeuger mit einem endothermen Vergasungsmittel und Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherter Luft gemischt werden, wobei man zur Verrneidung einer Nebelbildung im Mischraum vor dem Gaserzeuger die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe und bzw. oder die Vergasungsmittel überhitzt. PATENT CLAIMS: 1. A process for the cleavage of liquid, vaporizable hydrocarbons into carbon oxide and hydrogen in tapping gas generators, characterized in that the hydrocarbons are vaporized and mixed with an endothermic gasifying agent and oxygen or oxygen-enriched air before they enter the gas generator Avoidance of a mist formation in the mixing space in front of the gas generator, the vaporous hydrocarbons and / or the gasification agent overheated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Kohlenwasserstoffe vor ihrer Verdampfung mit dem endothermen Vergasungsmittel oder einem Teil davon zusammengebracht werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung der flüssigen Kohlenwasserstoffe durch die fühlbare Wärme des erzeugten Gases erfolgt. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem erzeugten Gas ausgeschiedene Flugkoks in den Gaserzeuger zurückgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 479029, 592189; österreichische Patentschrift Nr. 126352; britische Patentschrift Nr. 685 485; USA.-Patentschrift Nr. 1172 925. 2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid hydrocarbons are brought together before their evaporation with the endothermic gasification agent or a part thereof. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the evaporation of the liquid hydrocarbons takes place by the sensible heat of the gas generated. 4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the precipitated from the gas generated fly coke is returned to the gas generator. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 479029, 592189; Austrian Patent No. 126352; British Patent No. 685,485. U.S. Patent No. 1172 925.
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