DE1266273B - Verfahren zur Herstellung von Koks, insbesondere Elektrodenkoks und Wasserstoff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Koks, insbesondere Elektrodenkoks und Wasserstoff

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DE1266273B DEE18168A DEE0018168A DE1266273B DE 1266273 B DE1266273 B DE 1266273B DE E18168 A DEE18168 A DE E18168A DE E0018168 A DEE0018168 A DE E0018168A DE 1266273 B DE1266273 B DE 1266273B
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Peter L Silveston
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    • C10B55/02Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material with solid materials
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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Koks, insbesondere Elektrodenkoks und Wasserstoff Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Koks, insbesondere Elektrodenkoks, und Wasserstoff durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen mittels Elektrowärme.
  • Zur Herstellung von Koks aus Kohle sind bereits Öfen oder Retorten verwendet worden, deren Wände Elektroden enthielten. Zur Erreichung der für die Entgasung erforderlichen hohen Temperaturen wurden die Elektroden mit einer Stromquelle verbunden. Der erhaltene Koks enthielt jedoch Verunreinigungen und eignete sich nicht als Elektrodenkoks.
  • Es wurden auch schon aus Kohlenwasserstoffen durch thermische Spaltung Ruß und Wasserstoff hergestellt. Die thermische Spaltung erfolgte in einer Vorrichtung, die mit Graphitringen ausgekleidet war. Diese Graphitringe wurden elektrisch auf die erforderliche Temperatur erhitzt. Bei diesem Verfahren war die Wärmeausnutzung gering, die Wärme war ungleichmäßig verteilt, und es wurde kein Elektrodenkoks erhalten.
  • Bei einem ähnlichen Verfahren der thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen wurde die Wärme durch einen elektrischen Lichtbogen zwischen Elektroden geliefert, die in den Kohlenwasserstoff eintauchten. Zur Erzeugung des Lichtbogens war eine hohe elektrische Feldstärke erforderlich, und es wurde kein Elektrodenkoks erhalten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: a) die Spaltung der Kohlenwasserstoffe erfolgt in einer aus einer sich bewegenden oder aufgewirbelten Schicht inerter Feststoffe, vorzugsweise Koks, bestehenden Reaktionszone unter Absetzen des Kokses auf den Feststoffen; b) die Aufheizung der Feststoffschicht ganz oder teilweise auf Temperaturen von 980 bis 1650° C ohne Auftreten von Funkenentladung geschieht durch elektrische Widerstandsheizung bei einer elektrischen Feldstärke von 0,04 bis 400 V1cm; c) die zugeführten Kohlenwasserstoffe werden von den ausgetragenen Feststoffen vorgewärmt, während das die Reaktionszone verlassende heiße Wasserstoffgas in einer Aufheizzone den kalten, zum Teil im Kreislauf geführten inerten Feststoff aufheizt.
  • Es muß betont werden, daß erfindungsgemäß die heißen Feststoffe der Schicht selbst und nicht elektrische Funkenentladungen den Krackprozeß bewirken. Bei Berührung mit den auf diese Weise erhitzten Feststoffen wird die Kohlenwasserstoffbeschickung in leichte Dämpfe, z. B. H2, und in Kohlenstoff, der sich auf der Feststoffschicht absetzt, umgewandelt. Sowohl die Dämpfe als auch die mit Kohlenstoff überzogenen Feststoffe werden als Produkte abgefangen, die letzteren gewöhnlich als hochwertiges Elektrodenkoksmaterial.
  • Man erhält einen hohen Grad von Wärmeausnutzung vorzugsweise dadurch, daß man einen umlaufenden Teilchenstrom verwendet, um die Kohlenwasserstoffbeschickung vorzuwärmen und die aus der Umsetzungszone abströmenden Dämpfe zu kühlen, wobei die Teilchen selbst für den anschließenden Wärmeaustausch vorgewärmt werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Feststoffe in einer Menge von 0,67 bis 0,90 kg/m3 des als Produkt abgezogenen Wasserstoffgases zur Reaktionszone zurückgeführt. Es wurde festgestellt, daß in diesem kleinen Bereich ein Minimum an Energieerfordernis für das gesamte Umwandlungssystem gegeben ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei jeder Feststoffdichte durchgeführt werden. Die verwendeten Feststoffe sind im allgemeinen inert. Koks und Kohleteilchen werden besonders gern genommen, wenn man ein hochwertiges, festes Produkt gewinnen will. In einigen Fällen kann man auch zwei Arten von Teilchen verwenden: kohlenstoffhaltige Feststoffe in der Umsetzungszone und einen zirkulierenden Strom von Wärmeträgern, wie metallische oder keramische Perlen, Sand oder Graphit, um Wärme aus den aus der Krackzone abströmenden Dämpfen zurückzugewinnen. Die Wärme verwendet man, um die Beschickung der Reaktionskammer vorzuwärmen.
  • Dieses System ist besonders für die Verarbeitung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen geeignet, da derartiges Beschickungsmaterial mit den als Wärmeträgern dienenden Feststoffen leicht Wärme austauschen kann. Jedoch kann flüssiges Beschickungsmaterial, z. B. Schwerbenzin, bei entsprechender Veränderung der Wärmeaustauschvorgänge auch verwendet werden.
  • In den Zeichnungen zeigt A b b. 1 ein Einkammersystem für die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe einer elektrisch erhitzten, bewegten Feststoffschicht; A b b. 2 stellt die Beziehung zwischen dem Feststoffumlauf und dem Energiebedarf des gesamten Systems dar; A b b. 3 zeigt ein Vielkammersystem.
  • In A b b.1 wird ein verhältnismäßig einfaches System zur thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen bei hoher Temperatur gezeigt. Die Reaktionskammer 10 besteht aus drei Zonen: Zone 11 zur Vorerhitzung der Feststoffe und Abschreckung der gasförmigen Produkte, Zone 12 zur thermischen Spaltung und Zone 13 zur Vorerhitzung der Kohlenwasserstoffe und Abschreckung der festen Produkte. Die Kammer 10 ist länglich. Sie hat einen Durchmesser vor 3,05 m und eine Länge von 9,75 m. Davon nimmt die Krackzone 3,05 m ein. Zone 11 und Zone 13 sind 2,13 bzw. 4,57 m lang. Die Länge der Krackzone wird durch die Anordnung der Elektroden bestimmt. In dem Beispiel sind die Elektrodenpaare alle 30 bis 60 cm entlang der Krackzone verteilt. Während eine horizontale Verteilung gezeigt wird, können die Elektroden auch in Längsrichtung zur Kammer 10 angeordnet sein. Zwischen den Elektrodenpaaren wird eine elektrische Spannung angelegt. Zur besseren Übersicht sind die positiven und negativen Elektroden mit 14 bzw. 15 bezeichnet. Die angelegte Spannung kann eine Wechsel- oder Gleichspannung sein.
  • In der Kammer 10 wird eine verhältnismäßig dichte Koksteilchenmasse durch die Zonen 11, 12 und 13 abwärts geleitet. Die Dichte der bewegten Feststoffschicht liegt zwischen 0,64 und 1,2 g/cms, z. B. 1,025 g/cm3. Die Teilchengröße des Kokses liegt im allgemeinen zwischen 0,13 und 2,54 cm, insbesondere bei 0,63 cm.
  • Die Feststoffe werden in den oberen Teil der Kammer 10 eingeführt und durchlaufen sie mit einer Geschwindigkeit von 2,74 bis 3,04 m/h. In Zone 11 erfolgt der Wärmeaustausch zwischen den verhältnismäßig kühlen Feststoffen und den heißen aufströmenden Gasen der Krackzone 12. Die Feststoffe werden auf diese Weise auf eine Temperatur von etwa 1120° C erhitzt, während die Dämpfe auf eine Temperatur von 54° C abkühlen.
  • Im Beispiel soll Methan in Wasserstoff und Koks umgewandelt werden. Das Methan kann entweder als Naturgas oder als Rafinerieendgas vorliegen. Das Beschickungsgas wird gewöhnlich vor dem Kracken gereinigt, um H2S und C02 zu entfernen, die das Wasserstoffgas verunreinigen könnten. Die Koksqualität wird außerdem verbessert, wenn der Schwefelgehalt der Beschickung möglichst gering ist.
  • Angenommen, man möchte etwa 600 000 m3 H2 pro Tag herstellen, so würden pro Tag ungefähr 315 000 m3 Methan durch Leitung 19 in den unteren Teil der Kammer 10, d. h. die Zone 13, eingeführt. Die Kammer 10 steht unter einem Druck von etwa 4,55 atü. Das Methan, anfänglich auf Umgebungstemperatur, wird durch Berührung mit den heißen Feststoffen, die die Umsetzungszone 12 verlassen, auf eine Temperatur von 927 bis 982° C vorerhitzt. In dieser Zone findet kaum eine Spaltung statt.
  • Innerhalb der thermischen Spaltzone 12 wird zwischen den Elektrodenpaaren über die bewegte Feststoffschicht eine elektrische Spannung angelegt.
  • Der Strom bewirkt eine Erhitzung der Feststoffe auf Grund ihres Widerstandes, ohne merkliche elektrische Funkenentladungen in der Reaktionskammer auszulösen. Wird ein kohlenstoffhaltiger Feststoff eingesetzt, so sollte man eine Feldstärke von etwa 1,2 bis 3,9 V/cm anwenden, um die Temperatur des Feststoffes auf etwa 1030 bis 1370° C zu erhöhen. Die anzuwendende elektrische Feldstärke ändert sich mit der Leitfähigkeit des Feststoffes, der gewünschten Spaltung je Volumeinheit und der Umsetzungstemperatur. Allgemein liegt sie zwischen 0,04 und höchstens 400 V/cm.
  • In den Beispielen arbeitet die Umsetzungszone bei 1177° C und einer Feldstärke von 1,26 V/cm. Um Methan in hoher Ausbeute in H2 umzuwandeln, werden etwa 30 kWh auf 28,32 m3 Methan gebraucht. Die Kontaktzeit in Zone 12 beträgt etwa' 2 bis 3 s und die Umwandlung 9511/o. Dabei wird ein Gas erhalten, das 97,5% Wasserstoff enthält. Die hohe Wärmeausnutzung wird deutlich, wenn man den Energiebedarf mit den theoretisch für eine 95o/oige Umwandlung von 28,32 m3 Methan erforderlichen 24 kWh vergleicht.
  • Wenn das Methan durch Berührung mit der so erhitzten, bewegten Koksschicht zu Wasserstoff pyrolysiert wird, setzt sich gleichzeitig kohlenstoffhaltiges Material auf den Feststoffteilchen ab. Da man als Feststoff gewöhnlich Koks verwendet, der während des Verfahrens gewonnen wird, ist das letzte Feststoffprodukt des Verfahrens ein großes, einheitliches Koksteilchen, das sich zur Elektrodenherstellung eignet. In den meisten Fällen weist -es eine Teilchendichte von 1,762 g/cm3 auf.
  • Da sich kontinuierlich Kohlenstoff auf den Kontaktfeststoffen niederschlägt, wird, um eine verhältnismäßig gleichmäßige Größenverteilung zu erreichen, gewöhnlich ein Teil der zirkulierenden Feststoffe zerkleinert und/oder durch neue kleinere »Keimteilchen« ersetzt. Die Zerkleinerung der Feststoffe nimmt man am besten im Abschnitt 22 der Kammer 10 mit Hilfe von Düsen, die durch eine oder mehrere Leitungen 23 gespeist werden, vor. Das Zerkleinerungsgas kann Wasserstoff oder Methan sein. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Zerkleinerung in einer getrennten Kammer mit Hilfe verschiedener Einrichtungen, z. B. durch Schlag gegen eine Prallplatte, durchzuführen. Die Koksteilchen werden durch Leitung 24 oder auch aus anderen Teilen des Systems abgezogen. Der Koks ist ein hochwertiger Kohlenstoff, der für Elektroden in der Metallindustrie und als Rohmaterial bei der Calciumcarbid- und Phosphorherstellung gebraucht wird. Das Produktgas wird über Kopf durch Leitung 21 gewonnen.
  • Vorzugsweise werden die verhältnismäßig kühlen (316 bis 4821 C) Koksteilchen, die dem unteren Teil 22 der Reaktionskammer entzogen wurden, zurückgeführt. Dabei werden etwa 75 bis 80% der Feststoffe, die durch die Krackzone fließen, im Kreislauf in die Abschreckzone 11 geführt. Die Feststoffe werden über Leitung 25 und Hebevorrichtung 16 in den oberen Teil der Kammer 10 zurückgeleitet. Die Hebevorrichtung 16 ist vorzugsweise ein druckdichter Saugsatz oder auch eine Schnecke oder eine Kolbenaufgabevorrichtung.
  • Die Feststoffe, die durch den Wärmeaustausch mit der Methanbeschickung in Zone 13 abgekühlt worden sind, werden auf diese Weise durch Leitung 17 im Kreislauf in die Kühlzone 11 geführt. Die kühlen Feststoffe schrecken die Produktgase ab, während sie selbst für ihre Verwendung in der Krackzone vorerhitzt werden. Es ist meistens vorteilhaft, in Leitung 17 einen kleinen Sammelbehälter 26 anzubringen, um den Fluß der Feststoffe zur Reaktionskammer auszugleichen. Die Leitung 18 dient dazu, dem Strom, der in die Kammer 10 fließt, neue Feststoffe zuzusetzen und durch Entzug eines Teiles der zirkulierenden Reststoffe deren Menge zu verändern.
  • Die zirkulierenden Koksteilchen können durch verschiedene Einrichtungen, z. B. durch ein Gitterglied, über den Querschnitt der Behandlungszonen verteilt werden. Ein gleichmäßiger Fluß in dem Gefäß wird mit Hilfe ähnlicher Einrichtungen aufrechterhalten.
  • Der Koks, der in Zone 11 weitergeleitet wird, wird vorzugsweise in einem Kühler 27 gekühlt. Dieser kann aus einem einfachen Wasserstrahl bestehen. In der Zeichnung befindet sich der Kühler in der Leitung 25. Er kann aber auch an anderen Teilen der Umlaufanlage angebracht werden. Eine zusätzliche Kühlung der Umlauffeststoffe ist besonders dann empfehlenswert, wenn das Wasserstoffgas komprimiert werden soll. Notfalls kann die Kühlstufe auch weggelassen werden.
  • Man sollte erwarten, daß die Gesamtausnutzung (Energieverbrauch) des Systems sich mit dem Feststoffanteil in der bewegten Umsetzungszone (im wesentlichen der Anteil der zurückgeführten Feststoffe) ändert. Es wurde jedoch festgestellt, daß der Feststoffanteil in einem bestimmten Bereich nicht nur einen minimalen Energieverbrauch aufweist, sondern sich auch ändern kann, ohne daß sich der Wärmebedarf ändert.
  • Unerwarteterweise gibt es mehr als einen Punkt mit einer maximalen Ausnutzung. Es gibt aber einen bestimmten, beständigen Bereich von Feststoffanteilen, in dem der Energiebedarf auf einem Minimum gehalten wird. Dies ist in A b b. 2 dargestellt. Die zugehörigen, eingezeichneten Punkte der Abbildung sind in der folgenden Tabelle angeführt. Die festen Teilchen sind Koks. Sowohl die ursprüngliche Methanbeschickung als auch die zurückgeführten Feststoffe werden auf Umgebungstemperatur gehalten. Die Umsetzungszone hat eine Temperatur von etwa 1150 bis 1200' C. Man nimmt verhältnismäßig lange Kontaktzeiten.
    Tabelle 1
    Koksanteile Energiebedarf
    kg/'m3 des als Produkt k/1000 m3 Zunahme
    abgezogenen Wasserstoff
    Wasserstoffgases
    0,560 561,571 22
    0,682 459,225 -
    0,769 459,225 -
    0,873 459,225 -
    0,961 532,202 16
    1,121 667,478 45
    Wie aus der oben aufgestellten Tabelle und der graphischen Darstellung der A b b. 2 hervorgeht, kann man den Koksanteil über einen bestimmten Bereich ändern, d. h. etwa von 0,673 bis 0,897 kg/m3 des als Produkt abgezogenen Wasserstoffgases, wobei die beste Wärmeausnutzung dennoch erhalten bleibt.
  • Das vorliegende System ist daher besonders vorteilhaft, weil mäßige Schwankungen im Fluß die Ausnutzung nicht verringern und örtliche Veränderungen in Beschickung und Koksfließverhältnis über den Querschnitt des Kontaktgefäßes hin nicht mehr wichtig sind. Man erzielt deshalb leicht die besten Bedingungen.
  • Tabelle 2 enthält eine Zusammenstellung aller zweckdienlichen Angaben in bezug auf das oben beschriebene Gesamtsystem.
    Tabelle 2
    Möglicher Bereich Vorzugsbereich
    Umsetzungstemperatur, ° C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 980 bis 1650 1030 bis 1370
    Feststoffanteil, kg/m3 des als Produkt abgezogenen Wasser-
    stoffgases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,56 bis 1,12 0,67 bis 0,9
    Feldstärke zwischen den Elektroden, V/cm . . . . . . . . . . . . . 0,04 bis 400 1 bis 4
    Umsetzungsverweilzeit des Gases, s ... . ... . ... .. . ... . . . 0,5 bis 20 2 bis 5
    Teilchengröße der Feststoffe, cm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,13 bis 2,54 0,46 bis 1,01
    Zahlreiche Veränderungen können vorgenommen werden. Ein Teil der heißen Produktgase, z. B. Wasserstoff, kann zurückgeführt werden, um die Beschickung zu erwärmen. Dies ist besonders zu empfehlen, wenn die Beschickung aus einer Flüssigkeit besteht. In diesem Fall dient der Wasserstoff als Verdampfungsmittel. Außerdem kann man weitere Einlaßöffnungen für die Beschickung, z. B. Leitung 20, dazu verwenden, den Grad der Beschickungsvorwärmung zu überprüfen und die Verwendung von einer oder mehreren Arten von Beschickungsmaterial zu gestatten. So können flüssige und gasförmige Beschickungen gleichzeitig verarbeitet werden. Eine weitere Änderung der vorliegenden Erfindung betrifft eine Durchwärmungszone mit hoher Temperatur, wo das Koksprodukt der ersten Spaltungszone behandelt wird, um die elektrischen und mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Obgleich es im allgemeinen nicht gewünscht wird, kann das System auch so verändert werden, daß eine herabfließende Beschickung in Berührung mit sich aufwärts bewegenden Feststoffen kommt, wobei eine Schnecke oder eine Kolbenaufgabevorrichtung den vorher beschriebenen Saugsatz ersetzt. Man kann verschiedene, bestimmte Gefäße für die verschiedenen Wärmebehandlungsstufen benutzen.
  • Die Verwendung einer bewegten Feststoffschicht, die durch die Krackzone fließt, ist insofern vorteilhaft, als sie verhältnismäßig hohe Gasgeschwindigkeiten gestattet und keine feinen Feststoffe erfordert. Es gibt kein Problem der Rückgewinnung von mitgeführten Feinteilchen, und die Erhaltung der erforderlichen Größenverteilung der Feststoffe weist wenig oder gar keine Schwierigkeiten auf.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren kann auch in einer oder mehreren der Zonen eine verhältnismäßig dichte Wirbelschicht verwendet werden. A b b. 3 bezieht sich auf ein solches System.
  • Hier findet das erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich in der Krackzone 100 und in den Wärmeaustauschzonen 101 und 102 statt. In der Krackzone 100 wird an die Elektroden 110 und 111 eine Spannung angelegt, die ausreicht, um die Temperatur der Feststoffe so zu erhöhen, daß die Spaltung stattfinden kann, z. B. auf 1204 bis l.315° C.
  • Im Verfahren gemäß A b b. 3 werden die Feststoffe in der Zone 100 in Form einer verhältnismäßig dichten Wirbelschicht, z. B. mit einer Dichte von 0,64 bis 0,96 g/cms gehalten. Durch Leitung 112 wird ein Wirbelgas, z. B. Kohlenwasserstoffe (Methan), Wasserstoff oder ein inerter Gasstrom, eingeführt. Das Gas kann mit hohen Geschwindigkeiten eingeführt werden, damit die Feststoffe, z. B. Koks, zerkleinert werden, so daß eine für die Aufwirbelung geeignete Größenverteilung der Teilchen erreicht wird. Die Schicht besteht aus Feststoffen mit einer Korngröße von etwa 0,15 bis 0,84 mm. Die Beschickung, z. B. Methan oder ein verdampfbarer Kohlenwasserstoff, wird durch Leitung 117 in Zone 102 eingeführt und dort auf Umsetzungstemperatur vorerhitzt. Die vorerhitzte, gasförmige Beschickung fließt durch Leitung 114 in die Zone 100. Das Gitter 113 gibt der Feststoffmasse in Zone 100 Halt und verteilt das Beschickungsgas. Die Leitung 116 dient als zweite Möglichkeit, die Beschickung in die Krackzone einzuführen.
  • Vorwärmung und Wärmerückgewinnung werden durch Zirkulation einer verhältnismäßig groben Feststoffmasse zwischen den Zonen 101 und 102 durch den Durchlaß 118 erreicht. Die Feststoffe erhalten in Zone 101 Wärme von den Produktgasen, die in der Krackzone entwickelt worden sind, und geben diese Wärme in Zone 102 an die Beschickung ab. Gitter 105 dient dazu, die Krackgase über die Wärmerückgewinnungszone zu verteilen. Durch. Leitung 119 werden dem Vorwärmer ziemlich kühle Feststoffe entzogen, die durch Heberohr 103 und Leitung 106 in die Wärmegewinnungszone 101 zurückgeführt werden. Im allgemeinen entsprechen die Bedingungen in den Zonen 101 und 102 denen für bewegliche Schichten, um einen Gegenstromwärmeaustausch zu erzielen.
  • Durch Abflußöffnung 115 wird hochwertiger Koks aus der Krackzone abgezogen, der direkt gewonnen werden oder weiterhin dazu dienen kann, den verschiedenen, fließenden Gasströmen Wärme zu liefern.
  • Im allgemeinen wird eine gewisse Menge feiner Feststoffe mit den Produktgasen aus Krackzone 100, die durch Leitung 104 in Zone 101 gelangen, mitgerissen. Auch in Zone 101 fließen auf Grund des großen Unterschiedes in der Teilchengröße zwischen den mitgerissenen Feinteilchen und den als Wärmeträger dienenden Feststoffen (etwa 0,63 cm groß) die feinen Teilchen mit dem Strom der gasförmigen Produkte. Der Produktstrom wird durch Leitung 107 oben abgezogen, wobei die Feinteilchen im Zyklon 108 abgetrennt werden. Die Feinteilchen werden durch Leitung 109 gewonnen und können zur Krackzone geleitet oder anderweitig verwendet werden. Das Produktgas wird durch Leitung 120 gewonnen und kann anschließend in üblicher Weise gereinigt, z. B. mit Wasser gewaschen, und komprimiert werden. Da es erfindungsgemäß nicht notwendig ist, die Feinteilchen aus Gasen mit hohen Temperaturen zu entfernen, da sie vielmehr aus den aus der Zone 101 ausströmenden abgekühlten Gasen entfernt werden, kann die Abtrennvorrichtung für die Feststoffe bedeutend kleiner sein und aus billigeren Aufbaumaterialien bestehen, da die Temperatur -viel niedriger und somit das zu behandelnde Gasvolumen bedeutend geringer ist.
  • Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung gegenüber bekannten Verfahren folgende Vorteile: 1. Wirksamer Arbeitsvorgang über einen weiten Bereich von Schichtdichten sowohl unter Fließschicht- als auch unter Wirbelschichtbedingungen. Da die Feststoffe und nicht Funkenentladungen die Umsetzungsmittel darstellen, können Feststoffe jeder Dichte verwendet werden.
  • 2. Die erforderlichen Elektrodenspannungen sind niedriger als bei den »Bogen«-Verfahren. Daher können die Energieverwertungskosten durch einen optimalen Ausgleich zwischen Isolierung für hohe Spannungen und Verringerung der Hochspannungsenergieversorgung reduziert werden.
  • 3. Durch die Verwendung von zirkulierenden Feststoffen für die Produktwärmerückgewinnung und die Beschickungsvorwärmung erreicht man eine praktisch vollständige Wärmerückgewinnung. Der Energiebedarf wird nahezu auf die Bildungswärme der Beschickung bei Umsetzungstemperatur herabgesetzt.
  • 4. Anpassungsfähige Kapazitätsarbeit, da die Schichtdichte nicht kritisch ist. Ein weiter Bereich für Gas-(Beschickungs-)Geschwindigkeiten ist daher zulässig.
  • 5. Einfache Gewinnung von Feinteilchen. 6. Koksprodukt von großer Reinheit, das im Verfahren zu der für die Elektrodenherstellung gewünschten Größe agglomeriert.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Koks, insbesondere Elektrodenkoks, und Wasserstoff durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen mittels Elektrowärme, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte: a) die Spaltung der Kohlenwasserstoffe erfolgt in einer aus einer sich bewegenden oder aufgewirbelten Schicht inerter Feststoffe, vorzugsweise Koks, bestehenden Reaktionszone unter Absetzen des Kokses auf den Feststoffen; b) die Aufheizung der Feststoffschicht ganz oder teilweise auf Temperaturen von 980 bis 1650° C ohne Auftreten von Funkenentladung geschieht durch elektrische Widerstandsheizung bei einer elektrischen Feldstärke von 0,04 bis 400 V/cm; c) die zugeführten Kohlenwasserstoffe werden von den ausgetragenen Feststoffen vorgewärmt, während das die Reaktionszone verlassende heiße Wasserstoffgas in einer Aufheizzone den kalten, zum Teil im Kreislauf geführten inerten Feststoff aufheizt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der aus der Reaktionszone abgezogenen Feststoffe zerkleinert wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus Gründen der Senkung des Wärmebedarfs in der Reaktionszone auf ein Minimum der Koks in einer Menge von 0,67 bis 0,9 kg/ms des als Produkt abgezogenen Wasserstoffgases zur Reaktionszone zurückgeführt wird. In-Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 121854; USA.-Patentschriften Nr. 1220 391, 1597 277.
DEE18168A 1958-09-02 1959-08-28 Verfahren zur Herstellung von Koks, insbesondere Elektrodenkoks und Wasserstoff Pending DE1266273B (de)

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