DE1924666C3

DE1924666C3 - Vorrichtung zur Behandlung von Rohmaterial mit einem Behandlungsgas

Info

Publication number: DE1924666C3
Application number: DE19691924666
Authority: DE
Inventors: Shozo Ichikawa Ito (Japan)
Original assignee: MIFUJI IRON WORKS CO Ltd TOKIO
Current assignee: MIFUJI IRON WORKS CO Ltd TOKIO
Priority date: 1968-05-15
Filing date: 1969-05-14
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1273392A; DE1924666A1; FR2008605A1

Description

Kohlenmonoxyd und Wasserstoffgas. Auch bei diesel

50 Vorrichtung kann kein hinsichtlich Temperatur unc

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Be- Zusammensetzung einheitlicher und konstanter Gas-Handlung von Rohmaterial mit einem hinsichtlich strom erzeugt werden.

Temperatur und Zusammensetzung einheitlichen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Strom eines Behandlungsgases, mit einer zylindri- möglichst universell anwendbare Vorrichtung dci •chen Mischkammer zur Herstellung eines Brenn- 55 einleitend genannten Art zu schaffen, mit der eir •toff-Sauerstoff- oder Brennstoff-Luft-Gemisches, einheitlicher und konstanter Gasstrom eines Behandeiner Brennkammer zur Verbrennung dieses Gc- lungsgases erzeugt werden kann, dessen Tcmperatui mischcs zu einem inerten, nicht mehr als 2 Volum- und Zusammensetzung den jeweiligen Anforderunger Prozent Restsauerstoff enthaltenden Gasgemisch und angepaßt werden können.

einer Behandlungskammer für das Rohmaterial. 60 Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst

Die durch die USA.-Patentschrift 3 235 334 be- daß zwischen der Brennkammer mit vorgeschaltete) kanntgewordene Vorrichtung dieser Art dient zur Mischkammer und der Behandlungskammer eine Herstellung von Druckerschwärze aus Kohlenwasser- Konditionierungskammer mit einer zusätzlichen Gasstoffen. Die als Rohmaterial verwendeten Kohlen- zuführung angeordnet ist und das Verhältnis zwischer Wasserstoffe werden durch eine Brennkammer hin- 65 dem Innendurchmesser d_M der zwischen Mischkamdurch in eine Behandlungskammer geleitet und dort mer und Brennkammer liegenden öffnung und derr mit dem in der Brennkammer durch Verbrennung Innendurchmesser d_c der Brennkammer sowie zwieines Brennstoff-Sauerstoff- bzw eines Brennstoff- sehen dem Innenvolumen V_c der Brennkammer unc

lern Innenvolumen V_A der Konditionierungskammer Jen Gleichungen

, ~, ₌ ~.^_m+V_A>VhV_c 2ntspncht.

Mit der erfindungsgcroäßen Vorrichtung wird zulachst durch Verbrennung eines Brennstoff-Sauerstoff- bzw. Brennstoff-Luft-Gemisches in einer Brennkammer ein inertes Gas gebildet, das als Wärmeübertragungsmedium dient. Das Behandlungsgas wird in der Konditionierungskammer dadurch hergestellt, daß mit dem inerten verbrannten Gas ein zusätzliches Gas für die Durchführung der gewünschten Behandlung vermischt wird, wobei die Temperatur und die Zusammensetzung des Behandlungsgases gleichzeitig mit dem Mischvorgang auf den vorgeschriebenen Zustand gebracht werden. Wesentlich ist hierbei, daß die Konditionierung des Behandlungsgases und die Behandlung des Rohmaterials in verschiedenen Kammern durchgeführt werden, damit optimale und gleichmäßige sowie konstante Prozeßbedingungen ermöglicht werden. Hierdurch können Produkte mit gleichmäßiger und hervorragender Qualität erzeugt werden. Der thermische Wirkungsgrad und der Ertrag der Erzeugnisse sind hoc!,, die Betriebskosten sind gering.

Bei einer Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur thermischen Spaltung von Petroleumkohlenwasserstoffen kann die Spaltung unter konstanten Bedingungen durchgeführt werden. Die Erzeugnisse haben bei einem niedrigen Gehalt an Nebenprodukten, wie Teer oder Koks, eine hervorragende Qualität. Die Ausbeute ist sehr groß.

Bei einer Anwendung der Vorrichtung zur Destillation von Festmaterialien mit einem inerten Behandlungsgas hoher Temperatur kann das Festmaterial ohne Oxydation oder Verbrennung gleichmäßig destilliert werden, so daß bei hoher Ausbeute Produkte hervorragender Qualität erzeugt werden.

Bei einer Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur schonenden Oxydation von Festmate- +o rialien mit einem oxydierenden Behandlungsgas hoher Temperatur kann das Festmaterial, ohne zu verbrennen, gleichmäßig oxydiert werden. Die mit großem Ertrag erhaltenen Produkte besitzen eine hervorragende Qualität.

Bei einer Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reduktion von Festmaterial mit reduzierendem Behandlungsgas hoher Temperatur kann ebenfalls bei hoher Ausbeute ein gleichmäßig reduziertes Festmaterial mit hervorragenden Eigenschaften erzielt werden.

Die erfindunjjSgemäße Vorrichtung eignet sich auch zur Aktivierung karbonisierten Materials mittels eines Behandlungsgases, das überhitzten Dampf enthält. Es wird bei hohem Ertrag eine gleichmäßige Karbonisierung erzielt.

Ferner eignet sie sich zur Umwandlung gasförmiger Rohmaterialien wie Erdgas,ölgas, Wassergas zu einem Gas gewünschter Zusammensetzung mittels eines Behandlungsgases hoher Temperatur. Auch hier wird eine große Ausbeute erzielL

Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung gasförmiger oder fester Rohmaterialien mittels eines Behandlungsgases der gewünschten Temperatur und Zusammensetzung geeignet, wobei der Behandlungsvorgang einfach und billig ist und das mit hoher Ausbeute erhaltene Produkt ausgezeichnete und gleichförmige Eigenschaften besitzt.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand von Figuren im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g, 1A eine schematische Seitenansicht eines Konditionierofs, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung darstellt, im Querschnitt,

F ί g. 1B eine schematische Vorderansicht dieses

Konditionierers,

F i g. 1C eine schematische Draufsicht dieses Konditionierers,

F i g. 2 bis 4 schematische Darstellungen von Verfahren, in denen die Vorrichtung verwendet wird,

Fig.5A eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsforra der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,

Fig.5B eine schematische Vorderansicht dieser

Vorrichtung,

F ΐ g. 6 eine schematische Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform im Querschnitt,

F i g. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt.

In den Figuren besitzen die gleichen "teile stets die

gleichen Bezugszeichen.

Die F i g. 1 A, 1B und 1C sind schematische Zeichnungen ZT'r Erläuterung der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthaltenen Konstruktion eines Konditionierers. Der Konditionierer 1 besteht aus einer Mischkammer 2, einer Brennkammer 3 und einer Konditionierungskammer 4.

Die Mischkammer2 ist — wie aus den Fig. 1A, 1 B und 1 C ersichtlich ist — zylindrisch ausgebildet. An einem Ende sind Brennstoffzuführungen 5 und Sauerstoff- oder Luftzuführungen 6 vorgesehen. Der Brennstoff und das zugeführte Sauerstoffgas bzw. die zugeführte Luft werden in der Mischkammer 2 gleichmäßig vermischt. Das Gemisch wird durch eine Austrittsöffnung 7 am gegenüberliegenden Ende der Mischkammer in eine Brennkammer 3 ausgestoßen, dort gezündet und brennt dann in der Brennkammer 3 ab. Die Brennkammer 3 hat — wie in den Fig. IA, IB und IC dargestellt — zylindrische Gestalt und ist mittels der erwähnten Austrimöffnung 7, die sich an einem Ende der zylindrischen Brennkammer 3 befindet, mit der Mischkammer verbunden. Das andere Ende der Brennkammer 3 führt in die Konditionierungskammer 4. Das innerhalb der Brennkammer 3 erzeugte verbrannte Gasgemisch wird in die Konditionierungskammer 4 gebracht und mit dem vorgeschriebenen zusätzlichen Gas, welches durch die zusätzliche Gaszufühnmg 8 eingespeist wo/deii ist, vermischt. Für die Form der Konditionierungskammer 4 besteht keine besondere Einschränkung.

Damit das Brennstoff-Gas-Gemisch innerhalb der Brennkammer 3 des Konditionierers 1 vollständig und stabil abbrennt, ist es erforderlich, daß dem in die Brennkammer 3 eingeführten Brcnnstoff-Gas-Gemisch ein genügend großer Verbrennungsraum zur Verfügung steht. Zwischen dem inneren Durchmesser d_M der Austrittsöffnung 7 und dem inneren Durchmesser d_c der Brennkammer 3 muß die folgende Beziehung bestehen:

Um in der Konditionierungskammer 4 eine völlige Vermischung des verbrannten Gases und des zusatz-

s 6

lichen Gases zu gewährleisten, ist neben der erwähn- Behandlungskammer 9 und verweilt in dieser eine

ten Bedingung noch die Einhaltung der folgenden vorgeschriebene Zeit lang. Während dieser Zeit wer-

Beziehung zwischen dem Volumen V_A der Konditio- den die in dem Mischgas enthaltenen Kohlenwasser-

nierungskammer und dem Volumen V_c der Brenn- stoffe des Petroleums durch die Hitze des verbrann-

kammer erforderlich: 5 ten Gases und die Einwirkung des Dampfes gespal-

^₁₁. _v tet, und es entsteht das gewünschte Produkt. Das

V_A j> 1 It VQ. durch einen derartigen Spaltungs- bzw. Crackprozeß

Ist der Durchmesser d_c kleiner als IV4 d_M, so ist hergestellte gespaltete Gas wird in einen Abscheider

die Verbrennung des Brennstoff-Gas-Gemisches in- 10 gegeben, in dem das Gas durch Entfernung von

nerhalb der Brennkammer 3 nicht vollständig, so daß »o Nebenprodukten, wie Pech und Teer, raffiniert wird,

in die Konditionierungskammer 4 unvollständig ver- Das gereinigte gespaltete Gas wird dann zu einem

branntes Gas gelangt und dieses in der Konditionie- Behälter 11 befördert, in dem es bis zur Verwendung

rungskammer 4 weiterbrennt oder sich mit dem zu- gespeichert wird.

sätzlichen Gas vermischt und zu einer unerwünschten Ein Teil des in dem Behälter 11 gespeicherten ge-

Rußbildung führt. Ist das Volumen V_A kleiner als das 15 spalteten Gases kann zurückgeführt und als Brenngas

l'/tfache des Volumens V_c, so wird die Vermischung benutzt werden.

des verbrannten Gases und des zusätzlichen Gases in Die durch den Abscheider 10 abgeschiedenen

der Konditionierungskammer 4 unvollkommen. Die Nebenprodukte, wie Pech und Teer, können zu einem

Folge ist, daß das Behandlungsgas ungleichmäßig als Vorerhitzer wirkenden Gasgenerator gebracht

konditioniert wird. »o werden, in dem sie verbrannt und das verbrannte

F i g. 2 zeigt schematisch ein thermisches Spaltver- Gas zum Vorerhitzen des Brennstoffes der Luft oder fahren für Kohlenwasserstoffe des Petroleums. Bei des Sauerstoffgases oder des Dampfes und der Kohder Vorrichtung nach F i g. 2 wird in den Konditio- lenwasserstoffe des Petroleums auf die vorgeschrienierer 1 fließfähiger Brennstoff wie Stadtgas, ölgas, bene Temperatur benutzt werden. Das wesentlichste Schweröl oder Leichtöl und Sauerstoffgas oder Luft »5 Merkmal besteht darin, daß das verbrannte Gas und eingebracht. Die zusammen mit dem Brennstoff ein- der Dampf zur Herstellung eines Behandlungsgases gebrachte Menge an Sauerstoffgas oder Luft muß der torgeschriebenen Temperatur und Zusammenfür eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes setzung gemischt werden und daß dieses Bchandausreichend sein. Der Konditionierer 1 besteht aus lungsgas mit Kohlenwasserstoffen des Petroleums einer Mischkammer 2, aus einer Brennkammer 3 und 30 vermischt wird, wobei Temperatur und Zusammenaus einer Konditionierungskammer 4. Zunächst wer- setzung des Spattsystcms auf die gewünschte Bcdinden in der Mischkammer 2 der Brennstoff und das gung eingeregelt werden. Dies bedeutet, daß der Vor-Sauerstoffgas oder die Luft völlig vermischt. Sodann gang des Steuerns der Reaktionsbedingung der Spalwird das Brennstoff-Gas-Gemisch in die Brennkam- tang bzw. des Crackens innerhalb des Konditiomer 3 ausgestoßen, in der es gezündet wird. Es findet 35 nierers 1 erfolgt und daß die Spaltung des Reaktionseine vollständige Verbrennung statt. Der freie Sauer- systems, dessen Reaktionsbedingung eingestellt worstoffgehalt des in der Brennkammer 3 erzeugten ver- den ist, innerhalb der Bchandliingskammer 9 durchbrannten Gases muß unterhalb 2 Volumprozent geführt wird; d. h., der Konditionierungsvorgang des liegen. Dies bedeutet, daß zwar der Betrag des der Spaltsystems und der thermische Spaltungsvorgang Mischkammer 3 zugeführten Sauerstoffgases bzw. der 40 der Kohlenwasserstoffe des Petroleums mittels verLuft für eine völlige Verbrennung des Brennstoffes branntem Gas und Dampf werden in getrennten ausreichen muß, ein großer Überschuß aber uner- Kammern durchgeführt. Bei bekannten Verfahren, in wünscht ist. Der Überschuß muß, bezogen auf das denen verbranntes Gas als Wärmeübertragungs-Volumen des verbrannten Gases, geringer als 2^e/o medium benutzt wird, ist es schwierig, die Temperasein. «5 tür des erwähnten Spaltsystems aufrechtzuerhalten.

Das so erhaltene verbrannte Gas ist im wesent- Die Folge ist der Mangel einer nicht gleichmäßigen liehen ein inertes Gas. Es wird von der Brennkam- Zusammensetzung des gespalteten Gases. Durch die mer 3 in die Konditionierungskammer 4 gebracht. So- Verwendung der erfindungsgemäßen ^'orrichtung dann wird Dampf in diese Konditionierungskam- läßt sich dieser Mangel völlig beseitigen,
mer 4 ausgestoßen und gleichmäßig mit dem ver- 50 Im allgemeinen sind bei der Spaltung von Kohlenbrännten Gas vermischt. Hierdurch entsteht das Be- Wasserstoffen des Petroleums weder ein Katalysatoi handlungsgas. In dieses wird der Kohlenwasserstoff noch ein fester Wärmeübertragungskörper erfordereingebracht, so daß ein Mischgas aus verbranntem lieh. Deshalb ist weder ein Bereitstellen noch eir Gas, Dampf und Kohlenwasserstoff entsteht. Da die Auswechseln des Katalysators und ein Erwärmen de« mit dem verbrannten Gas zu vermischenden Anteile 55 festen Wärmeaustauschers erforderlich. Es wird cm« an Dampf und Kohlenwasserstoffen des Petroleums kontinuierliche Arbeitsweise ermöglicht. Im FaT durch die Menge des erzeugten verbrannten Gases spezieller Spaltverfahren ist es jedoch möglich, zui und seine Temperatur bestimmt sind, wird das durch Beschleunigung des Spaltprozesses in der Behänd Vermischen der drei Komponenten erhaltene Misch- lungskammer einen Katalysator vorzusehen,
gas die gewünschte Temperatur und Zusammen- 60 Der Gebrauch der erfindungsgemäßen Vorrichtanj setzung haben. Das aus den drei Komponenten ge- ist nicht auf die Umwandlung bestimmter Kohlen bildete Mischgas, welches in dem Konditionierer 1 Wasserstoffe des Petroleums beschränkt; ebenso kön konditioniert worden ist, muß einen Dampfgehalt be- nen in der Vorrichtung Paraffinkohlenwasserstoffe sitzen, der größer als 10 Volumprozent ist. Ist der Naphtha, Leichtöl, Kerosinöl, Schweröl, Rohöl um Dampfgehalt kleiner als 10 Volumprozent, so wer- s$ destillierter Teer behandelt werden. Der Gehalt ai den die in dem Mischgas enthaltenen Kohlenwasser- freiem Sauerstoff in dem mit dem Kohlenwasserstof stoffe des Petroleums nur unvollkommen gespalten. des Petroleums zu vermischenden verbrannten Ga Das Mischgas gelangt vom Konditionierer 1 in die maß unterhalb 2^e/o, vorzugsweise unterhalb 0,5^β/ι

gehalten werden. Der Grund liegt darin, daß die unerwünschte oxydierende Zersetzung der Kohlen-Wasserstoffe des Petroleums durch das verbrannte GaT nicht mehr ignoriert werden kann, wenn der freie SauersSehflt 2·/. überschreitet.

Wie erläutert, kann das Behandlungsverfahren zur Umwandlung von natürlichem Gas oder zur Oxydation von aliphatischen oder aromatischen Kohlentff wiParaffinen, Benzolen, Naphthali-

Gas wird Dampf als zusätzliches zusätzliche Gas gebracht, um den Brennstoff, den Sauerstoff oder die Luft und das zusatzliche Gas auf die entsprechend vorgeschriebene Temperatur vorzuerhitzen. Die Konditionierung des Behandlungsgases kann bei einer derartigen Vorerhitzung genauer und prazi ser■durchgeführt werden.

Im folgenden w,rd der Oxydationsprozeß von Feststoffen mittels einer erfmdungsgemaßen Vorr chung erläutert. Bei der in F, g. 4 dargestellten Vorrichtung to werden der Mischkammer 2 des Konditionierers 1 Brennstoff und Luft oder Sauerstoffgas zugeführt und

^S τ '( ι _P„H,n wird nk ein weiteres Anwendungbe s^eife? SJu1 ationspοζΓβ von fcEMateriaS erläutert Bei der Vorrichtung nach F i g. 3 wmfcn Brenn toff und Sauerstoffgas oder Luft in ? SSS 2 des Konditionierers 1 gebracht Brennstof^^

Der Anteil an freiem Sauerstoffgas Temperatur und des vorgeschriebenen Sauerstoffgehafts. Das Behandlungsgas wird in eine Oxydationskammer 31 gebracht, in die das zu oxydierende Material, nämlich Kohle oder metallisches Erz, eingefüllt worden ist Bei diesem Arbeitsprozeß ,st es erforder-

2'/T, vorzugsweise unterhalb 0,5 Vo, zu halten, überschreitet der Gehalt an freiem Sauerstoff im ver-

f ζ

freien Sauerstoff oxydiert oder verbrannt und S'^ desWts und der Ertrag

Ist die Menge des innerhalb der Brennkammer

kammer 4 ein

Sitefen^verbrannten Gases einzustellen. Das inerte Gas wird mi άΖ verbrannten Gas vermischt und Mdet das SehandTungsgas. Ein Teil des verbrannten Duaet aas ^"^'""e^- ., „_h„_e7OBen und

Gases kann aus der B"™^™«j^^£

ah zusätzliches inertes Gas züge-

Uammer ^

kammer zurückgeleitet. Die Temperatur des Brenn^{stoffes dcr Luft} °^{dCr deS} Sauerstoffgases die in die

Mischkammer gebracht werden, sowie d« Sauer-

stoffgases oder der Luft die der Kond.t.on.erungs-

kammer zugeführt werden, kann durch geeignete

Temperaturregeleinnchtungen auf den vorgeschnebe-

nen Wert einiestellt werden. Durch diese Tempera-

^{ί5 tUrre}*^el- oder^S-steuereinrichtungen ist es möglich, di,

Temperatur des B_{ehandlungsgases} genauer und pra-

führt werden. Das

nieit woraen lsi, wiru &

gebracht. Zu destilherende FeJj^Be, wie Korne

^P>{. Torf ImJHoIz₁W^ ^^^

?^er.,? "I??¹'¹ .^U?^d n"^r _ct5i_a?;on findet oraffl destilliert. Wahrend der DesUllation findet prak «ch

kerne Oxydation oder ^^^^S

Qualität erhalten werden, weil das Behand^ungsgas immer eine konstante temperatur und Zusammen setzung besitzt Die Produkte sind deshalb besser afc die mit bekannten[ V^^Ä^l^^i ™. die Destillation ™ ^d"_t ^B SfJS zeugte destillierte Gas *^a
Brennstoff benutzt werden.
dieses destillierten Gases .η einen der als Vorerhitzer dient.
verbrannt. Das verbrannte

«nen schematischen Arbeitsplan ir F i g. 4 dargestellte Behandlungsprozeß ist für die Reduktion von metallischen Erzen und metallischei

Y ^^^^ _{GaSi wie} Rohlenmonoxydgas

benutzt. Auch hier ist es erforderlich, den Gehalt ai

Sauerstoff im verbrannten Gas genau unter halb 2·/., vorzugsweise unterhalb 0,5Vo, zu halten

t^{ddaß das reduzierende Gas unnüt}

^ ^ _{Behandlungsprozeß} ,

Aktivierung von kohlenstoffhaltigem Materia ^ ^^.^ _{Gas jst jn die5em}

Dampf. Es ist erforderlich, den Gehalt an freier

Sauerstoff im verbrannten Gas unterhalb 2·/., vox _{weise unterh}alb 0,5"/ο, zu halten, um einen Vei

3 _aufgekohltem Material zu verhindern.

_{Es wird} ^B _nun ein Beispiel eines Petroleurnkohlei,

⁵ ^sserstoff-Crackapparates, der eine Ausfühnmgs

form der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstell erläutert. Die Mischkammer 2 des Konditionierers

der F i g. 5 A und 5 B hat einen zylindrischen Hohlraum. Die Brennstoffzuleitung 5 und die Zuleitung 6 für Sauerstoffgas oder Luft sind an einem Ende der Mischkammer 2 vorgesehen. Die innere Wand am andere Ende der Mischkammer 2 ist konisch ausgebildet und verjüngt sich gegen die am Ende liegende Gasaustrittsöffnung 7. Das in der Mischkammer 2 gebildete Brennstoff-Gas-Gemisch wird durch die so geformte Gasaustrittsöffnung mit großer Kraft in die Verbrennungskammer 3 ausgestoßen. Wenn am Gasaustrittsendteil 55 Gasausstoßsteuermittel vorgesehen werden, kann eine gleichförmige Ausbreitung des Brennstoff-Gas-Gemisches in die Brennkammer 3 erreicht werden.

In F i g. 5 A ist eine Ausführungsform einer Gasausstoßvorrichtung dargestellt, die ein konisches Teil 54 mit einer konischen Oberfläche besitzt, weiche parallel zur konischen Innenfläche des Gasausstoßendteils 55 verläuft. Die Lage des konischen Teils 54 kann in der durch den Pfeil α in F i g. 5 A angedeuteten Richtung verändert werden. Der Spalt zwischen der konischen Außenfläche des konischen Teils 54 und der konischen Innenfläche des Gasausstoßendteils 55 kann durch geeignetes Verändern der Lage des konischen Teils 54 gesteuert werden. Hierdurch i?t es möglich, die Ausstoßgeschwindigkeit und die Ausstoßrichtung des Brennstoff-Gas-Gemisches zu steuern.

Die Brennkammer 3 hat einen geeigneten horizontalen zylindrischen Brennraum. Die Konditionierungskammer 4 ist mit einer Dampfzufuhrleitung 8 versehen. Die Anordnung der Dampfzufuhrleitung ist nicht auf den dargestellten Fall begrenzt. Eine gleichmäßige und schnelle Vermischung des verbrannten Gases und des Dampfes kann jedoch erzielt werden, wenn die Einspeiserichtung des Dampfes gegensinnig zur Einspeiserichtung des verbrannten Gases aus der Brennkammer 3 liegt.

In der Nähe des Endteils der Konditionierungskammer 4 ist eine Eingangsleitung 51 für Petroleumkohlenwasserstoffe vorgesehen, so daß das durch Vermischen von verbranntem Gas und Dampf gewonnene Behandlungsgas ferner mit den Petroleumkohlenwasserstoffen gemischt wird. Am Endabschnitt der Konditionierungskammer 4 ist ein Auslaß 52 für das aus drei Komponenten bestehende Mischgas vorgesehen. Durch diesen Auslaß 52 ist die Konditionierungskammer mit der Spaltungskammer 9 verbunden. Das durch Spaltung in der Spaltungskammer 9 gespaltete Gas strömt durch den Auslaß 53 aus.

Im folgenden wird eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einen Trokkendestillationsapparat für Feststoffmaterialien betrifft, erläutert. Bei der Vorrichtung nach Fig. 6 ist die Mischkammer 2 des Konditionierers 1 angenähert die gleiche wie die in F i g. 5 dargestellte Mischkammer 2 und horizontal angeordnet. Die Brennkammer 3 besitzt ebenfalls eine horizontale Lage und hat einen Auslaß 62 zum bedarfsweisen Abzug eines Teils des verbrannten Gases. Die Konditionierungskammer 4 ist mit einer Inertgaszuführung 61 zum Einbringen eines inerten Gases wie Stickstoffgas oder Kohlendioxydgas versehen. Außerdem ist ein Einlaß 69 für das abgezogene verbrannte Gas vorgesehen, der mit einem Auslaß 62 für verbranntes Gas verbunden ist. Am oberen Ende der Destillationskammer 63 ist eine Einspeisevorrichtung 64 zum Einspeisen des zu destillierenden Feststoffmaterials 70 vorgesehen. Die Destillationskammer 63 besitzt in der Mitte ihres Bodentdls einen trichterförmig abgeschrägten Auslaß 67 und ist mit einer Kühlkammer 68 verbunden. Die abgeschrägte Seite des Bodenteils besitzt eine Vielzahl von öffnungen 66, durch die das in der Konditionierungskammer 4 konditionierte Behandlungsgas in die Destillationskammer eingeleitet wird. Das Behandlungsgas tritt durch die Schicht des Feststoffmaterials hindurch und verläßt die Kammer

ίο 63 durch den Auslaß 65. Die gewünschte Destillation erfolgt in der Weise, daß das Feststoffmaterial erhitzt wird, während das Behandlungsgas durch die Schicht des Fesistoffmaterials hindurchtritt.

Die in F i g. 6 dargestellte Vorrichtung kann auch für den Oxydationsprozeß von Feststoffmaterial, wie Kohle oder metallischen Erzen, verwendet werden. Die Vorrichtung nach F i g. 6 ist ferner für Reduktionsprozesse von oxydischen Materialien anwendbar. Es wird nun eine weitere Ausführungsform der

ίο erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, die einen Apparat zum Aktivieren für aufgekohltes bzw. kaibonisiertes Material enthält. Die Mischkammer 2 des Konditionierers 1 der in F i g. 7 dargestellten Vorrichtung ist in vertikaler Lage vorgesehen. Das

»5 Brennstoff-Gas-Gemisch wird durch die Gasaustrittsöffnung 7 nach unten in die Brennkammer 3 ausgestoßen und dort verbrannt. Die Brennkammer 3 besitzt zylindrische Form und eine vertikale Lage. Sie ist mit Mitteln 62 zum Abzug überschüssigen verbrannten

Gases aus der Brennkammer 3 versehen. Die Konditionierungskamer 4 weist eine Dampfzuleitung 8 auf. Bei dem Beispiel sind zwei Dampfzuleitungen 8 a und 8b vorgesehen. Die Konditionierungskammer 4 besitzt eine Zuleitung 69 zum bedarfsweisen Einspeisen

von verbranntem Gas, das aus der Brennkammer 3 abgezogen worden ist. Die Aktivierungskammer 71 zum Aktivieren des karbonisierten Materials besitzt im unteren Abschnitt eine Rohmaterialspeiseeinrichtung 74 zum Einspeisen karbonisierten Mate-ials 75,

das aktiviert werden soll. Der untere Teil der Aktivierungskammer 71 ist trichterförmig ausgebildet und besitzt am unteren Ende Schlitze 73 mit einer Vielzahl von öffnungen. Das Behandlungsgas wird mittels Kanälen 53 und der Öffnungen 73 nach oben in die

Aktivierungskammer 76 geleitet. Es aktiviert das karbonisierte Material, indem es ein Wirbelbett bildet. Das aktivierte Material 76 wird durch die Strömung des Behandlungsgases mit nach oben genommen und entweicht durch den Auslaß 72.

Die Vorrichtung gemäß dieser Erfindung wird durch die folgenden Beispiele in weiteren Einzelheiten erläutert.

Beispiel 1

Das Beispiel betrifft die Herstellung von Stadtgas als Brennstoff aus leichtem Erdöl (Naphtha) als Rohmaterial. Zu diesem Zweck wurde die Spaltungsbzw. Crackvorrichtung nach F i g. 5 verwendet. Die

inneren Volumen V_c und V_A der Brennkammer und der Konditionierangskammer dieses Kondätionierers betragen 0,1 bzw. 0,4 m*. Der Innendurchmesser d_M der Austrittsöffnung aus der Mischkammer und der Innendurchmesser d_c der Brennkammer betragen 4

bzw. 30 cm. Die Beziehungen zwischen d_M und d_c sowie V_c and V_A sind demnach

d_c = 7,5 d_M und V_A = 4V_C.

In diese Mischkammer wurden Keroson und Luft mit Strömungsgeschwindigkeiten von 10 1/Stunde bzw. 120 nvVStunde eingeleitet. Sie vermischteil sich in der Mischkammer, wurden in die Brennkammer ausgestoßen, gezündet und dort verbrannt. Das auf diese Weise gewonnene verbrannte Gas wurde in die Konditionierungskammer geleitet und mit gesondert in die Konditionierungskammer eingeleitetem Dampf vermischt. Es entstand aus dem verbrannten Gas und dem Dampf das gewünschte Behandlungsgas. Sodann wurde das zu spaltende leichte Erdöl mit diesem Behandlungsgas vermischt und die Temperatur des gemischten Bfthandlungsgases auf 850° C eingestellt. Der Dampf wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 400 kg/Stunde und das leichte Erdöl mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 350 kg/Stunde zugeführt. Das das leichte Erdöl enthaltende gemischte Gas wurde zum Cracken in eine Spaltungsbzw. Crackkammer mit einem Volumen von 3 m³ gebracht, liachdem der Spaltungsprozcß des leichten Erdöls in dieser Weise eingeleitet worden war, wurde ein Teil des gasförmigen gespalteten Erdöls zurückgeführt und als Brennstoff zur Einspeisung in die Mischkammer benutzt. Wenn der Arbeitsprozeß die normalen Bedingungen erreicht hatte, betrug der Gehalt an freiem Sauerstoff im verbrannten Gas 1,3 °/o und der Gehalt an Dampf in dem das leichte Erdöl enthaltenden gemischten Gr.s 25,3 %>. Der Druck in der Spaltungskammer betrug 0,5 kg/cm². Die Zusammensetzung und der Wärmewert des bei diesem Beispiel erhaltenen gespalteten Gases sind in Tabelle 1 aufgezeichnet.

Tabelle 1	Komponente	Anteil
		(Volum
	CO₂	prozent)
	C₂H₁	3
	C₂H₆	24
	O₂	6
	CO	1
Zusammensetzung des	H₂	4
gespalteten Gases	CH₄	25
	N₂	14
	Wärmewert des gespalteten Gases ...	23
	Gesamtwirkungsgrad der Gaserzeugung	7200kcal/m
	92°/o

In die Mischkammer wurden Keroson und Luft mit Strömungsgeschwindigkeiten von 10 1/Stunde bzw. 12.0 mtyStunde eingeleitet. Sie wurden dort vermischt, danach in die Brennkammer weitergeleitet und in dieser gezündet und ^erbrapnt. Sodann wurden Dampf und leichtes Erde ι mit einer entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit von 350 kg/Stunde in die Konditionierungokammer eingeleitet, um ein gemischtes Gas nut einer Temperatur von 880° C

ίο herzustellen. Das gemischte Gas wurde unverzüglich in die Spaltungs- bzw. Crackkammer (Innenvolumen 3,5 m*) gebracht, um das leichte Erdöl zu spalten. Nachdem auf diese Weise die Spaltung des Erdöls eingeleitet worden war, wurde ein Teil des gasförmigen gespalteten leichten Erdöls zurückgeführt und als Brennstoff benutzt, der in die Mischkammer eingespeist wurde. Wenn der Arbeitsprozeß den normalen Zustand erreicht hatte, betrug der Gehalt an freiem Sauerstoff im verbrannten Gas 0,7 % und der Gehalt

ao an Dampf im gemischten Gas 23°/o. Der Druck in der Spaltungskammer betrug 0,5 kg/cm². Die Zusammensetzung des bei diesem Beispiel erhaltenen gepalteten Gases ist in Tabelle 2 aufgezeichnet. Man sieht, daß der Äthylenumwandlungsgrad ausgezeich-

Das bei diesem Beispiel erhaltene gespaltete Gas war ein Brenngas mit dem hohen Wärmewert von 7200 kcal/m³. Es war ein ideales Stadtgas, da der Gehalt an Kohlenmonoxyd relativ niedrig und der Gehalt an Wasserstoff relativ hoch war.

Beispiel 2

Dieses Beispiel betrifft die Herstellung von Äthylen aus leichtem Erdöl als Rohmaterial.

Es wurde die in F i g. 5 dargestellte Spalteinrichtung verwendet, wobei die Volumen V_c und V_A der Brennkammer und der Konditionierungskammer 0,2 bzw. 0,6 m³ betrugen. Der Innendurchmesser d_M der Austrittsöffnung und der Innendurchmesser d_c der Brennkammer betrugen 7 bzw. 45 cm. Die Beziehungen zwischen den Werten d_M und d_c sowie V₀ und V_A waren demzufolge

»5 net war.

Tabelle 2

35

Anteil
(Volumprozent)

40 »/ο

Zusammensetzung des
gespalteten Gases

Äthylenumwandlungsgrad

Der Äthylenumwandlungsgrad ist definiert als prozentuales Gewicht ies erhaltenen Äthylens, bezogen auf das Gewicht der Kohlenwasserstoffe des Rohöls.

Beispiel 3

Dieses Beispiel betrifft die Herstellung von Stadtgas aus Keroson als Rohmaterial. Zu diesem Zweck wurde die Spaltvorrichtung nach F i g. 5 verwendet. Die Innenvolumen V_c und V_A der Brennkammer und der Konditionierungskammer betrugen 0,12 bzw. 0,45 m³ und der Innendurchmesser d_M der Austrittsöffnung aus der Mischkammer und der Innendurchmesser d_c der Brennkammer 4,6 bzw. 33 cm. iJemzufolge bestand zwischen den Werten d^ und de sowie V_A und V_c die Beziehung

In die Mischkammer wurden auf 250° C vorerwärmtes Keroson und auf 300° C vorerwärmte Luft mit Strömungsgeschwindigkeiten von 10 l/Stunde bzw. 120 mVStunde eingeleitet. Das Keroson wurde in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 verbrannt. In die Konditionierungskammer wurden mit Strömungsgeschwindigkeiten von 240 kg/Stunde bzw. 150 kg/ Stunde auf 600° C vorerhitzter Dampf und auf 400° C vorerhitztes Keroson eingeleitet. Dieses mischte sich mit dem aus der Brennkammer zugeführten verbrannten Gas, so daß ein Gasgemisch entstand, welches verbranntes Gas, Keroson und Dampf enthielt.

Das Gasgemisch wurde unverzüglich in die Spaltungs- bzw. Crackkammer (inneres Volumen 3,2 m^s) geleitet, um die Spaltung desKerosons durchzuführen.

Nachdem die Spaltung des Kerosons in dieser Weise eingeleitet worden war, wurde ein TeU des gasformigen gespalteten Kerosons zurückgeführt und als Brennstoff benutzt, welcher in die Mischkammer eingespeist wurde. Wenn der Arbeitsprozeß den normalen Zustand erreicht hatte, betrug der Gehalt an freiem Sauerstoff im verbrannten Gas 0,8Ve und der Dampf im Mischgas 34,7*/o. Der Druck in der Spalungskammer betrug 0,6 fcg/cm*. Die bei diesem Beispiel erhaltene Zusammensetzung des gespalteten Crases ist in Tabelle 3 aufgezeichnet.

Tabelle 3

	Komponente	Gesamtwirkungsgrad der Gaserzeugung	Anteil (Volum prozent)
Zusammensetzung des gespalteten Gases Wärmewert ..	CO₂ C₂H₄ C₂H₆ O₂ CO H* CH₄ N₂	3 25 5 Spur 3 23 16 25 7250 kcal/m» 92,5 »/o

Das bei diesem Beispiel gewonnene gespaltete Gas ist ein ideales Stadtgas, da — wie Tabelle 3 zeigt — der Wärmewert sehr hoch liegt und bei einem hohen Gehalt an Wasserstoff der Kohlenmonoxydgehalt sehr gering ist.

Beispiel 4

Dieses Beispiel betrifft die Destillation von Kohle. Die Vorteile gegenüber bekannten Destillationsverfahren und die Mangel dieser Verfahren sind bereits erörtert worden. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nun noch im Vergleich mit dem bekannten Verfahren (Vergleichsbeispiel 1) erläutert, bei dem verbranntes Gas benutzt wird. Zur Durchführung des vorliegenden Beispiels wurde der in F i g. 6 dargestellte Konditionierer benutzt. Die Volumen V_c und V_A der Brennkammer und der Konditionäerungskammer betrugen 0,1 bzw. 0,6 m^s. Die Werte für die Durchmesser d_M und d_c waren 0,04 bzw. 0,36 m. Zwischen diesen Werten bestand folglich die folgende Beziehung:

mit einer Speisegescbwindigkeit von 7 m³/kg Kohle in die Behandlungskaramer eingeleitet. Die Kohle, welche 45 Minuten lang in der Behandlungskammer lagerte, wurde destilliert und dann aus dem Ofen

genommen. Der erhaltene destillierte Koks hatte eine Ergiebigkeit von 82%.

Bei dem Vergleichsbeispiel 1 wurden in die Kammer eines bekannten Destillationsapparates, in der verbranntes Gas hergestellt wird, ein Brennstoff und

ίο Luft geleitet. Es wurde dieselbe Menge wie bei dem erfindungsgemäßen Beispiel gewählt und das Gemisch unmittelbar verbrannt. Das verbrannte Gas wurde unverzüglich in die Behandlungskammer gebracht. Die Arbeitsbedingung der Behandlungskammer war die gleiche wie bei dem erfindungsgemäßen Beispiel, bei dem die Behandlungstemperatur 500° C betrug. Das verbrannte Gas wurde mit einer Geschwindigkeit von 7 mVStunde zugeführt, und die Destiilationszeit betrug 45 Minuten. Der Ertrag an Koks war bei dem Vergleichsbeispiel 76^e/o, also wesentlich geringer als bei dem erfindungsgemäßen Beispiel. Bei dem erfindungsgemäßen Beispiel war der Brennstoff vollständig verbrannt und der Gehalt an freiem Sauerstoff im verbrannten Gas sehr niedrig. Hierdurch wurde eine

as gute Destillation der Kohle mit hoher Ausbeule, ohne daß diese verbrannte, erzielt.

Beispiel 5

Dieses Beispiel betrifft die Oxydation von bituminöser Kohle. Bei der Herstellung organischer stickstoffhaltiger Düngemittel aus Torf oder Lignit ais Rohmaterial ist es bekannt, das Rohmaterial bei hoher Temperatur zu oxydieren, um den Säureanteil, wie z. B. die Humussäure, in dem Rohmaterial zu vergrößern und dann das oxydierte Rohmaterial mit Ammoniak zu behandeln. Die Menge des absorbierten Ammoniaks nimmt durch die Oxydationsvorbehandlung zu, wodurch ein Dünger mit einem hohen Stickstoffgehalt erhalten werden kann. Beim Oxydieren müssen die Temperatur und der Gehalt an freiem Sauerstoff des zu oxydierenden Systems in einem Zustand gehalten werden, in dem das Rohmaterial allmählich oxydiert, aber nicht verbrennt, wenn es mit dem Sauerstoff in Berührung gebracht wird. Zur Durchführung des Verfahrens nach diesem Beispiel wird ein Konditionierer von dem in Fig. 6 dargestellten Typ verwendet. Die Volumen V_c und V_A der Brennkammer und der Konditionierungskammer betragen 0,15 bzw. 0,6 m·¹. Die Werte für die Durchmesser d_M und d_c sind 0,03 bzw. 0,15 m. Zwischen den Werten d_M und d_c sowie V_c und V_A besteht deshalb die folgende Beziehung:

Es wurde als Brennstoff destilliertes Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 350 m^s/Stundc benutzt. Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft betrug 245 mVStunde. Das destillierte Gas und die Luft wurden in die Mischkammer eingeleitet und dort vermischt. Sodann wurden sie in die Brennkammer gebracht und hier gezündet und verbrannt. Der Gehalt an freiem Sauerstoff des verbrannten Gases betrug 0,8°/o. Die gesamte Menge dieses verbrannten Gases wurde in die Konditionierungskammcr gebracht, in die außerdem mit einer Speiscgeschwindigkeil von 1 m³/kg Kohle auf 6O⁰C vorerhitztes Stickstoffgas eingeleitet wurde, um ein Behandlungsgas von 500° C zu gewinnen. Das Behandlungsgas wurde In die Mischkammer wird als Brennstoff Stadtgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 mVStunde und Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 47 mtyStunde eingeleitet. Die vermischten Gase werden in der Brennkammer verbrannt und bilden ein inertes verbranntes Gas mit einem Gehalt an freiem Sauerstoff von O,4°/o. Dieses verbrannte Gas wurde in die Konditionicrungskammer geleitet. Außerdem wurde in die Konditionierungskammer auf eine Temperatur von 20° C eingeregelte Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 320 mtykg bituminöser Kohle eingeleitet, um ein oxydierendes Behandlungsgas von 92° C zu gewinnen. Ferner wurde in die Behandlungskammer bituminöse Kohle mit einem

jehalt von 30 Gewichtsprozent an Huminsäure und :iner Teilchengröße einer Siebeinheit von 80 einge- UlIt und das erwähnte oxydierende Behandlungsgas η diese Behandlungskammer mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 380 m^a/kg bituminöser Kohle jingeleitet. Die Behandlungszeit für die bituminöse Kohle betrug 45 Minuten und der Gehalt an Humussäure der oxydierten bituminösen Kohle 57 Gewichtsprozent. Es konnten auf der Oberfläche der oxydierten bituminösen Kohle keinerlei Brandspuren festgestellt werden. Der durch bekannte Verfahren hergestellte Humussäuregehalt der oxydierten bituminösen Kohle betrug im allgemeinen etwa 40 bis 45 Gewichtsprozent, und es konnten auf der Oberfläche gewöhnlich einige Brandspuren festgestellt werden. Es wurde gezeigt, daß die durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnene oxydierte bituminöse Kohle im Vergleich zu der durch bekannte Verfahren gewonnenen überlegene Eigenschaften besitzt.

Beispiel 6

Dieses Beispiel betrilft eine Oxydationsvorbehandlung von Kokskohle als Rohmaterial, die durchgeführt wird, um die Kokungseigenschaft von Roiikonle zu steuern.

Wenn Feststoffrohmaterial wie Kokskohle mit Luft oxydiert wird, dringt die Oxydationswirkung allmählich von der Oberfläche des festen Stoffes in das Innere ein. 1st das Oxydationsmaterial gasförmig, wie Sauerstoff oder Luft, so besteht die Schwierigkeit, daß das feste Material in dem Sauerstoffgas verbrannt wird und das Oxydationsprodukt unerwünscht vermindert wird, wenn die Temperatur des oxydierenden Gases einen bestimmten kritischen Wert überschreitet.

Die Beziehung zwischen dem Anteil X an Sauerstoff, der durch die Oxydationswirkung von der Kohle absorbiert wird, und der Reaktionszeit / bei bestimmter Temperatur kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

X ^ Ci¹'

(D

C bedeutet hierbei cine Konstante, die von der Art der Kohle abhängt, und b eine Konstante, die von der Teilchengröße der Kohle abhängt.

Die absorbierte Menge X an Sauerstoff wird um so größer, je länger die Behandlungszeit t für eine bestimmte Art von Kohle einer bestimmten Teilchengröße ist. Die Oxydationstemperatur muß jedoch genau unterhalb der kritischen Temperatur gehalten werden, bei der eine Verbrennung stattfindet.

Bei dem vorliegenden Beispiel wurde in eine Oxydationskammer bituminöse Kohle mit 12.7 -Vo Sauerstoffgehalt (der Wert wurde aus einer Elementaranalyse erhalten) und einer Teilchengröße, die einer Siebfeinheit von 8 entsprach, eingefüllt und einer Oxydationsbehandlung unterzogen.

Als Konditionierer wurde im vorliegenden Fall die in F i g. 6 dargestellte Vorrichtung benutzt. Die Volumen V₁- und V., der Brennkammer und der Konditionierungskammer betrugen 0.2 bzw. 0,9 m^:1 und die Durchmesser d_M und d, 0.03 bzw. 0,15 m. Es bestand die Beziehung

d_c = 5 (/,„und V₁., = 4,5 V_(;. _g

In die Mischkammer wurde Stadtgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 30 m^:'/Stunde als Rrpnnunff und Luft mil einer Strömungsgcschwindtgkeit von 140 nWStunde eingeleitet. Das Brennstoff-Gas-Gemiseh wurde in der Brennkammer verbrannt. Der Gehalt an freiem Sauerstoff im verbrannten Gas betrug 0,7¹Vn. Sodann wurde das verbrannte Gas in die Konditionierungskammer eingeleitet und in diese ferner Luft mit einer Einspeisegeschwindigkeit von 320 nf/kg bituminöser Kohle dazugegeben. Dieses Luft enthaltende Behandlungsgas wurde mit einer Speisegeschwindigkeit von 370 m^a/kg bituminöser Kohle in die Behandlungskammer eingeleitet.

Die bituminöse Kohle wurde 10 Stunden lang mit dem Behandlungsgas in der Behandlungskammer behandelt, wodurch eine oxydierte bituminöse Kohle mit 19,5 -Vo Sauerstoffgehalt gewonnen wurde.

Der Sauerstoffgehalt von nach dem bekannten Verfahren oxydierter bituminöser Kohle betrug bei dem gleichen Ausgangsstoff etwa 14 bis 15-¹Zo. Im Vergleich hierzu hat die erfindungsgemäß hergestellte oxydierte bituminöse Kohle einen sehr hohen Sauerstoffgehalt.

Beispiel 7

Dieses Beispiel betrifft einen Oxydati.insprozeß zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid aus Naphthalin.

Für die Oxydation wird die in den F i g. 5 A und 5 B dargestellte Vorrichtung benutzt. Die Volumen V₁- und V_A der Brennkammer und der Konditionierungskammer des Konditionierers dieser Oxydalionsvorrichtung betragen 0,1 bzw. 0,4 m^;!. Die Innendurchmesser d_M und d_v der Austrittsöffniinc und der l-icnnkammer sind 0,04 bzw. 0.32 m. Es bestehen demnach zwischen diesen Werten folgende Beziehungen:

d_c = 8 d_M und V_A = 4 V₁-.

In die Mischkammer wurden Stadtgas und Luft mit Strömungsgeschwindigkeiten von 5 m^:i Stunde bzw. 24 m^i!/Stunde eingeleitet und hier vermischt. Das BrennstofT-Gas-Gemisch wurde in die Brennkammer gebracht und dort verbrannt. Der Gehalt an freiem Sauerstoff des verbrannten Gases betrug 0.2 ■',«. Das verbrannte Gas wurde in die Konditionierungskammer geleitet und zur Herstellung des Behandlungsgases mit ebenfalls in die Konditionierungskammer eingeleiteter Luft vermischt.

Sodann wurde Naphthalin verdampft. d~s auf eine Temperatur von 200 C erhitzt worden war. und in die Konditionierungskammer eingeleitet. Es wurde mit dem Behandlungsgas vermischt und hildeie ein Naphthalin enthaltendes Mischgas von 380 C. Die Einspeisegeschwindigkeit der Luft betrug 28 nvVkg Naphthalin und die Einspeisegeschwindigkeit des verdampften Naphthalins 1 kg Naphthalin/30 m^s Behandlungsgas.

Das in dieser Weise hergestellte verdampftes Naphthalin enthaltende Mischgas wurde zur Durchführung der Oxydation in eine Oxydationskammer geleitet, in die Vanadiumpentoxyd (V₂O₅) eingebracht worden war. Der Ertrag des durch clie Oxydation erhaltenen Phthalsäureanhydrids betrug 90 ¹Zo.

Beispiel 8

Dieses Beispiel betrifft einen Aktivierungsprozeß von karbonisiertem Material.

Aktivkohle kann erhalten werden, wenn karbonisiertes Material eine bestimmte Zeit lang bei einer Temperatur zwischen 700 und tOOO^fl C mit einem

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Aktivierungsgas wie Dampf in Berührung gebracht wird. Eine hochqualifizierte Aktivkohle ist definiert als eine Aktivkohle, die auf ihrer Oberfläche und im Innern eine gleichmäßige und hohe Aktivität besitzt. Um eine derartig hochqualifizierte Aktivkohle zu erhalten, muß die Aktivierung sanft durchgeführt werden, so daß die Aktivierung gleichmäßig auf der Oberfläche und im Innern fortschreitet. Bei diesem Beispiel wird die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung benutzt. Die Volumen V,_: und V_A der Brennkammer und derKonditionierungskammer des Konditionierers betragen 0,1 bzw. 0,4 m^:! und die Innendurchmesser der Austriusöffnung und der Brennkammer 0,04 bzw. 0,3 m. Die Beziehung zwischen den Werten d_sl und d,: sowie V₁ und V_A lautet demnach: '

d_(:-=· 7,5 d_M und V_A = 4V_C.

Bs wurden in die Mischkammer Stadtgas und Luft nut Stromime Geschwindigkeiten von fö m^:1, Stunde und 90 nv'/Stunde eingeleitet und in dieser Kammer vermischt. Das BrennstofT-Gas-Gemisch wurde dann der Brennkammer zugeführt und in dieser verbrannt. Der Gehalt an freiem Sauerstoff des so erhaltenen verbrannten Gases betrug (1,4·'/«. Das verbrannte Gas wurde sodann in die Konditionierungskammer eingeleitet. In diese wurde außerdem überhitzter Dumpf von 20ü^c C eingeleitet und mit dem verbrannten Gas vermischt, um das Behandlungsgas von ,>50 C herzustellen. Der Dampfgehall des Bchandlungsgases betrug 12^J/c. Sodann wurde das Behandlungsgas der Aktivierungskammer zugeführt, in die karbonisiertes Material gebracht worden war. Das karbonisierte Material wurde aktiviert, während es in der Aktivierungskammer in Berührung mit dem durchströmenden Behandlungsgas gebracht wurde.

Die gewonnene Aktivkohle war ein hervorragendes Erzeugnis, bei dem das Innere uuj J ic Ohcrfkiche «leichmäßig aktiviert waren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

Luft-Gemisches gebildeten inerten Gasgemisch behandelt.

Patentansprüche: _{Mjt der} bekannten Vorrichtung ist es nicht mög

lich, einen einheitlichen und konstanten Strom eines

!.Vorrichtung zur Behandlung von Rohmaterial 5 Behandlungsgases zu erzeugen, dessen Temperatur mit einem hinsichtlich Temperatur und Zusam- und Zusammensetzung unabhängig voneinander gemensetzung einheitlichen Strom eines Behänd- wählt werden können. Damit ist es in vielen Fällen lungsgases, mit einer zylindrischen Mischkammer nicht möglich, die optimalen Verfahrensbedingungen zur Herstellung eines Brennstoff-Sauerstoff- oder einzustellen, das erhaltene Endprodukt weist nicht Brennstoff-Luft-Gemisches, einer Brennkammer io die erforderliche Gleichmäßigkeit in seinen Eigenzur Verbrennung dieses Geraisches zu einem schäften auf, und der Anwendungsbereich der Vorinerten, nicht mehr als 2 Volumprozent Rest- richtung ist auf ein oder wenige Verfahren begrenzt, sauerstoff enthaltenden Gasgemisch und einer Durch die französischen Patentschriften 1 301 548

Behandlungskammer für das Rohmaterial, da- und 1 301 549 sind Vorrichtungen bekanntgeworden, durchgekennzeichnet, daß zwischen der 15 bei denen ein in einer Brennkammer gebildetes gasför-Brennkammer (3) mit vorgeschalteter Mischkam- migjs Verbrennungsprodukt und ein zusätzliches Gas mer (2) und der Behandlungskammer (9) eine oder zusätzliche Luft in gleicher Strömungsrichtung Konditionierungskammer (4) mit einer zusatz- durch eine mit zahlreichen Düsen versehene Platte liehen Gaszuführung (8, 61) angeordnet ist und geleitet werden, auf der sicn ein körniges Behanddas Verhältnis zwischen dem Innendurch- ao lungsgut befindet. Das verbrannte Gasgemiscn und messer d_M der wischen Mischkammer (2) und das zusätzliche Gas bzw. die zusätzliche Luft geBrennkammer (3) liegenden öffnung (7) und dem langen im wesentlichen unvermischt ζμγ Düsenplatte. Innendurchmesser d_c der Brennkammer (3) sowie Die beiden Patentschriften befassen sich mit dem zwischen dem Innenvolumen V_c der Brennkam- Problem, wie die Düsen der Düsenplatte ausgebildet mer (3) und dem Innenvolumen V_A der Kondi- 25 werden müssen, damit eine Verstopfung der Düsentionierungskammer (4) den Gleichungen öffnungen durch das körnige Gut verhindert wird

und das Behandlungsgasgemisch das zu behandelnde

d_c 2; I¹U d_M und V_A }> IV2 V_c Rohmaterial gleichmäßig durchströmt. Auch mit

dieser Vorrichtung ist es nicht möglich, einen hinentspricht. 30 sichtlich Temperatur und Zusammensetzung einheit-2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- liehen und konstanten Gasstrom eines Behandlungskennzeichnet, daß das Ende der Mischkammer gases zu erzeugen.

(2), an dem das Gas ausgestoßen vird, einen sich Das gleiche gilt für die durch die österreichische

zur Austrittsöffnung hin alln.ählicr· verjüngenden Patentschrift 200 802 bekanntgewordenen Vorrichkonischen Innenraum aufweist und daß ein in 35 tungen. Hier wird das in einer Brennkammer unvollaxialer Richtung des konischen Innenraums ver- ständig verbrannte Brennstoff-Sauerstoff-Gasgemisch schiebbares Steuerteil (54) vorgesehen ist, das in unmittelbar in eine Reaktionszone geleitet, um ein dem betreffenden Endteil der Mischkammer der- im Reaktionsraum schwebendes Rohmaterial zu beart angeordnet ist, daß seine konische Außen- handeln.

fläche parallel zur konischen Innenfläche des 40 Bei der durch die deutsche Auslegeschrifi Endteils verläuft. 1 023 016 bekanntgewordenen Vorrichtungen wird

einer Zweistoffzerstäuberdüse Brennstoff und Sauerstoff sowie Wasserdampf zugeführt und das zerstäubte Gemisch in einer Flammenreaktion umge-45 setzt. Dann wird es einer Behandlungskammer zu-

geführt, in die das zu behandelnde Rohmaterial

nämlich Kohlenwasserstoffe, eingeleitet werden. Ir

der Behandlungskammer erfolgt die Umwandlung ir