DE19722059A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltender Gase - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltender Gase

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Description

Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Gase zur Verwendung in der Fischer-Tropsch- Synthese, der Oyxosynthese etc. werden dem Stand der Technik entsprechend u. a. nach modifizierten Winkler- oder Krupp-Totzek-Verfahren durch Umsetzung von Kohlenstoff mit Wasserdampf und Sauerstoff bzw. Luft bei erhöhten Temperaturen erzeugt.
Die Vergasung erfolgt in Wirbelschichten, Festbetten, im Flugstaubverfahren usw. Der Nachteil dieser Art der Vergasung ist, daß sowohl der Wasserstoff- als auch der Kohlenmonoxidanteil in erheblichem Maße differieren kann.
Das hier beschriebenen Verfahren vermeidet diesen Nachteil und bedient sich zur Vergasung von Kohlenstoff und kohlenstoffhaltigen organisch-chemischen Substanzen vorzugsweise einer Schmelze, die vorwiegend aus Alkalihydroxiden, also Lithium-, Kalium-, Natrium-, Rubidium- und Caesiumhydroxid sowie Erdalkalihydroxiden, besteht.
In dieser Schmelze setzen sich Kohlenstoff und organische Materialien in Gegenwart von Wasserdampf bei Temperaturen zwischen 600 und 1100°C nahezu rückstandslos zu einem Gemisch von Kohlenmonoxid, CO, und Wasserstoff, H2, also einem Synthesegas, um, das je nach Einsatzmaterial definierte Kohlenmonoxid- und Wasserstoffanteile enthält und entweder mit Hilfe entsprechender Syntheseschritte in Treibstoffe bzw. Alkohole etc. umgewandelt oder zur Energieerzeugung verwendet oder für die Direktreduktion von Erzen und anderen Verbindungen der Metalle gebraucht werden kann. Außerdem entstehen Alkalikarbonate, also Soda, Pottasche etc.
Die chemische Reaktion dürfte nach den bisherigen Versuchsergebnissen in etwa folgender Gleichung entsprechen:
2NaOH + 2C + 2H2O → Na2CO3 + CO + 3H2 (1)
Setzt man anstelle von Kohlenstoff Kohlenwasserstoffe, wie etwa Polyethylen, xC2H4, ein, so ist folgende Reaktionsgleichung zu erwarten:
2NaOH + C2H4 + 2H2O → Na2CO3 + CO + 5 H2 (2)
Andere Kohlenwasserstoffe, wie Altöl, Teere, Bitumina etc. reagieren analog. Die anfallenden Gasgemische mit durchweg sehr hohen Wasserstoffanteilen sind mit den von reinem Wasserstoff her bekannten Vorsichtsmaßnahmen zu handhaben.
Folgende Ausführungsbeispiele seien genannt:
  • a) In eine auf 865°C erhitzte Schmelze von Natriumhydroxid wurden über geeignete Meßvorrichtungen gleichzeitig Butan, C4H10 und überhitzter Wasserdampf eingeleitet. Die Butanmenge betrug 12 g, die Wassermenge 16 g. Es entstand bei einer Meßtemperatur von 25°C ein Gasvolumen von 65,3 l, das als Gemisch von Kohlenmonoxid und Wasserstoff mit einem Anteil von 84,6% H2 und 15,4% CO analysiert wurde. Ferner wurden in der Schmelze nach dem Erkalten 42 g Natriumkarbonat gefunden.
  • b) In eine auf 880°C erhitzte Schmelze von Natriumhydroxid wurden über geeignete Meßvorrichtungen gleichzeitig 10 g Hexadekan, C16H34, und 14 g überhitzter Wasserdampf eingeleitet. Das bei einer Temperatur von 25°C gemessene Gasvolumen betrug 52 l. Die Analyse nach der Gastrocknung ergab Volumenanteile von 83,7% Wasserstoff und 16,3% Kohlenmonoxid. An Natriumkarbonat wurden 36,5 g ermittelt.
  • c) In eine auf 790°C erhitzte Schmelze aus Kaliumhydroxid wurden über geeignete Meßvorrichtungen 10 g Kohlenstoff und 15 g überhitzter Wasserdampf eingetragen. Das bei einer Temperatur von 25°C gemessene Gasvolumen betrug 40 l. Die Gasanalyse, die nach der Gastrocknung durchgeführt wurde, ergab Volumenanteile von 24,9% Kohlenmonoxid und 75% Wasserstoff. In der erkalteten Schmelze wurden 57 g Kaliumkarbonat gefunden.
Die beschriebenen Versuche, deren Ergebnisse mit einer Vielzahl weiterer Versuchsresultate übereinstimmen, lassen den Schluß zu, daß eine quantitative Umsetzung der eingesetzten kohlenstoffhaltigen Substanzen erfolgt.
Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist nachstehend beispielhaft dargestellt:
In einen elektrisch beheizten, mit Alkalihydroxiden bzw. Gemischen derselben und Zusatzmaterialien bestückten Reaktor 1 wird mittels einer Dosiervorrichtung 2 über einen Durchflußmesser oder ein anderes geeignetes Meßgerät 3 ein fester, gasförmiger oder flüssiger Kohlenstoffträger eingebracht. Über eine weitere Dosiervorrichtung 4 wird überhitzter Wasserdampf oder mit Wasser angereichertes Produktgas in den Reaktor injiziert. Bei Temperaturen, die zwischen 600 und 1100°C differieren können, findet die Umwandlung der Kohlenstoff enthaltenden Verbindungen bzw. des Kohlenstoffs in Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltende Gase statt. In der Waschkolonne 5 wird das entstandene Gas von eventuellen Verunreinigungen befreit und danach in die Trocknungsanlage 6 geleitet, in der überschüssiger Wasserdampf adsorbiert wird. Mit dem Kompressor 7 wird das Gas verdichtet und schließlich im Gasometer 8 gespeichert. Von dort wird es den verschiedenen Verwendungszwecken zugeführt.

Claims (16)

1. Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Gasgemischen durch thermochemischen Umwandlung kohlenstoffhaltiger Substanzen dadurch gekennzeichnet, daß Kohlenstoff und vorzugsweise Kohlenwasserstoffe mit überhitztem Wasserdampf bzw. Wasserdampf enthaltenden Reaktionsgasen in einer aus Alkali- und Erdalkalihydroxiden bestehenden Schmelze bei erhöhten Temperaturen zur Reaktion gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze vorzugsweise Kalium- und Natriumhydroxid enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze neben den Alkalihydroxiden vorzugsweise Magnesium- und Calciumhydroxide enthalten kann.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die entstehenden Alkalikarbonate direkt in der Schmelze in Erdalkalikarbonate umgewandelt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur vorzugsweise zwischen 600 und 1100°C liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Wasserdampf durch Eintrag von Kohlenhydraten in der Schmelze selbst erzeugt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus Reaktor, Dosiervorrichtungen, Meßgeräten, Waschkolonne, Trocknungsanlage, Verdichter und Gasometer dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor ein System von kommunizierenden Röhren enthält und die Schmelze innerhalb des Reaktors umgewälzt und im Gegenstrom zur Fließrichtung des entstehenden Gases geführt werden kann.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze im Gleichstrom mit der Fließrichtung des entstehenden Gases geführt werden kann.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktorwerkstoff vorzugsweise durch Wasserstoff nicht versprödende Materialien eingesetzt werden.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktorwerkstoff vorzugsweise Materialien eingesetzt werden, die mit Kohlenmonoxid nur in geringem Maße oder gar nicht Metallcarbonyle bilden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß zur Dosierung von Kohlenstoff vorzugsweise Venturidüsen eingesetzt werden.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 11 dadurch gekennzeichnet, daß die zur Dosierung von Kohlenstoff verwendeten Venturidüsen vorzugsweise mit Reaktionsgas betrieben werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß zum Eintrag von Wasserdampf in die Schmelze ein Teilstrom der Reaktionsgase vorzugsweise nach Verlassen der Waschkolonne in den Reaktor eingeleitet wird.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 13 dadurch gekennzeichnet, daß der zum Eintrag des Wasserdampfes verwendete Teilstrom des Reaktionsgases erwärmt und zusätzlich mit Wasserdampf gesättigt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Reaktion entstehende Alkalikarbonat kontinuierlich aus dem Reaktor abgezogen, mit Kalziumhydroxid zu Alkalihydroxid umgesetzt und das entstehende Kalziumkarbonat durch Glühen in Kalziumoxid überführt wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Reaktionsgas in der Waschkolonne ausgewaschene Substanzen in Folgeprozessen eingesetzt werden.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3252773A (en) * 1962-06-11 1966-05-24 Pullman Inc Gasification of carbonaceous fuels
DE2626520A1 (de) * 1975-06-19 1976-12-23 Rockwell International Corp Verfahren zur herstellung von synthesegas
DE3311371A1 (de) * 1983-03-29 1984-10-04 A.L. Alkali-Hydrid GmbH, 5600 Wuppertal Verfahren zur herstellung von preiswertem, reinem wasserstoffgas aus rueckstandsoelen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3252773A (en) * 1962-06-11 1966-05-24 Pullman Inc Gasification of carbonaceous fuels
DE2626520A1 (de) * 1975-06-19 1976-12-23 Rockwell International Corp Verfahren zur herstellung von synthesegas
DE3311371A1 (de) * 1983-03-29 1984-10-04 A.L. Alkali-Hydrid GmbH, 5600 Wuppertal Verfahren zur herstellung von preiswertem, reinem wasserstoffgas aus rueckstandsoelen

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