DE1467178C - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff durch katalytische Zersetzung
eines Kohlenwasserstoffstromes in einem mit nur zwei Umsetzungszonen unter Ausschluß einer
Koksentnahme arbeitenden System. Bei Wirbelschicht- oder Bewegtbettumwandlungssystemen mit
Katalysatoren zur Zersetzung eines leichten Kohlenwasserstoffstromes, wie Methan, wendet man wesentlich
andere Arbeitsbedingungen an als bei der katalytischen Krackung von Gasölströmen zwecks
Lieferung verbesserter Benzinausbeuten. Der Kohlenwasserstoffstrom wird ohne Nebenreaktionen und bei
sehr hohen Umwandlungen je Durchgang zersetzt, um Wasserstoff und Kohlenstoff selbst in Gegenwart
eines Katalysators bei wesentlich höheren Temperaturen zu liefern, als sie bei katalytischer Krackung
angewandt werden, wie z. B. oberhalb 649° C oder mehr, im allgemeinen im Bereich von 816 bis
1093° C oder höher. Die Regenerierstufe wird ebenfalls im allgemeinen unter Bedingungen mit einem
enger eingeregelten Sauerstoffgehalt durchgeführt als bei der katalytischen Krackung, um einen an Koh.lenmonoxyd
reichen Abgasstrom und einen geregelten Kohlenstoffspiegel auf den Katalysatorteilchen aufrechtzuerhalten, die zur Reaktionszone zurückgeführt
werden. Bei der katalytischen Krackung von Gasöl ist es üblich, die behandelten Katalysatorteilchen, die
aus der Reaktionszone abgezogen werden, auszu- - streifen, um occludierten Kohlenwasserstoff daraus
vor ihrem Eintritt in die Regenerierzone zu entfernen. Für eine verbesserte Wasserstoffproduktion
werden umgekehrt Ausstreifung und Reduzierung der regenerierten und wiedererhitzten Katalysatorteilchen
vor der Einführung der Teilchen in die Reaktionszone durchgeführt. Dadurch vermindert
man die Überführung von Kohlenoxyden sowie des Katalysators in den oxydierten Zustand auf ein
Mindestmaß. Ein stark oxydierter Katalysator neigt zur Erzeugung übermäßiger Mengen an Kohlenoxyden
innerhalb der Reaktionszone und beeinträchtigt Umwandlungsgrad und Reinheit des Wasserstoffs.
Bei einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff aus einem leichten methanhaltigen
Kohlenwasserstoffstrom in Gegenwart von feinverteilten Katalysatorteilchen ist eine Reaktionskammer
vorgesehen, die am unteren Ende den Einlaß für den Reaktionstrom und am oberen Ende einen
Produktauslaßstrom besitzt, und ferner ist eine längliche Regenerierkammer vorgesehen. Zwischen den
beiden Kammern befinden sich Überführungsleitungen, und unter der Regenerierkammer ist eine längliche
Ausstreifkammer in der Überführungsleitung von der Regenerierkammer zur Reaktionskammer
angeordnet. Am Gasauslaß der Regenerierkammer ist außerdem ein Teilchenabscheider angeschlossen,
der abgetrennte, regenerierte Teilchen in die Wirbelschicht der Regenerierkammer zurückführt. Für eine
einwandfreie Trennung des rein zu gewinnenden Wasserstoffes von dem bei der Regenerierung durch
die Abbrennung von Koks entstehenden Kohlcnoxyds ist diese Anordnung mit gewissen Nachteilen verbunden,
insbesondere sind die dort verwendeten Wirbelschichten in der Reaktionskammer und in der
Regenerierkammer unvorteilhaft, denn sie gestatten keine restlose Ausnutzung des Katalysators, und es
ergeben sich Schwierigkeiten durch die in Wirbelschichten häufig auftretende Kanalbildung.
Die Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, durch eine andere Anordnung und Ausgestaltung
der einzelnen Anlageteile unter Erzeugung eines echten Gegenstromes zwischen Katalysatorteilchen
und Reaktionsmitteln die Trennung zwischen Wasserstoff und Kohlenoxyden zu verbessern und die
Möglichkeit einer Mitführung von sauerstoffhaltigem Gas in die Reaktionszone sicher auszuschalten.
Ausgehend von der erwähnten bekannten Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff durch katalytische
Zersetzung eines Kohlenwasserstoffstromes in einem System mit nur zwei Umsetzungszonen wird
diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die stehende längliche Ausstreifkammer oberhalb
der Reaktionskammer angeordnet ist, der Teilchenabscheider in einer höheren Ebene als das
obere Ende der Reaktionskammer liegt, deren oberes Ende in offener Verbindung mit dem unteren Ende
der Ausstreifkammer steht, der Teilchenauslaß am unteren Ende der Reaktionskammer angebracht ist,
der unterste Teil des Abscheiders in offener Verbindung mit der Ausstreifkammer steht und die Verbindungsleitung
vom Teilchenauslaß des Abscheiders zum oberen Teil der Ausstreifkammer führt, die
einen Auslaß für das Ausstreifgas am oberen Ende besitzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzen die Ausstreifkammer und die Reaktionskammer
in Abstand übeinander Einbauten zur mehrfachen Wiederherstellung der absinkenden
Teilchen· und des aufsteigenden Gasstromes, und ein Teilchenabscheider ist an dem Produktauslaß der
Reaktionskammer angeschlossen, dessen Teilchenabführung mit dem Inneren der Reaktionskammer
verbunden ist. ,
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform liegt die Ausstreifkammer zumindest teilweise innerhalb des
oberen Teiles der Reaktionskarnmer und mündet mit ihrem offenen unteren Ende unmittelbar in das obere
Ende der Reaktionskammer ein. Bei einer anderen Ausführungsform liegt mindestens ein Teil der Ausstreifkammer
oberhalb des oberen Teiles der Reaktionskammer, und ihr offenes unteres Ende mündet
in das obere Ende der Reaktionskammer ein.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet gegenüber der bekannten Vorrichtung vor allem den
Vorteil, daß ein echter Gegenstromfluß von Reaktionsmittel und Katalysator in der Reaktionszone
erreicht wird, wodurch der Katalysator besser als in einer Wirbelschicht ausgenutzt und die Kanalbildungsgefahr
ausgeschaltet ist. Der Gegenstromkontakt ist auch deshalb vorteilhaft, weil hierbei die
heißesten Katalysatorteilchen mit dem Reaktionsmittel an einer Stelle in Berührung gebracht werden,
wo letzteres die kleinste Menge nicht umgewandelte Kohlenwasserstoffe enthält und infolgedessen eine
möglichst große Umwandlung erzielt wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus dem unmittelbaren Anschluß
der Ausstreifzone an die Reaktionszone gegenüber dem bekannten Anschluß an die Regene-.
rierzone, weil gemäß der Erfindung ein Teil des heißen Reaktionsgemisches selbst beim Austritt aus
der Reaktionszone als Abstreifmittel herangezogen wird., Schließlich ist es von Bedeutung, daß in den
Gegenstromkammern größere Katalysatorteilchen benutzt werden können als in Wirbelschichten. Auch
kann der Betrieb bei einem sehr geringen Druck in der Regenerierzone durchgeführt werden, wodurch
die Kosten für die Luftverdichtung reduziert werden.
Diese Vorteile gelten auch gegenüber einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung von Kohlenmonoxyd
und Wasserstoff in verschiedenen Mengenverhältnissen aus Xohlenwasserstoffgasen. Dort wird
die Kohlenwasserstoffbeschickung, z. B. Methan, mit regeneriertem Katalysator vereinigt und geht mit
diesem zusammen im Gleichstrom durch das Karbonisiergefäß. Dort erfolgt die Zersetzung des
. Kohlenwasserstoffes zu Wasserstoff und Kohlenstoff in einer Wirbelschicht, aus der der Wasserstoff nach
oben entweicht, während der mit Kohlenstoff beladene Katalysator unten abgezogen, mit Sauerstoff
vereinigt und zum Regenerator befördert wird, dessen Betrieb so eingestellt ist, daß im wesentlichen
Kohlenmonoxyd gebildet wird. Letzteres wird aus dem Wirbelschichtregenerator abgezogen und mit
dem Wasserstoff zu Synthesegas vereinigt. Da also hier ohnehin ein aus beiden Gasen gemischtes Produktgas
angestrebt wird, spielt die Mitnahme von Sauerstoff und Kohlenmonoxyd durch die regenerierten
Katalysatorteilchen zum Karbonisiergefäß keine wesentliche Rolle.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet auch den Vorteil, daß der Druck innerhalb der Reaktionszone auf ein Höchstmaß zu bringen ist, während
gleichzeitig der Druck der Regenerierzone auf einem Mindestmaß gehalten wird, so daß die Kosten für
die Luftkomprimierung herabgesetzt "werden. Die Anordnung gestattet, die Teilchengröße für die kata-Iytische
Umwandlung zu variieren. Während in der üblichen Wirbelschicht die Katalysatorteilchen verhältnismäßig
fein sind, können verhältnismäßig große Teilchen bei Betrieb einer normalen pneumatischen
Förderung verwendet werden, zumal ein Schwerkraftfluß durch die Abstreif- und Reaktorabschnitte
im Gegenstrom zum gasförmigen Kohlenwasserstoff erfolgt.
Eine verbesserte Kohlenwasserstoffumwandlung und hohe Wasserstoffausbeuten durch geregelte
Raumgeschwindigkeit innerhalb der Reaktionszone ergeben sich, weil nach der Erfindung mehrere senkrecht
übereinanderliegende Roste benutzt werden, die eine Wiederverteilung und möglichst günstigen
Kontakt zwischen den absinkenden Teilchen und einem aufsteigenden Reaktionsstrom bewirken. Eine
verlängerte Verweilzeit am Kontakt mit den Katalysatorteüchen führt zu den besten Ausbeuten.
Die Zusammenfassung der Abstreifzone mit dem oberen Endteil der Reaktionszone ist ein besonders^
vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, das auf Wasserstofferzeugung anwendbar, aber auf Gasölkrackung
natürlich nicht anwendbar ist; insofern als mindestens ein Teil des wasserstoffreichen Stromes leicht zur
Verwendung als Abstreifstrom für die Entfernung von Kohlenoxiden und Reduktion von aus der oxydierenden
Regenerierzone kommenden erhitzten Katalysatorteilchen abgezweigt werden kann. Auch
sind Wiederverteilungsplatten von Vorteil, um eine mehrstufige Umwandlung der Teilchen mit einer
Verdrängung mitgerissenen Gases zu gestatten, wenn sie im mehrstufigen Schwerkraftfluß absinken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist auch ein Raum zur Trennung von Gas und Teilchen an
den beiden oberen Enden der Reaktionszone und der Ausstreifzone vorgesehen, so daß eine möglichst
geringe Menge Katalysatorteilchen mit dem Gasstrom mitgerissen wird.
F i g. 1 zeigt schematisch eine Umwandlungsanlage oder ein System mit Anwendung einer aufsteigenden
verdünnten Kontaktphase in einer länglichen senkrechten Regenerierzone und einem absinkenden
Schwerkraftteilcheniluß in der Reaktionszone und Abstreifzone.
Fig. 2 erläutert eine Abänderung der Ausführung
und Anordnung des Katalysatortabstreifers bezüglich des oberen Endteiles der.Reaktionszone, bei der die
Abstreifzone völlig außerhalb der Reaktionszone
ίο liegt. · · ■
F i g. 1 zeigt eine Reaktionszone 1 mit einer unteren Einlaßleitung 2 mit Kontrollventil 3 zur Einleitung
eines Kohlenwasserstolfbeschickungsstromes, wie Methan, um diesen Strom nach der Reaktion
CH4-^2H., + C katalytisch zu zersetzen. Der'Kohlcnwasserstoffgasstrom
steigt senkrecht durch die Zone 1 im Gegenstrom zu der Wirbelschicht mit Katalysatorteilchen
auf, die durch Schwerkraft vom oberen Ende der Reaktionszone absinkt. Fig. 1 zeigt mehrere
übereinanderliegende Lochplatten oder Roste 4 verteilt über die Höhe der Reaktionszone 1, so daß sich
eine mehrstufige Wiederverteilung der absinkenden Teilchen bei gleichzeitiger Aufbrechung etwa gebildeter
Kanäle oder Blasen im aufsteigenden Gasstrom und wirksamem Gegenstromkontakt zwecks bester
Umwandlung in Wasserstoff ergibt. Das obere Ende der Reaktionszone 1 ist mit einem erweiterten Abschnitt
5 versehen, der eine innere längliche Trennzone 6 sowie einen Raum für eine innere senkrechte
längliche Abstreifzone 7 darstellt. Letztere ist mit mehreren Seite an Seite liegenden Platten 8 versehen,
um auch einen mehrstufigen Kontakt in der Abstreifzone zu ergeben. Erhitzte und regenerierte Katalysatorteilchen
treten am oberen oder mittleren Teil der Abstreifzone 7 von einer Überführungsleitung 9
ein, so daß sie im absteigenden Schwerkraftfluß über die Platten 8 und im Gegenstrom zu einem aufsteigenden
wasserstoffreichen Strom gehen, der am offenen unteren Ende der Abstreifzone 7 vom oberen
Ende der Reaktionszone 1 eintritt. Die entstehenden abgestreiften und praktisch reduzierten ,Teilchen
treten also in die Reaktionszone 1 ein, um darin, wie oben erwähnt, im Gegenstrom abzusinken. Am
oberen Ende der Abstreifzone wird ein Abstreifgasstrom, der mitgeführte Kohlenoxyde enthält, aus
dem Trennabschnitt 10 uiid der Überführungsleitung 11 abgezogen. Gleichzeitig geht der Hauptteil des
wasserstoffreichen Produktstromes am Kopf der Reaktionszone 1 durch die obere Trennzone 6 zur
Überführungsleitung 12. Letztere ist mit einem Teilchenabscheider 13 verbunden, aus dem ein praktisch
teilchenfreier WasserstrolTstrom durch Leitung 14 abgeführt wird, während die Katalysatorteilchen
auf dem Wege über die Leitung 15 zur Reaktionszone 1 zurückkehren.
Aus dem absinkenden Schwerkraftfluß und dem mehrstufigen Kontakt zwischen Teilchen und aufsteigendem
Gasstrom werden Vorteile sowohl in der Abstreifzone als auch in der Reaktiohszone erzielt.
Die Prallplatten 8 in der Abstreifzone bewirken eine
mehrstufige Verlagerung oder Verdrängung von occludierten Kohlenoxyden durch wiederholte Auffangung
und Wiederverteilung und die wiederholte Kontaktbehandlung des aufsteigenden zum Abstreifen
dienenden Anteiles des wasserstoffreichen Stromes, infolgedessen treten in das obere Ende der
Reaktionszone abgestreifte und im wesentlichen reduzierte heiße Katalysatorteilchen ein. Die über-
einanderliegendcn Reste 4 in der Reaktionszone bewirken in ähnlicher Weise eine Wiederverteilung
absinkender Katalysatorteilchen bei gleichzeitiger Wicderaufteilungdes aufsteigenden Reaktionsstromes,
so daß dort eine wirksame Umwandlung des letzteren in Wasserstoff und Kohlenstoff stattfindet. Der Gegenstromfluß
ist auch von Vorteil, um eine genügende Katalysatormenge in der Reaktionszone für eine verminderte
Raumgeschwindigkeit und wirksame Umwandlung bequem aufrechtzuerhalten. Dies gilt besonders
im Vergleich zu dem Kontakt in einer aufsteigenden Säule einer verdünnten Phase von hoher
Geschwindigkeit, wo die Teilchen und der Reaktionsstrom einander entgegengesetzt fließen. In einer
Versuchsanlage wurde z. B. mit Katalysatorteilchen und einem Methanstrom in gegenläufigem Durchgang
durch ein Reaktionsrohr von 2,54 cm Weite bei einer Einspcisungsgeschwindigkeit von 3,llmm3/Sld.
und einer Umwandlungstemperatur von ungefähr 840' C gearbeitet. Man erreichte eine 86%ige Umwandlung
von Methan in Wasserstoff und Kohlenstoff. Bei folgenden Versuchen unter Verwendung
eines Reaktionsrohrcs von 3,81 cm Weite, wodurch das Innenvolumen praktisch verdoppelt wurde, ergab
sich eine 91.5", «ige Umwandlung bei einer ähnlichen
Einführungsgeschwindigkeit in die Reaktionszone infolge der geringeren Raumgeschwindigkeit
und des größeren Katalysatorvolumens in der Reaktionszonc Tatsächlich wurde ermittelt, daß die Einspeisungsgeschwindigkcit
im wesentlichen verdoppelt werden konnte, um so 5.66 bis 7,08 ni3/Std. bei einer
Reaktionstemperatur von 840° C zu ergeben und Umwandlungen zu bewirken, die denen in dem
Reaktionsrohr von 2,54 cm Weile äquivalent waren. Bei dem System nach der Erfindung werden die
behandelten Katalysatorteilchen mit Kohlenstoffablagerung vom unteren Ende der Reaktionszone 1
durch den Auslaßabschnitt 16, Regelventil 17 und Überführungsleitung 18 abgezogen. Letztere ist mit
dem unteren Ende der Regenerierzone 19 verbunden, so daß die carbonisieren Teilchen mit Luft behandelt
weiden können, die durch Leitung 20 und Regelventil 21 eingeführt wird, um einen Kontakt in der
aufsteigenden Wirbelschichtsäule zu ergeben. Die anfallenden erhitzten Teilchen mit vermindertem
Kohlenstoffgehalt gehen aus der gestreckten Regenerierzonc 19 durch eine obere Überführungsleitung 22
zum Teilchenabscheider 23. Letzterer dient zur Abtrennung der Katalysatorteilchen von dem Abgasstrom,
der durch Leitung 24 abgeführt wird, während die Teilchen durch eine Überführungsleitung 9 zur
Abstreifzone 7 absinken, wie schon erwähnt wurde. Der Regenerierbetrieb wird vorzugsweise unter geregelten
Oxydationsbedingungen durchgeführt, um übermäßige Verbrennung und Oxydation des Katalysators
auszuschließen und einen an Kohlenmonoxyd reichen Strom am Kopf aus der Regenerierzone austreten
zu lassen. Da die Reaktion der Kohlenwasserstoffzersctzung
hoch endotherm ist. muß unbedingt genügend Wärme durch die regenerierten Katalysatortcilchen
überführt werden, um die Temperatur der Reaktionszonc auf einer angemessenen Höhe für
eine wirksame Umwandlung zu halten. Daher wird ausreichend Luft oder Sauerstoff in die Rcgencrierzone
eingeführt, um genügend Kohlenoxyde für eine ausreichende Wärmerzeugung zu liefern, damit die
Katalysatorteilchen auf eine Temperaturhöhe gebracht werden, die die Umwandlung im System
unterhält. Der Kohlenstoff spiegel. auf den Katalysatorteilchen
kann durch die vor sich gehende Art der Oxydation gesteuert werden, d. h. indem man das
Verhältnis von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd in der Regenerationszone steuert. In der Regenerierzone
wird eine hohe Wärmefreigabe bei gesteigerter Oxydation von Kohlenstoff zu Kohlendioxyd erhalten,
während eine verminderte Wärmefreigabe sich durch Verbrennung von Kohlenstoff zu Kohlenmonoxyd
ergibt. Bei geringstem Zusatz von Luft oder Sauerstoff kann die Kontrolle des Kohlenstoffspiegels
dadurch aufrechterhalten werden, daß man einen Teil des Abgasstromes im Kreis führt, um
Kohlendioxyd zur Verbrennung von Kohlenstoff in Kohlenmonoxyd gemäß der Reaktion CO., + C->
2 CO auszunutzen. Dadurch wird die Wärmeerzeugung in der Regenerierzone wesentlich erniedrigt.
Bei einer bevorzugten Anordnung des Systems nach der. Erfindung sollen das obere Ende der Regenerierzone
19 und die Teilchentrennzone 23 höher liegen als die Abstreifzone 7 und das obere Ende der
Reaktionszone 1. Dadurch wird der Schwerkraftfluß der heißen Katalysatorteilchen ausgenutzt, um die
kontinuierliche Bewegung des Systems durch die Abstreifzone und die Reaktionszone sowie die Rückkehr
der Teilchen zum unteren Ende der Regencrierzone aufrechtzuerhalten. : .
F i g. 2 erläutert eine abgewandelte Ausbildung des oberen Endes der Reaktionszone, bei der eine Abstreifzone
25 außerhalb des oberen Teiles der länglichen Reaktionszone 26 liegt. Der Betrieb, dieser abgeänderten Anordnung ist natürlich ähnlich wie bei
der nach F i g. 2 insofern, als heiße regenerierte Katalysatorteilchen aus einer Überführungsleitung 9'
zur Abstreifzone 25 absinken, um dort mehrfach mit einem aufsteigenden wasserstoffreichen Abstreifstrom
in Kontakt zu treten, der als Teil des Produktstromes erhallen wird. Der Katalysator sinkt über
mehrere zu beiden Seiten liegende Platten 27, um einen reduzierten und abgestreiften Katalysatorstrom
zu ergeben, der am oberen Ende in die Reaktionszone 26 eintritt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der letzteren treten die Teilchen mit dem Reaktionsstrom
in mehreren Stufen in Kontakt, da wiederum offene Roste 28 senkrecht übereinander
angeordnet sind, so daß die gewünschte wirksame Umwandlung des Kohlenwasserstoff stromes in Wasserstoff und Kohlenstoff hervorgerufen wird. Wie in
Fig. 1 geht der wasserstoffreiche Produktstrom am Kopf aus der Reaktionszone 26 zu einer Überführungsleitung
12' und von dort in den Teilchenabscheider 13'. Aus diesem können die Teilchen durch
Leitung 15' zur Reaktionszone zurückkehren, und ein teilchenfreier Strom geht am Kopf durch Leitung
14' ab. Ein wasserstoffreicher Abstreifstrom mit Kohlenoxyden wird getrennt am Kopf aus der Abstreifzone
27 durch die Auslaßleitung 11' abgeführt. Der Auslaß der Abstreifzone 27 kann auch mit
einem ähnlichen Teilchenabscheider wie die Abscheider 13 und 23 versehen sein, aber gewöhnlich
ist dies nicht erforderlich, weil nur eine verhältnismäßig kleine Gasmenge aufwärts durch die Abstreifzone
fließt. - '
Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß man eine offene Verbindung zwischen
dem unteren Ende der Abstreifzone und dem oberen Ende der Reaktionszonc anwendet, so daß ein Teil
des wasserstoflicichen Produktstiomes aus der Re-
aktiönszone durch die Abstreifzone in Gegenstrom zu einem absinkenden Fluß von Katalysatorteilchen
auftsteigen kann. Verschiedenerlei Standardformen von Lochplatten, Gittern, Rosten oder nebeneinanderliegenden
Platten können mit Erfolg zum Zwecke der Wiederaufteilung der Gasströme und
Teilchenströme verwendet werden. Auch können in der Anlage normale Teilchenabscheider verwendet
werden. Solche Abscheider können außerhalb der Kontaktabschnitte wie dargestellt liegen, sie können
aber auch innerhalb der erweiterten Trennabschnitte angeordnet werden, soweit sie innere Tauchschenkel
haben. .
Feuerfeste Katalysatorgrundstoffe, die verwendet werden können, sind Tonerde, Kieselsäure-Tonerde
oder Kieselsäure-Magnesia mit einem Oxyd von Zirkon, Titan u. dgl oder statt dessen ein oder mehrere
der vorstehenden Oxyde mit einem Oxyd von Chrom, Molybdän oder Vanadium. Vorzugsweise werden ein
oder mehrere Metalle bzw. Metalloxyde der Gruppe VIII des Periodischen Systems verwendet,
um eine möglichst gute Wasserstoffbildung zu sichern. So werden vorteilhaft Nickel-, Eisen- oder Kobältverbindungen
mit einem feuerfesten Träger, wie Kieselsäure-Tonerde, verwendet. Auch im Hinblick
auf den in der Regenerierzone erforderlichen katalytischen Effekt zur Steuerung der Wärmefreigabe und
des Verhältnisses von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd durch Vergasung von Kohlenstoff aus den
Katalysatorteilchen muß der Katalysator unbedingt von solcher Art sein, daß er der Oxydation durch
Kohlendioxyd widersteht und leicht reduzierbar ist. Die Größe der Katalysatorteilchen kann entsprechend
dem verwendeten Umwandlungssystem schwanken, aber für einen Wirbelschichtbetrieb wird die Teilchengröße
im allgemeien zwischen 0,01 und 0,8 mm Durchmesser liegen, so daß die Teilchen leicht aufgeströmt
und von einer Zone zur anderen geleitet werden können.
40
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff durch katalytische Zersetzung eines Kohlenwasserstoffstromes
in einem mit nur zwei Umsetzungszonen unter Ausschluß einer Koksentnahme
arbeitenden System mit einer stehenden Reaktionskammer, die am unteren Ende den
Einlaß für den Reaktionsstrom und am oberen Ende einen Produktstromauslaß besitzt, und mit
einer länglichen Regenerierkammer, mit Über-. führungsleitungen zwischen den beiden Kammern
und einer länglichen Ausstreifkammer in der Überführungsleitung zwischen Regenerierkammer
und Reaktionskammer sowie mit einem am Auslaß der Regenerierkammer angeschlossenen Teil-,
chenabscheider, dadurch gekennzeichnet, daß die stehende' längliche Ausstreifkammer
(7, 25) oberhalb der Reaktionskammer (1) angeordnet ist, der Teilchenabscheider (23) in einer
höheren Ebene als das obere Ende der Reaktionskammer (1) liegt, deren oberes" Ende in
offener Verbindung mit dem unteren Ende der Ausstreifkammer (7, 25) steht, der Teilchenauslaß
(16) am unteren Ende der Reaktionskammer (1) angebracht ist, der unterste Teil des Abscheiders
(23) in offener Verbindung mit der Ausstreifkammer (7, 25) steht und die Verbindungsleitung (9, 9') vom Teilchenauslaß des Abscheiders
(23) zum oberen. Teil der Ausstreifkammer (7,25) führt, die einen Auslaß (11,11') für das
Ausstreifgas am oberen Ende besitzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausstreifkammer (7, 25) und die Reaktionskammer (1) in Abstand übereinander
Einbauten (8, 27) zur mehrfachen Wiederverteilung der absinkenden Teilchen und des aufsteigenden Gasstromes besitzen und Teilchenabscheider
(13,13') an dem Produktauslaß (12,12') der Reaktionskammer angeschlossen ist,
dessen Teilchenabführung (15, 15') mit dem Inneren der Reaktionskammer (1) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstreifkammer (7) zumindest
teilweise innerhalb des oberen Teiles der Reaktionskammer (1) liegt und mit ihrem offenen
unteren Ende unmittelbar in das obere Ende der Reaktionskammer (1) einmündet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Aussreifkammer
(25) außerhalb des oberen Teiles der Reaktionskammer (1) liegt und ihr offenes unteres Ende unmittelbar in das obere Ende der
Reaktionskammer (1) einmündet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 623/69
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