-
Verfahren zur Erzeugung von kohlenmonoxydarmem Fern-, Stadt- oder
Synthesegas durch Druckvergasung und CO-Konvertierung des Rohgases Es ist bekannt,
durch Vergasung fester oder flüssiger Brennstoffe oder von Gemischen aus festen
und flüssigen Brennstoffen mit Sauerstoff oder sauerstoffenthaltenden Gasen und
Wasserdampf, der auch ganz oder teilweise durch Kohlendioxyd ersetzt werden kann,
ein Fern-, Stadt- oder Synthesegas mit einem verhältnismäßig hohen Kohlendioxydgehalt
von etwa 25 bis 30 % zu erzeugen, dessen oberer Heizwert nach Auswaschen des Kohlendioxydes
bis auf etwa 2 Volumprozent je nach Art des eingesetzten Brennstoffes etwa zwischen
3700 und 4500 kcal/Nms liegt und dessen Kohlenoxydgehalt etwa 18 bis 40 Volumprozent
beträgt. Die Dichte des von Kohlendioxyd befreiten Gases ist höher als die des als
Versorgungsgas üblichen Kokereigases.
-
Der Kohlenoxydgshalt des Druckvergasungsgases kann zwischen 18 und
40 Volumprozent im gewaschenen Gas dadurch variiert werden, daß die Vergasung des
Brennstoffes mit größerer oder kleinerer Wasserdampfmenge durchgeführt wird, wobei
in jedem Fall aber nur ein Teil der Wasserdampfmenge umgesetzt wird. Bei höherem
Dampfzusatz wird der Kohlenoxydgehalt niedriger.
-
Ein hoher Dampfzusatz kann das Verfahren unwirtschaftlich machen,
und weil bei hohem Dampfzusatz die Vergasungstemperaturen verhältnismäßig niedrig
bleiben, können insbesondere bei der Verarbeitung fester Brennstoffe oder von deren
Gemischen mit flüssigen Brennstoffen Schwierigkeiten, z. B. beim Austrag der Asche
und beim Abzug des erzeugten Gases, auftreten.
-
Um mittels Druckvergasung fester und bzw. oder flüssiger Brennstoffe
eine dem Stadt- oder Ferngas entsprechende Gasqualität zu gewinnen, ist einerseits
durch Druckvergasung erzeugtes Gas zunächst durch Konvertierung auf niedrigere Dichte
zu bringen und sodann durch Zusatz heizkräftiger Gase im Heizwert einzustellen.
Andererseits soll die Druckvergasung unter den für diese technisch und wirtschaftlich
günstigsten Vergasungsbedingungen betrieben werden. Insbesondere sollen Dampf- und
Sauerstoffzusatz auf den vorteilhaftesten Gaserzeugungsbetrieb eingestellt werden,
wobei auch ein Rohgas von höherem Kohlenoxydgehalt erzeugt werden kann.
-
Es ist bekannt, das Kohlenoxyd in teerhaltigen Rohgasen wie auch in
weitgehend vom Teer befreiten Gasen aus der Gaserzeugung unter Normaldruck an geeigneten,
unempfindlichen Katalysatoren unter Zusatz von Wasserdampf zu Wasserstoff und Kohlendioxyd
zu konvertieren. Hierbei haben die gegen teerhaltige Rohguss wenig empfindlichen
Katalysatoren die Eigenschaft, daß sie bei den hohen Kohlensäuregehalten des Druckvergasungsgases
nur unzureichende Umsätze bei der Konvertierung bewirken.
-
Wenn die Konvertierung unter Druck durchgeführt wird, gestatten diese
wenig empfindlichen Katalysatoren nur niedrige Raumgeschwindigkeiten und haben eine
sehr begrenzte Aktivitätsdauer.
-
Es hat sich auch gezeigt, daß teerhaltige Gase nicht nur den Katalysator
schädigen, sondern auch Ansätze und Abscheidungen auf den Wänden der Wärmetauscher
und Erhitzer, in welchen das Gas auf die Temperatur der Konvertierung gebracht wird,
verursachen. Solche Ansätze und Verkrustungen auf Wärmetauscherflächen entstehen
hauptsächlich durch Krackung von im Gas enthaltenen Nebeln und Flüssigkeitströpfchen,
die sich auf den Heizflächen niederschlagen.
-
Es wurde nun gefunden, daß dieses Versagen des Katalysators und die
Verunreinigung der Wärrnetauscherflächen darauf zurückzuführen ist, daß im Druckvergasungsgas
auch nach Passieren des unmittelbar anschließenden Waschkühlers noch Stoffe
vorhanden
sind, welche die Aktivität des Konvertierungskatalysators schon nach kurzer Zeit
erheblich vermindern oder völlig vernichten. Diese Stoffe sind insbesondere reaktionsfähige
Asphaltstoffe, z. B. unstabile Pechbestandteile, leicht polymerisierbare Verbindungen
des Kohlenstoffes mit Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, ferner Verbindungen,
wie Styrol, Diolefine, Stickoxyde.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von kohlenmonoxydarmem
Fern-, Stadt- oder Synthesegas durch Druckvergasung von festen und/oder flüssigen
Brennstoffen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen und Wasserdampf, der ganz
oder teilweise durch Kohlendioxyd ersetzt werden kann, Abkühlen des Rohgases in
einem Waschkühler und katalytische Konvertierung des in dem Rohgas enthaltenen Kohlenmonoxyds
mit Wasserdampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff bei etwa dem Druck der Gaserzeugung
und unter Ausnutzung des im Rohgas enthaltenen Wasserdampfes.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß vor
der Konvertierung durch die Zufuhr von Teer und/oder Öl und gegebenenfalls Wasser
in das heiße Rohgas mittels einer Teilkondensation eine Ausscheidung von den Konvertierungskatalysator
schädigenden festen, flüssigen oder dampfförmigen polymerisierbaren Begleitstoffen
herbeigeführt wird, aber noch wesentliche Mengen von Öl und Teer als Dampf im Gas
belassen werden, und daß anschließend im Gas enthaltene Nebel oder Tröpfchen mit
bekannten Mitteln aus dem Gas entfernt werden.
-
Unter diesen Bedingungen ist nicht nur die Druckkonvertierung des
Gases ohne Schädigung des Katalysators durchführbar, sondern es gelingt zugleich,
die im Gas verbliebenen Öl- und Teerbestandteile zu veredeln. Man kann den Gehalt
des Gases an Öl-und Teerdämpfen vor der Konvertierung durch Zugabe von Öl oder Teer
-erhöhen. Diese in das rohe Vergasungsgas eingeführten Mengen von Teer oder Öl können
das in den Waschkühler zur Kühlung des Gases üblicherweise eingeführte Wasser ganz
oder teilweise ersetzen.
-
Die Reinigung des heißen Druckvergasungsgases von den genannten Störstoffen
erfolgt in der Weise, daß dem aus dem Druckgaserzeuger kommenden heißen Gas Öl und/oder
Teer und gegebenenfalls Wasser zugefügt werden. Dadurch wird die Temperatur des
heißen Gases erniedrigt und sein Gehalt an Teer- und Öldämpfen erhöht. Das Gas wird
dabei und gegebenenfalls in einem nachgeschalteten Wärmetauscher so weit gekühlt,
d'aß sich eine Kondensatmenge ausscheidet, welche die festen, flüssigen und polymerisierbaren
Störstoffe enthält. Im Gas verbliebene Nebel und Flüssigkeitströpfchen worden mit
bekannten Mitteln, z. B. Stoßscheidern, Filtern od. dgl., aus dem Gas entfernt.
Zur Verhinderung einer erneuten Nebelbildung werden zweckmäßig die Stoßabscheider
und Filter auf Temperaturen gehalten, bei denen Nebel- und Flüssigkeitsbildung nicht
mehr eintreten kann. Das auf diese Weise gereinigte Gas wird sodann in einem Erhitzer
auf die Konvertierungstemperatur gebracht, wobei zwischen Filter und Erhitzer jede
Abkühlung des Gases, die wieder zur Bildung von Nebel und Flüssigkeitströpfchen
im Gas führen könnte, sorgfältig vermieden wird.
-
Die Abkühlung zwecks Kondensatbildung aus dem Gas kann in bekannten
Abhitzekesseln oder ähnliehen Wärmetauschern durchgeführt werden. Das dabei entstehende
Kondensat kann als Waschflüssigkeit in das Rohgas zurückgeführt werden. Zweckmäßig
werden die dabei ausgeschiedenen hochsiedenden Teer- oder Pechbestandteile in den
Gaserzeuger zurückgeführt, um damit in bekannter Weise in den oberen Schichten des
Brennstoffbettes eine durch diese Stoffe benetzte Schicht zu erzeugen, welche eine
Filterwirkung hat und die Mitführung von festen Brennstoffanteilen vermindert. Auf
diese Weise werden zugleich die Störstoffe im Gaserzeuger teilweise zerstört.
-
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, die nach Durchführung
der Konvertierung aus dem Gas in veredelter Form gewonnenen Teerbestandteile ganz
oder teilweise, z. B. als bestimmte Fraktionen, gegebenenfalls auch zusammen mit
den erhaltenen wäßrigen Kondensatoren, der Reinigung des Rohgases an jenen Stellen
zuzuführen und zu verdampfen, an denen eine Herabkühlung des Gases zur Ausscheidung
von hochsiedenden Teer- und Pechbestandteilen stattfindet. Auf diese Weise werden
veredelbare Teerbestandteile mehrfach der Veredelungswirkung des Konvertierungskatalysators
unterworfen und die Qualität der veredelten Produkte erhöht.
-
Zusätzlich können an einer beliebigen Stelle zwischen Gasaustritt
aus dem Gaserzeuger und Gaseintritt in die Konvertierung im Prozeß anfallende oder
fremde Kohlenwasserstoffe zur Verdampfung und Umwandlung an dem Katalysator eingeführt
werden unter der Voraussetzung, daß diese Kohlenwasserstoffe nicht in Tröpfchenform,
sondern nur in dampfförmigen Zustand mit dem Katalysator in. Berührung kommen. Hierdurch
wird mit Sicherheit vermieden, daß flüssige oder feste Störstoffe auf den Katalysator
gelangen und dort Schädigungen hervorrufen. Wichtig ist hierbei und in allen anderen
Fällen die Anordnung so zu treffen, daß auch in den Erhitzungseinrichtungen thermische
Zersetzung von im Gas enthaltenen Kohlenwasserstoffen od. dgl. nicht vorkommen kann.
Zweckmäßig wird dabei in den Heizeinrichtungen das Heizmittel im Gegenstrom zum
zu erhitzenden Gas geführt.
-
Durch Behandlung des heißen Rohgases mit Öl und/oder Teer erfolgt
eine Erhöhung seines Gehaltes an Öl- und Teerdämpfen, womit eine mehr oder weniger
weitgehende Kühlung des Gases verbunden ist. Da nun Öl- und Teergemische eine besonders
intensive Abscheidung der Störstoffe aus dem Gas bewirken, braucht nicht so stark
gekühlt zu werden wie beim Arbeiten mit Wasser. Daraus ergibt sich der Vorteil,
daß das Gas nach der Behandlung mit Öl und Teer schon nach Abscheidung geringer
Mengen von Teerkondensat bei entsprechend hoher Temperatur durch die Stoßscheider
oder Filter in die Konvertierung geleitet werden kann und daß die Wärmetauscher,
durch die das Gas auf die für die Konvertierung notwendige Temperatur gebracht werden.
soll, zum Teil oder ganz überflüssig werden.
-
Die Menge des auszuscheidenden, die Störstoffe enthaltenden Kondensates
wird danach bemessen, wie weit die noch im Rohgas verbliebenen Teer- und Öldämpfe
bzw. Gasbestandteile den Konvertierungskatalysator innerhalb längerer Betriebszeit
schädigen. Hierbei besteht aus Gründen der Veredelung der im Gas enthaltenen Kohlenwasserstoff
e, ein Interesse daran, die Menge der ausgeschiedenen Bestandteile möglichst
zu beschränken. Es hat sich weiter gezeigt,
daß die Menge der ausgeschiedenen
Stoffe insbesondere dann geringer sein kann, wenn es gelingt, auch die feinsten
ausgeschiedenen Tröpfchen abzuscheiden. Damit gewinnt ein hoher Wirkungsgrad des
Abscheiders eine große Bedeutung.
-
An diese Behandlung des Rohgases durch Einführen von Teer und/oder
Öl und Abscheiden eines Kondensates, gegebenenfalls unter zusätzlicher Abkühlung,
kann sich eine Behandlung mit oberflächenaktiven Stoffen, wie Kohlen oder Koksen
mit genügender Aktivität der Oberfläche, Silikagel, aktiver Tonerde, oder durch
Spaltkatalysatoren, wie Chromoxydkatalysatoren auf aktiven Trägersubstanzen, anschließen.
Dies ist z. B. dann vorteilhaft, wenn durch Ausscheidung von hochsiedenden Teer-
oder Pechbestandteilen durch Abkühlen wohl die störenden Teerbestandteile des Rohgases,
nicht aber andere Störstoffe, wie Styrol, Diolefine oder Stickoxyd, entfernt wurden,
die im Gas vorhanden sind und welche mit sich selbst oder miteinander in polymerisierende
Reaktionen treten können, die, auf dem Konvertierungskatalysator eintretend, dessen
hohe Aktivität erheblich schädigen. In diesem Fall wird nach der Ausscheidung der
hochsiedenden Teer- oder Pechbestandteile durch Abkühlung die geschilderte Behandlung
mit oberflächenaktiven Feststoffen vor oder nach der Erhitzung des Gases auf die
Konvertierungstemperatur vorgenonunen, und dann erst wird das Gas über den Konvertierungskatalysator
geleitet.
-
Die oberflächenaktiven Stoffe werden in Form von Schüttungen oder
Wirbelschichten verwendet. Bei letzteren bildet das zu reinigende Rohgas oder während
der Periode der Regenerierung sauerstoffhaltiges Gas das Aufschwebegas. Die oberflächenaktiven
Stoffe können naturgemäß auch im Kreislauf zwischen zwei Reaktionsräumen geführt
werden, bei welchen sie in einem ersten Reaktionsraum die Entfernung der Störstoffe
aus dem Rohgas bewirken, um dann in einen zweiten Reaktionsraum übergeführt, dort
regeneriert und schließlich in den ersten Reaktionsraum zurückgeleitet zu werden.
-
Nach der Behandlung des Gases an den oberflächenaktiven Feststoffen
wird es gegebenenfalls noch filtriert, um etwaigen Abrieb der oberflächenaktiven
Feststoffe auszuscheiden, und gelangt, gegebenenfalls nach weiterer Aufheizung,
zur Konvertierung. Es enthält eine große Menge Kohlensäure sowie Kohlenoxyd, Schwefelwasserstoff,
organische Schwefelverbindungen, Ammoniak und Blausäure, d. h. alle Bestandteile
des Rohgases mit Ausnahme der durch die erfindungsgemäße Behandlung ausgeschiedenen
Störstoffe. Der für die Konvertierung des Kohlenoxyds erforderliche Wasserdampfgehalt
wird durch Einführen von Wasser oder Wasserdampf in das Rohgas an geeigneter Stelle
in bekannter Weise eingestellt.
-
Bei der Durchführung der Konvertierung nach den beschriebenen Methoden
der Vorbehandlung des Rohgases haben sich überraschenderweise folgende Vorteile
gezeigt: Die Vorbehandlung ermöglicht die Verwendung auch von sehr aktiven Konvertierungskatalysatoren,
deren Aktivität über sehr lange Zeiträume bei einer hohen Raumgeschwindigkeit etwa
von 500 bis 2500 Nm3 Gas, vorteilhaft 700 bis 1000 Nm3 je Kubikmeter Katalysator
und Stunde aufrechterhalten werden kann. Durch die Wirkung dieser Konvertierungskatalysatoren
erfahren die Öl- und Teerdämpfe eine wesentliche Veredelung und Stabilisierung.
So wird z. B. die Menge des im Rohgas enthaltenen Benzins etwa verdoppelt, wobei
die Aromaten im Benzin wesentlich zunehmen, der Olefingehalt sinkt und der Gehalt
an gesättigten Kohlenwasserstoffen ansteigt. Gleichzeitig nimmt der Gehalt an wasserlöslichen
Phenolen zu. Weiterhin sinkt der Gehalt der Kohlenwasserstoffe in Schwefelverbindungen.
Der Gehalt an sauren Ölen im Leicht- und Mittelöl ist erheblich geringer, was zeigt,
daß höhenmolekulare minderwertvolle Phenolanteile in wasserlösliche Phenole verwandelt
worden sind. Im Gas selbst ist der Blausäuregehalt und der Gehalt an organischen
Schwefelverbindungen auf Bruchteile des anfänglichen zurückgegangen.
-
Es hat auch ferner gezeigt, daß die erfindungsgemäße Reinigung des
Rohgases auch die Anwendung von Konvertierungskatalysatoren erlaubt, welche zugleich
hydrierende Wirkung aufweisen und die Veredelung der im Gas belassenen Öl- und Teerbestandteile
des Rohgases noch weiter fördern können. Diese kann so weit geführt werden, daß
das bei der Aufarbeitung des Gases nach der Konvertierung erhaltene Gasbenzin keiner
Aufarbeitung durch hydrierende Raffination mehr bedarf, sondern allein durch destillative
Trennung von Leicht- und Mittelöl und gegebenenfalls Auswaschung der Phenole unmittelbar
ein Motorentreibstoff erhalten wird.
-
Als Konvertierungskatalysator können z. B. mit Chromoxyd aktivierte
Eisenkatalysatoren, Luxmasse, Raseneisenerze oder ähnliche Eisenoxydhydrate verwendet
werden. Auch Katalysatoren, die Oxyde oder Sulfide der Metalle der VI. Gruppe des
Periodischen Systems, wie Molybdän, Wolfram, als wirksames Metall enthalten, sind
geeignet. Sie haben gleichzeitig eine mehr oder weniger deutliche hydrierende Wirkung,
insbesondere wenn sie noch Sulfide oder Oxyde der Metalle der VIII. Gruppe des Periodischen
Systems, z. B. Kobalt, enthalten. Als geeignet hat sich beispielsweise ein Katalysator
aus aktiver Tonerde mit 3,4 % CoO und 9,6 % Mo03 erwiesen.
-
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen erhöht sich noch durch
die Vorteile, welche durch die Verwertungsmöglichkeiten des konvertierten Gases
entstehen: Das aus z. B. Steinkohle erzeugte Druckvergasungsrohgas hat nach Ausscheidung
der Kohlensäure einen Heizwert unter 4000 kcal/Nm3. Um diesen zu erhöhen, kann ihm
Erdgas zugemischt werden, wobei aber die Dichte über jene des Kokereigases steigt.
Damit ist aber die Verwendung des Mischgases als Ferngas be- oder verhindert. Wird
dagegen das Druckvergasungsgas konvertiert und von Kohlensäure ganz oder teilweise
befreit, so fällt seine Dichte stark ab. Es kann daher durch Zumischen von Gasen
hohen Heizwertes, wie z. B. Erdgas, Raffineriegas, Propan, Butan, leicht auf den
erforderlichen Ferngasheizwert von z. B. 4600 kcal/Nm3 gebracht werden, ohne die
Dichte des Kokereigases zu überschreiten. Hiermit werden Störungen in den Verarbeitungsbetrieben,
welche Ferngas verwenden und deren Brenner auf Dichteunterschiede oft sehr empfindlich
reagieren, vermieden. Ferner kann die Dichte des erzeugten Gases durch Zusatz von
anderen Gasen höherer Dichte, wie Stickstoff, Kohlendioxyd, Rauchgasen od. dgl.,
eingestellt werden.
-
Auch die Druckvergasung selbst kann erfindungsgemäß besonders günstig
betrieben werden. Der
Kohlenoxydgehalt des Druckvergasungsgases
kann bekanntlich dadurch zwischen etwa 18 und 40% im Reingas variiert werden, daß
die Vergasung des Brennstoffes mit größerer oder kleinerer Wasserdampfmenge durchgeführt
wird. Man kann nun erfindungsgemäß vorteilhaft mit geringem Dampfzusatz arbeiten
und schon dadurch wesentlich wirtschaftliche Vorteile erzielen. Aber auch aus technischen
Gründen ist dieser geringere Dampfzusatz von Bedeutung, denn -er ergibt auch bei
schwierigen Brennstoffen eine Asche, die sich leicht und bequem aus dem Druckgaserzeuger
austragen läßt, was bei hohem Frischdampfzusatz in vielen Fällen auf Schwierigkeiten
stößt.
-
In der Zeichnung ist das Fließschema einer Anlage zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise dargestellt.
-
Im Gaserzeuger 1 wird Kohle mit Dampf und Sauerstoff bzw. sauerstoffhaltigem
Gas unter Druck vergast- Das Gas tritt mit etwa 500 bis 600° C in den Waschkühler
2 ein, in dem durch die Pumpe 12 eine Mischung von Wasser und Teer bzw. Öl umgepumpt
wird. Das Gas nimmt hierbei Wasser- und Öldämpfe auf und kühlt sich dabei auf etwa
200° C ab. Im Abhitzekessel3 gibt es einen Teil seiner Wärme zur Erzeugung von Dampf
ab und wird hierbei weiter auf etwa 170° C gekühlt. Das im Abhitzekessel anfallende
Kondensat aus Wasser, Teer und Öl geht in den Teerscheider 9, von .dem aus der staubhaltige
Teer durch die Pumpe 11 wieder in den Gaserzeuger 1 zurückgepumpt wird. Ein Teil
des aus dem Abhitzekessel kommenden Kondensates wird durch die Pumpe- 12 in den
Waschkühler 2 gefördert. Das -naü vorgereinigte Gas strömt durch einen Stoßabscheider
4, in dem die Teer- und Öltröpfchen abgeschieden worden, gelangt eventuell gemäß
einer anderen Ausführungsform des Verfahrens in den Behälter 5 für oberflächenaktive
Stoffe, in dem Harzbildner und polymerisierende Verunreinigungen aus dem Gas entfernt
werden. Im Wärmeaustauscher 6 wird das gereinigte Gas auf die Reaktionstemperatur
erhitzt und gelangt in den Konvertierungsreaktor 7, in welchem die Konvertierungsreaktion
stattfindet. Das heiße Konvertgas gibt im Wärmeaustauscher 6 einen Teil seiner Wärme
an das entgegenströmende Rohgas ab und wird schließlich im Konvertgaskühler 3 auf
Umgebungstemperatur gekühlt; das hier anfallende Kondensat wird im ölscheider 10
gesammelt. Ein Teil des Öles wird durch die Pumpe 13 -entweder in den Waschkühler
2 oder vor den Stoßabscheider 4 bzw. den Behälter 5 gepumpt, wo es zur weiteren
Sättigung des Rohgases mit Öldämpfen dient. Die Einführung dieses Öles kann gleichzeitig
an allen drei genannten Punkten erfolgen- oder auch nur an einem oder zwei Punkten,
je nachdem, welche Sättigung des Rohgases erwünscht ist.
-
Während bei der herkömmlichen Arbeitsweise die Pumpe 12 aus dem Teerscheider
9 allein die abgetrennte wäßrige Phase auf den Kopf des Waschkühlers 2 zurückführt,
wird im erfindungsgemäßen Verfahren ein Teil des Gesamtkondensates aus dem Waschkühler
2 und dem Abhitzekessel 3, vermehrt um die Öle, die aus dem Kondensat des Konvertgaskühlers
8 abgetrennt sind, auf den Waschkühler zurückgeführt. Mit diesem Gesamtkondensat
gelangen große Mengen Öl- und Teerstoffe in den Waschkühler, und es wird aus dem
Kondensat nur so viel Wasser mitgenommen, wie zur Aufsättigung des Gases und zur
Einstellung seines Wasserdampfgehaltes erforderlich ist.
-
Beispiel Der Gaserzeuger arbeitet unter einem Druck von 23 atü und
mit Sauerstoff und Wasserdampf im Verhältnis von etwa 1 Nm2 Sauerstoff zu 4,5 bis
6,5 kg Wasserdampf, als Vergasungsmittel. Das so gewonnene Gas verläßt den Gaserzeuger
bei der Vergasung von Gasflammkohle mit einer Temperatur von etwa 500 bis 600° C.
Es wird in einem Waschkühler auf eine Temperatur von etwa 210 bis 190° C, zweckmäßig
200 bis 195° C, abgekühlt. Bei einer Rohgasproduktion von 30 000 Nm3/h werden dem
Waschkühler etwa 80 m3 Eigenkondensat mit etwa 4 bis 8 m3 Teer sowie 1 bis 10 m3
Teeröl zugeführt. Im Waschkühler fallen dabei Staub-, Pech- und Teeranteile an.
Aus dem Waschmittel nimmt das Gas Wasser in Dampfform auf. Die Menge des aufgenommenen
Wassers ist abhängig von der Temperaturlage und dem Taupunkt des in den Waschkühler
gelangenden Gases. Das Gas tritt in den Waschkühler mit einem Taupunkt von beispielsweise
178° C ein und verläßt den Waschkühler mit einem. Taupunkt von etwa 195° C. Es kann
in einem Abhitzekessel bis auf Temperaturen von etwa 160 bis 170° C weiter gekühlt
werden, wobei sich ein- wasserhaltiges Kondensat ergibt. Das Kondensat wird im Kreislauf
als Waschmittel durch den Waschkühler bewegt. Nach Verlassen des Abhitzekessels
hat das Gas etwa folgende Zusammensetzung (bezogen auf trockenes Gas):
| C02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26,5% |
| CO ................... 23% |
| H2 .................... 39% |
| CH4 .................. 10% |
| N2 .................... 1% |
| 0 |
Das Gas enthält 240 bis 270 mg/Nm3 organisch gebundenen Schwefel und eine dem Taupunkt
entsprechende Wasserdampfmenge, d. h. etwa 0,3 bis 0,4 kg/Nm3 Gas, ferner 100 bis
200 mg/Nm3 Blausäure, wechselnde Mengen gasförmiger Kohlenwasserstoffe und 15 bis
100 g/Nm3 kondensierbare Kohlenwasserstoffe.
-
Wird dieses Gemisch von Gas und Dampf nach Durchgang durch einen Stoßscheider
nun konvertiert, so zeigt es sich, daß trotz hohem CO.- und Wasserdampfgehalt eine
Veränderung der kondensierbaren und gasförmigen Kohlenwasserstoffe auftritt, derart,
daß die Gasbenzinmenge sich etwa verdoppelt und die darin vorhandene Aromatenmenge
wesentlich zunimmt, in vielen Fällen sich verdoppelt, wodurch die Dichte des Gasbenzins
sich erhöht, daß die Bromzahl auf etwa ein Viertel, z. B. von 47 auf 12, und der
Olefingehalt entsprechend abnehmen, z. B. von 20 Volumprozent auf 6 Volumprozent,
und daß der Gehalt an gesättigten Kohlenwasserstoffen z. B. von 12 Volumprozent
auf 29 Volumprozent und der Gehalt an wasserlöslichen Phenolen z. B. von 2 auf 10
g/1 ansteigt, und ferner der Gesamtschwefelgehalt des Gasbenzin z. B. von 0,81 Gewichtsprozent
auf 0,15 Gewichtsprozent sinkt. Das Gasbenzin wird nach der Konvertierung in bekannter
Weise, z. B. durch eine Ölwäsche, gewonnen, nachdem Jiöhersiedende Benzin- und Ölanteile,
die im konvertierten
Gas enthalten sind, durch Kondensation abgeschieden
worden sind. Diese sind nach dem Durchgang durch den Katalysator spezifisch leichter
als vorher. Ihr Gehalt an sauren Ölen nimmt erheblich ab, z. B. von 36 Volumprozent
auf 13 Volumprozent. Der Schwefelgehalt ist ähnlich wie der des Gasbenzins gesunken.
Gleichzeitig nehmen der Blausäuregehalt des Gases z. B. von 170 auf 4 mg/Nm3 und
sein Gehalt an organisch gebundenem Schwefel z. B. von 300 auf 25 mg/Nm3 ab.
-
Außerdem sind wesentlich für den erfindungsgemäßen Betrieb, daß die
Gasbelastung zwischen etwa 500 bis 2500 Nm3 Gas pro Kubikmeter Katalysator und Stunde
liegen kann und daß bei Katalysatortemperaturen von etwa 240 bis 660° C, z. B. 400
bis 500° C, gearbeitet wird.
-
Die Herstellung eines normengerechten Ferngases - ausgehend von einem
erfindungsgemäß konvertierten Druckvergasungsgas - sei an Hand des folgenden Beispiels
erläutert: Das konvertierte Gas hat beispielsweise einen Kohlenoxydgehalt von 6%.
Seine Dichte beträgt nach Auswaschen des Kohlendioxyds auf einen Restgehalt von
z. B. 2 bis 3 % etwa 0,25 bis 0,3, bezogen auf Luft. 1000 Nm3 dieses konvertierten
Druckvergasungsgases, die nach Reinigung auf 3 % Kohlendioxyd 648 Nm3 Reingas ergeben,
werden mit 334 Nm3 Erdgas und 193 Nm3 Stickstoff zu 1175 Nm3 normengerechten Ferngas
gemischt.