DE135305C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das bisher übliche Verfahren der trocknen Destillation der Mineralkohlen u. dgl. (Leuchtgasfabrikation, Verkokung u. dgl.) besteht in der raschen Erhitzung derselben auf eine höhere Temperatur, bei welcher sich die verschiedenen Zersetzungsproducte mit einander gleichzeitig ausscheiden und gemeinsam aus den Erhitzungsapparaten entweichen, wobei die Trennung der verschiedenen gas- und dampfförmigen Bestandtheile, Ammoniakwasser, Theer und Gas, erst nach dem Austritt derselben aus den Erhitzungsapparaten in den Condensationsvorrichtungen erfolgt.

Die entstehenden Dämpfe und Gase erfahren in Berührung mit den glühenden Retortenwänden und den glühenden Kohlen weitere Zersetzungen und Umänderungen, so dafs die Vorgänge bisher im Einzelnen nicht klar erkannt werden konnten. Nur durch eine sorgfältig geleitete fraktionirte Destillation in der Weise, dafs die Erhitzung successive in getrennten Perioden unter gesonderter Auffangung der gewonnenen Destillate erfolgt, war es möglich , darüber genauen Aufschlufs zu erhalten. Die in dieser Weise von dem Erfinder angestellten Versuche haben ergeben, dafs

ι. bei der beginnenden Zersetzung der Kohlen bei Erhitzung auf ungefähr i6o° zunächst sich Dämpfe entwickeln, welche Lakmuspapier stark roth färben;

2. dafs erst bei weiterer Erhitzung noch über 200^c Theerdämpfe auftreten, und

3. dafs erst bei Temperaturen über 300⁰ bis zur Rothglühhitze Gase und gleichzeitig auch Ammoniak ausgeschieden werden.

Die in der ersten Periode entstehenden sauren Dämpfe zersetzen sich in den rothglühenden Retorten und in Berührung mit glühenden Kohlen in Kohlensäure und Wasser und geben also Veranlassung zur Verunreinigung der Leuchtgase mit Kohlensäure; daher gelangen die sauren Dämpfe als solche nur in geringen Quantitäten in die Vorlage, weshalb ihre Entstehung bisher unbeachtet blieb, wogegen das erst bei hoher Temperatur ausgeschiedene Ammoniak als charakteristisches Kennzeichen für die Steinkohle allgemein zu gelten pflegt.

Es ist dies gewifs ein klarer Beweis, dafs die Vorgänge der Destillation in der Periode vor der Entwicklung des Theers nicht eingehender untersucht wurden. Nach Muspratt, Bd. V, Spalte 302, Z. 24 ff., beginnt »die Gasentwicklung bei sehr fetten Steinkohlen schon bei 50⁰, wird merklich bei ioo° und erreicht bis zu 350⁰ eine Höhe von 1 bis 2 pCt. Man erhält in geringer Menge wässrige, theerige und gasförmige Producte, wenn der Ofen mit den die Kohle enthaltenden Retorten auf schwache Rothglut erhitzt ist. Erst bei dieser Temperatur beginnt die eigentliche Zersetzung, die Entwicklung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen, welch letztere bei steigender Temperatur eine weitere Umwandlung erfahren, unter denen bei niedriger Destillationstemperatur die flüssigen, bei hoher Temperatur die gasförmigen überwiegen«. Diese Resultate erhält man nur bei sehr fetten Steinkohlen und in Retorten, die auf schwache Rothglühhitze erhitzt sind. Nach zahlreichen Versuchen mit Steinkohlen, Braunkohlen u. dgl. von verschie-

denen Gewinnungsorten haben sich dagegen j durch Anwendung von weit niedrigerer Er- j hitzung die oben angeführten Resultate ergeben, dafs bis i6o° C. die wässrigen Destillate mit stark saurer Reaction, von da bis gegen 300⁰ die Theerdämpfe überwiegen und schliefslich, wie auch Muspratt angiebt, bei Temperaturen über schwache Rothglühhitze die Entwicklung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen und von Wasserstoff stattfindet.

Diese fraktionirte Destillation der festen Heizstoffe ist dadurch möglich, weil

1. die Temperaturen, bei welchen die verschiedenen flüchtigen Producte ausgeschieden werden, verschieden sind;

2. weil auch die Wärmemengen, die sie zu ihrer Bildung und Verdampfung bezw. Vergasung benöthigen, verschieden sind.

Bei der Destillation von festen Körpern kann man daher entweder

ι. mit grofsen Wärmemengen von geringerer Temperalurhöhe arbeiten, wobei die Durchführung des Processes eine längere Zeit beansprucht, oder

2. mit geringeren Wärmemengen von hoher Temperatur oder

3. mit grofser Wärmemenge mit hoher Temperatur, wobei der Procefs am raschesten vor sich geht.

In der letzteren Weise erfolgt gegenwärtig die Leuchtgasdarstellung. Die dabei angewendeten Temperaturen sind so hoch, dafs dabei zum Theil sogar die entstehenden schweren Kohlenwasserstoffe, welche die gröfste Leuchtkraft besitzen, in leichte Kohlenwasserstoffe von geringerer Leuchtkraft und in Wasserstoff, welches gar keine Leuchtkraft besitzt, zerfallen. Aufserdem werden die entstehenden Kohlenwasserstoffsauerstoffverbindungen in Kohlensäure und Wasser zerlegt und die Kohlensäure durch die glühenden Kohlen zu Kohlenoxyd reducirt.

Bei dem vorliegenden Verfahren erfolgt dagegen die Zersetzung bei verschiedenenen Temperaturen in der Weise, dafs die Erhitzung nur bis zu einer Höhe gesteigert wird, bei welcher sich bestimmte Zersetzungsproducte ergeben, und dann innerhalb gewisser Grenzen gehalten wird, so lange sich diese Producte ausscheiden, welche gesondert aufgefangen werden.

Vermindert sich nun die Menge der sich ausscheidenden flüchtigen Stoffe in sichtlicher Weise, so wechselt man die Vorlage und steigert die Temperatur der Erhitzung entsprechend.

Die Destillation nach dem vorliegenden Verfahren geschieht daher in folgender Weise:

i. Zu Anfang des Processes wird die Erhitzung nur so weit gesteigert, bis sich saure Dämpfe entwickeln, und dann so lange mit gleicher Intensität fortgesetzt, als sich saure Dämpfe ausscheiden, was bis zu einer Temperatur von ungefähr i6o° im Innern der Retorte erfolgt. Läfst die Entwicklung der sauren Dämpfe nach, so wird

2. die Erhitzung weiter gesteigert, worauf sich Theerdämpfe entwickeln.

Damit ist nun die Destillation beendet. Die angegebenen zwei Perioden der Destillation liefern verschiedenartige Destillationsproducte, welche gesondert aufgefangen werden können.

Diese beiden Perioden der Destillation können in ein und demselben Erhitzungsapparat oder auch in verschiedenen Apparaten erfolgen. In letzterem Falle empfiehlt es sich, die erste Periode in einem besonderen Apparat auszuführen, da die dabei erforderliche niedrige Temperatur und längere Dauer der Erhitzung die Anwendung von Apparaten gestattet, welche diesem Zwecke ungleich besser als die Retorten der Gasöfen entsprechen. Dasselbe ist auch bei der zweiten Periode der Fall.

Die angegebenen Perioden bilden gewissermafsen die Grundlagen des Verfahrens.

Die dabei sich ergebenden festen Rückstände, welche bei weiterer Erhitzung hauptsächlich Kohlenwasserstoffe liefern, bilden das Material zur Darstellung von Leuchtgasen von grofser Leuchtkraft, da es bei der Vergasung der bereits von vielen schädlichen Bestandtheilen befreiten Kohle nicht nöthig ist, die bei der Leuchtgasfabrikation gewöhnlich angewendete hohe Temperatur von über 1000⁰ in Anwendung zu bringen, was bisher nur geschah, um gleichzeitig auch einen Theil der Theerdämpfe zu zersetzen und für Beleuchtungszwecke nutzbar zu machen. Bei diesen hohen Temperaturen über 1000⁰ C. wurde aber gleichzeitig auch ein grofser Theil der schweren Kohlenwasserstoffe unter Bildung von leichtem Kohlenwasserstoff und Wasserstoff zersetzt.

Ferner gestattet das vorliegende Verfahren auch die Verwendung von solchen Mineralkohlen zum Zwecke der Erzeugung von Leuchtgas, welche bisher für diesen Zweck nicht für geeignet gehalten wurden, nachdem sie durch die angegebene Vorbehandlung eine wesentliche Reinigung von schädlichen Bestandtheilen erfahren haben. Insbesondere ist es der Schwefel, welcher während der ersten Periode als Schwefelwasserstoff und Merkaptan u. dgl. sich ausscheidet.

Ebenso eignet sich die aus der ersten und zweiten Periode resultirende Kohle aufserdem auch zur Erzeugung von Generatorgasen von hohem Heizwerthe, da dieselben frei sind von verschiedenen Verunreinigungen, welche die Generatorgase aus rohen Brennstoffen mit sich zu führen pflegen, ferner für Heizungen aller Art, da dieselbe zugleich höhere Heizwirkungen ergiebt, und ihre Verbrennung nur mit schwacher, schnell vorübergehender Rauchentwicklung ohne

Rufsbildung und ohne üble Gerüche erfolgt, welch letztere namentlich von der Ausscheidung vpn Schwefelverbindungen (Schwefelwasserstoff, Phenylsenföl) herstammen.

Bei den Versuchen nach dem gewöhnlichen Verfahren, aus Torf Leuchtgas zu gewinnen, stellte der hohe Kohlensäuregehalt des gewonnenen Torfgases wegen der erforderlichen höheren Reinigungskosten fast überall die Rentabilität der Torfgasfabriken in Frage, so dafs heute wohl kaum mehr eine solche in Betrieb steht (vergl. A. Hausding, Industrie der Torfgewinnung und Torfverwerthung, Berlin 1876, S. 313, Z. 28). Dieser Mifsstand ist auch bei der Holzgasdarstellung vorhanden, wobei 100 cbm Holzgas (mit bis 21 pCt. Kohlensäuregehalt) 100 bis 110 kg Kalk zur Entfernung der Kohlensäure erfordern. Diesem Uebelstande wird durch das vorliegende Verfahren in zweckmäfsigster Weise abgeholfen, da die Ausscheidung der Kohlensäure bereits während der ersten Periode erfolgt.

Claims (1)

1. Patent-An Sprüche:

   Verfahren zur fraktionirten Destillation von Mineralkohlen, Torf u. dgl. behufs Gewinnung von Säuren, Theer und einer rauchlos verbrennenden, zur Leuchtgasbereitung besonders geeigneten Kohle, darin bestehend, dafs der Rohstoff zunächst bei einer Temperatur bis etwa 160⁰C. so lange destillirt wird, als sich noch saure Dämpfe ausscheiden, worauf die Erhitzung bis auf etwa 300⁰ gesteigert und bis zur Ausscheidung der Theerdämpfe erhalten wird.
   Verfahren der fraktionirten Destillation von Mineralkohlen, Torf u. dgl. nach Patent-Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die erste Periode zur Ausscheidung der sauren Dämpfe in besonderen Apparaten mit Anwendung von niedrigeren Temperaturen durchgeführt wird, ferner ebenso die zweite Periode der Theerausscheidiing gleichfalls gesondert geschieht.