DE2362032A1

DE2362032A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gas durch teilweises verbrennen und karburieren dieses gases

Info

Publication number: DE2362032A1
Application number: DE2362032A
Authority: DE
Inventors: Godfried Johan Van Den Berg; Frank Karl Gerardu Ouwerschuur
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1974-06-27
Also published as: IT1000835B; DD108720A5; BE808277A; FR2327306B1; GB1451937A; DE2362032C2; JPS4989701A; ZA739450B; NL7217059A; JPS5748597B2; IN138705B; CA1014741A; NL171597B; NL171597C; ES421419A1; FR2327306A1; US3917468A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gases mit einem Heizwert von mehr als 1000 kcal/Nnr durch teilweises Verbrennen von Kraftstoff bei einer Temperatur über· 1000° C in einem hitzebeständigen Vergasungsreaktor, Karburieren des heißen Gases aus dem Vergasungsreaktor mit einem Karburierungsmittel bei einer Temperatur zwischen 700°-C und 1100° C in einer Karburierzone, die den Vergasungsreaktor an einen Hydrierreaktor anschließt, wobei die erwünschten Reaktionen in dem karburierten Gas im Hydrierreak-tor durchgeführt werden und das aus dem Hydrierreaktor erhaltene Gas gekühlt wird.

In Verfahren, in denen Kraftstoffe, wie beispielsweise schweres Heizöl, Petroleumdestillate oder -rückstände, flüssigen Kraftstoff enthaltendem Prozeßruß oder Kohlenschlamm aus Kohlenkies in ¥asser,%ird bei Temperaturen von über etwa 1OQO° C ein Gas erhalten, das im wesentlichen Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthält. Bei solchen Verfahren entsteht unvermeidlich etwas

^teilweise verbrannt werden, - 2 -

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Ruß; dies führt zu einer Suspension kleiner Rußpartikel in dem heißen hergestellten Gas.

Das so hergestellte Gas weist einen relativ geringen Heizwert auf, der normalerweise im Bereich von 1000 - 3000 kcal/Min^ liegt. Zur Verwendung als Stadtgas ist jedoch im allgemeinen ein Heizwert von mehr als 5000 kcal/Nm erforderlich. Die notwendige Erhöhung des Heizwertes wird gewöhnlich dadurch erreicht, daß das Gas karburiert wirdj, d. h,, daß relativ leichte Kohlenwasserstoffe (Karburierungsmittel) eingeleitet v/erden, die verdampfen und dann pyrolysiert werden. Das Karburierungsmittel wird zur Bildung von Methan und ungesättigten Bestandteilen, die dann hydriert werden, gekrackt. Um die erwünschten Reaktionen vollständig ablaufen zu lassen, v/ird das karburierte Gas in einen Hydrier-Reaktor geleitet, um die Verweilzeit der Gase in hoher Temperatur zu erhöhen. Erforderlichenfalls kann in das Gas, vor, während oder nach dem Karburieren Dampf eingeleitet werden, um die Rußbildung zu vermindern» Zum wirksamen Karburieren ist die Anwesenheit einer überschüssigen Menge an Wasserstoff erforderlich. Durch teilv/eises Verbrennen erhaltenes Gas erfüllt dieses Erfordernis normalerweise; die Hydrierung erfolgt in genügendem Ausmaß, um die Bildung zusätzlichen Rußes ganz oder im wesentlichen zu unterdrücken.

Das heiße karburierte Gas, das den Hydrier-Reaktor verläßt, wird gekühlt;diese Kühlung erfolgt beispielsweise auf eine Temperatur, bei der der Ruß und irgendwelche Schwefel-Wasserstoffe entfernt werden können oder bei der eine katalytisch^ Umwandlung des Kohlenmonoxyds oder eine katalytische Methanaufbereitung durchgeführt werden kann; das karburierte Gas wird dann in einem Kessel zur Ableitung der überschüssigen Wärme weiter gekühlt, weil eine beträchtliche Menge von V/ärme zur Verfügung steht und zur Herstellung von Hochdruckdampf benutzt werden kann. Weil das Gas normalerweise Ruß enthält wird vorzugsweise ein Abhitzkessel verwendet, in dem das heiße Gas durch schraubenförmig gewundene Rohre hindurchströmt, die außen durch kochendes Wasser gekühlt werden. Der Ruß schlägt sich an den Wänden von schraubenförmig

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gewundenen Rohren weniger leicht nieder als an Wänden gerader Rohre. Die schraubenförmig gewundenen Rohre setzen sich daher nicht mit Ruß zu.

Beim Karburieren eines durch teilweises Verbrennen von Kraftstoffen hergestellten Gases lag ein Problem darin, wie das Karburierungsmittel in die Karburierzone und in das darin strömende Gas eingeleitet wurde. Beim Einspritzen zeigte sich, daß ein kleiner Teil des flüssigen Karburierungsmittels über den Rand.der Einspritzdüse und in einen Bereich strömt, in d.em wenig Wasserstoff und viel Karburierungsmittel vorhanden ist. Dies führt zu einem pyrolytischen kracken und zu einer Anhäufung von festen Substanzen,, Es ist nicht ganz sicher, ob dies vergärtes Öl, d. h., Kohlenstoff oder Teer oder Gummisubstanzen mit sehr hohem Molekulargewicht und- hohem Kunststoffgehalt sind. Eine der Möglichkeiten ist das Polymerisieren von ungesättigten gebildeten Bestandteilen. Die Anhäufungen werden in der Karburierzone unmittelbar neben und an der Einspritzdüse für das Karburierungsmittel gefunden. Diese Anhäufungen sollten periodisch entfernt werden; dies erfordert, daß das ganze Verfahren bzw» der ganze Betrieb gestoppt wird. Dies ist eine teure und schwierige Arbeit, die zusätzlich für den Verbraucher des hergestellten Gases Nachteile oder Unbequemlichkeiten mit sich bringt. Es können sogar beträchtliche Durchmesser-Verminderungen der Karburierzone als Folge der Anhäufung der besagten festen Substanzen auftreten. In diesem Falle kann der Druck im Vergasungsreaktor in unzulässiger Weise steigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für diese und ähnliche Probleme zu schaffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Karburieren dadurch durchgeführt wird, daß das flüssige Karburierungsmittel in einer dünnen Schicht über Teile in die Karburierzone geleitet wird, die derart gekühlt sind, daß das

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Karburierungsmitiel \.^rc?hrend der Zeit, während der es nicht von (Jem heii3en Gan al-rorbiert wird, auf einer Temperatur bleibt, (Jj(J untei derjenigen liegt, bei der das Kracken einsetzt. Diese Maßnahmen führen zu dem gewünschten Ergebnis. Überraschenderweise hat sich im Gegensatz zu früheren Vorstellungen und Erwartungen herausgestellt, daß das Karburieren nicht ungünstig beeinflußt wird, wenn das Einspritzen des Karburierungsmittels in das zu karburiercnde Gas nicht unter hohem Druck oder mit großer Geschwindigkeit und so direkt wie möglich erfolgt.

Hin Merkmal der Eifindung liegt darin, daß die diejenigen Toj 3c der Karburierzone, mit denen das Karburierungsmittel in Berührung kommt, bevor es vom zu karburierenden Gas absorbiert wird, merklich gekühlt v/erden. Ein weiteres Merkmal liegt darin, daß das Karburierungsmittel in die Karburierzone mit einer Geschwindigkeit eingeleitet'wird, dio wesentlich unter der beim Einspritzen mittels einer Einspritzdüse erreichten lj.egt. Im letzteren Fall würde der Druck des Karburierungsinittels vorher auf einen Wert erhöht werden, der deutlich über dem Druck iin Gas in der Karburierzone liegt, so daß das Karburierungsmittel die Einspritzdüse mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit verläßt. In der Vergangenheit lagen übliche Geschwindigkeiten bei 1-3 m/sec für das Gas und 10 ~ AO m/sec für das in das Gas eingespritzte Karburierungsmittel.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist-im Prinzip für Verweilzeiten von bis zu 10 see für gewöhnliche Karburierungsmittel zulässig, vorzugsweise beträgt die Verweilzeit des flüssigen Karburierungsmittels in der Karburierzone nicht weniger als 0,1 see. und nicht mehr als 1,0 see. Innerhalb dieses Bereiches ist das Risiko dafür, daß die auftretenden Temperaturen die untere Grenze, bui der Kracken möglich ist, überschreiten, am geringsten. Diese untere Grenze hängt natürlich stark von der Verweil zeit des flüssigen Karburierungsmittels ab.

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BAD ORlGtNAt.

Das Karburieren wird, vorteilhafterweiße-dadurch ag, daß" flüssiges Karburierungsrnittel in die Karburierzone in sinerdünnen Schicht um einen gekühlten Rand eingeleitet wird, längs dem das heiße Gas aus dem Vergasungsreaktor strömt. Wenn- das heiße Gas längs des Randes strömt, wird das Karburierungsrnittül-

das Gas

vom Gas absorbiert und/wird nur im allerletzten Augenblick gekühlt. Weil das Karburierungsmittel um den Rand herum tritt kommt es nicht eher in Berührung mit dem strömenden Gas, so daß die Temperatur des Karburierungsmittels in einfacher V/eise niedrig gehalten werden kann.

Um eine allmähliche Absorbtion des Karburierungsmittels durch das heiße'Gas zu erreichen, wodurch die Bildung von Anhäufungen verhindert oder sogar ausgeschaltet wird, wird d.as Karburierungsrnittel in die Karburierzone vorzugsweise in einer dünnen Schicht mit einer Strecke längs einer gekühlten Wand, längs der das heiße Gas strömt, eingeleitet. In diesem Falle endet die gekühlte Wand"zweckmäßig in einem scharfen Übergang, wobei das flüssige Karburierungsmittel durch das heiße Gas während seiner Bahn längs der gekühlten Viand teilweise absorbiert wird und der Rest an dem scharfen Übergang absorbiert wird. Wenn darauf geachtet wird, daß die Geschwindigkeit des Karburierungsmittels während der Berührung mit dem heißen Gas nicht zu hoah ist,* entstehen keine Anhäufungen bzw.· Ansammlungen, Die Strömungsgeschwindigkeit des heißen Gases in der Karburierzone liegt vorteilhafterweise zwischen 10 und 1200 m/sec, die Zufuhr von Karburierungsmittel ist' so, daß die Dicke der Schicht des Karburierungsfilmes an der gekühlten "Wand geringer als 1 mm ist. Die Strömung des Karburierungsmittels längs der besagten kalten Wand erfolgt vorteilhafterweise in Richtung der Strömung des heißen Gases. " ·

Um die Temperatur des flüssigen Karburierungsmittels so niedrig wie möglich zu halten, wird das Karburierungsmittel vorteilhafterweise der Karburierzone in einer dünnen Schicht längs einer gekühlten Viand zugeführt, längs der das heiße Gas nicht

strömte Das flüscwx KarburierungEMLttcl wird dann Läng,:; dlt-i^-r. gekühlten Wand zwcckrnülj igerweise in einer der S bröruungsji'ioh tun»· der heißen G:-u;e en tgogonges ritzten Richtung zugeführt.

Die Erfindung ist sehr gut für ein flüssiges Karburierung·-:- mittel anwendbar, das aus einer Petroleum-Fraktion, v/ie Gas-öl, Naphtha und Kerosin besteht. Es sind gerade diese und ähnliche Karburierungsmlbbei, die bei den herkömmlichen Verfahren zum Kracken oder zum Polymerisieren an der Einspritzdüse neigen.

Wie oben erwähnt wird das karburierte Gas in einen HydrierReaktor geleitet, um die erwünschten Reaktionen vollständig ablaufen zu lassen, d„ h. _f u. a. zu ermöglichen, daß das verdampfte Karburierungsmittel sich weiter anlagert und die ungesättigten Bestandteile hydriert werden. Es ist sehr zweckmäßig, das karburierte Gas in einen Kydrier-Reaktor zu leiten, in dem die Gase intern und über eine innere Abteilung im Hydrier-Reaktor umgewälzt werden.

Wenn das flüssige Karburierungsmittel in der beschriebenen V/eise längs einer gekühlten Wand zugeführt werden, längs der keine heiße Gasströmung vorhanden ist und dann weiter längs einer gekühlten Wand geführt wird, längs der eine Strömung von heißem Gas'bis zu einem scharfen Übergang, an der das flüssige Karburierungsmittel vom Gas absorbiert wird, geführt ist, kann es vorteilhaft sein, das flüssige. Karburierungsmittel um eine freie Wand herum zuführen, die in der Karburierzone angeordnet ist und von innen her gekühlt wird, wobei das Karburierungsmittel in die Karburierzone in Richtung auf die Außenseite der Karburierzone eingeleitet wird, dann um das Ende der freien Wand herumkriecht und sKhaidsrzur Mittellinie der Karburierzone zeigenden Seite der freien Wand weiter bewegt bevor es vom längs der letzteren Seite strömenden Gas . absorbiert wird. Vorzugsv/eise wird eine Karburierzone mit rotationssymmetrischer oder im wesentlicher rotationssymmetrischer Bauart verwendet,, wodurch das Risiko von Ansammlungen in der Karburierzone möglichst klein gehalten wird. ··

■-«w-mro ,:. ■■: 4 0 9 8 2 6/0791 _BAD oraeswAL " ⁷ ~

Die Vorrichtung zum Herstellen von Gas mit einem Heizwert

-7.

von mehr als 1000 kcal/Nm , wie oben erwähnt, v/eist einen leeren hi t;-ebe ständigen Vergasungsreaktor zum teilweisen Verbrennen von Kraftstoff, eine Karburierzone zum Karburieren dos heißen Gases aus dom Vergasungsreaktor mit einem Kohlen-Weßserstoif-Karburierung;;.rnittel, einen Hydrier-Reaktor zum Durchführen der erwünschten Reaktionen im karburierten Gas und wahlweise einen Abhitzkesscl zum Kühlen des Gases aus dem Hydrier-Reaktor und zum Erzeugen von Dampf auf. Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung

durch Mittel zum Leiten von flüssigem Karburierungsmittel in einer dünnen Schicht in die Karburierzone und zum gleichzeitig erfolgenden Kühlen des Karburierungsmittels gekennzeichnet«

Die Karburierzone der vorerwähnten Vorrichtung weist vorteilhafterweise einen Rand mit einer Kühleinrichtung und Mitteln zum Leiten des flüssigen Karburierungsmittels um diesen Rand auf, -wobei der Rand derart angeordnet ist. daß das heiße Gas aus dem Vergasungsreaktor im Betrieb längs ihm strömt.

Die Karburierzone enthält zweckmäßigerweise eine V/and mit Kühlvorrichtungen sowie mit Mitteln zum Leiten des flüssigen Karburierungsmittels längs dieser Viand, wobei die Wand derart angeordnet ist, daß das heiße Gas aus dem Vergasungsreaktor im Betrieb längs ihr strömt. Diese Wand mit den Kühleinrichtungen endet vorteilhafterweise in- einem scharfen Übergang. Das flüssige Karburierungsmittel wird dadurch allmählich vom heißen Gas absorbiert. Die Karburierzone weist vorteilhafterweise eine Wand mit Kühleinrichtungen und Mitteln zum Lenken des flüssigen Karburierung: mittels in die Karburierzone längs dieser Wand auf, wobei die Wand so angeordnet ist, daß das heiße Gas im Betrieb nicht längs ihr strömt. Bei einer solchen Karburierzone besteht nicht das Risiko von Ansammlungen und das Karburierungsmittel kann allmählich zugeführt v/erden. '

Die Karburierzone ist vörteilhafterweise mit einer freien Wand mit einer inneren Kühleinrichtung ausgebildet, wobei eine

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Seite nach außen und eine Seite zur Mittellinie zeigt. Längs der ersten Seite wird das flüssige Karburierungsmittel zweckmäßigerweise in die Karburierzone eingeleitet, während das flüssige Karburierungsmittel längs der letzteren Seite in die Karburierzone übertritt und mit dem heißen Gas in Berührung kommt.

Eine besonders zweckmäßige Vorrichtung wird erhalten, wenn die Karburierzone rotationssymmetrisch oder im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut ist.

Vorzuziehen ist, eine Karburierzone zu verwenden, die mit einer gekühlten, venturi-artigen Einschnürung ausgebildet ist. In der Mitte dieser Einschnürung - in Längsrichtung gesehen ist die Karburierungsmittel-Zufuhr angebracht, so daß eine äußere Schicht des heißen Gases im ersten Teil der venturi-artigen Anordnung vorgekühlt wird, bevor es in Berührung mit dem gekühlten Karturierungsfiim im zweiten Teil kommt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer scheiriatischen Darstellung beispielsweise und mit vorteilhaften Einzelheiten erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäfSen Vorrichtung

Fig. 2 einen axialen Schnitt der Karburierzone der Vorrichtung gemäß Fig. 1

Fig. 3 eine schematische Zeichnung einer abgeänderten Ausführungsform der Karburierzone.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung einen leeren hitzebeständigen Vergasungsreaktor 1 auf, der mit einem Rohr 2 zur Kraft-

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stoffzufuhr zur Brennkammer 3 des Reaktors und mit einem Zuleitungsrohr 4 für Sauerstoff ausgerüstet ist.

Die Vorrichtung weist- weiter einen Reaktorauslaß 5 auf, der als eine Karburierzone ausgebildet ist, ebenfalls leer ist und teilweise mit einer hitzebeständigen Auskleidung versehen ist. Die Karburierzone weist einen Anschluß 6 zur Zufuhr von Kohlen-Wasserstoff auf, durch die flüssiges Karburierungsrnittel in das Hüllrohr 7 eingeleitet werden kann.

Das Reaktor-Auslaßrohr 5 ist mittels eines Flansches 8 mit einem Hydrier-Reaktor 9, 10, 11 verbunden, der aus zwei parallelen Säulen 9 und 11 und einem gebogenen Zwischen- bzw. Verbindungsrohr 10 besteht. Dieser Hydrierreaktor ist leer und vollständig mit hitzebeständigen Steinen ausgekleidet. Die Säulen 9 und 11 sind mit dem Zwischenrohr 10 mittels Flanschen 12 bzw, 13 verbunden. Das Ende des umgekehrten U-förmigen Hydrier-Reaktors ist; über einen Anschluß 14 und eine Flansch 15 mit einem Abhitzkessel verbunden.

Dieser Abhitzkessel besteht aus einem leeren - mit hitzebeständigen Ziegeln ausgekleideten- Bodenbehälter 16 und einem Dampfkessel 17, der senkrecht auf dem Bodenbehälter angebracht ist und "mit diesem mittels eines Flansches 18 verbunden ist. Der Dampfkessel ist nahe seiner Basis mit einer Wasserzuleitung 19 und einer Ableitung 20 für Hochdruckdampf an seiner Oberseite ausgerüstet. Durch den Dampfkessel 17 läuft ein schraubenförmig gewundenes Gasrohr 21, das mit dem Bodenbehälter 16 über das gerade untere Ende 22 verbunden ist, das an der Oberseite durch die Kesselwand in Form der Gasableitung 23 austritt.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 arbeitet folgendermaßen:

Über das Rohr 2 zusämirieri'mit einer kleineren als der theoretischen Menge Sauerstoff zugeführter Kraftstoff wird im Vergasungsreaktor· 1 unvollständig verbrannt. Je nach Bedarf kann eine Dampfmenge

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über den Brenner oder andere Vorrichtungen zugeführt werden. Ein Rohgas-Strom verläßt den Reaktor über den Auslaß 5 mit einer Temperatur von etwa 1200 - 1400° "C, Das Gas enthält normalerweise etwas Ruß und besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Unter anderem aber sind gewöhnlich noch Wasserdampf, Kohlendioxyd und. Schwefelwasserstoff vorhanden.

^lDieses Rohgas.wird darin in dem Reaktor-Auslaßrohr 5 karburiert. Dieses Gas sollte normalerweise zuerst unter 1100° C abgekühlt werden. Weiter ist vorteilhaft, daß eine überschüssige Menge an Wasserdampf in dem Gas verhanden ist. Deshalb wird zweckmäßigerweise über 24 eine Wassermenge in das Rohr eingespritzt oder über 25 in die Unterseite des Reaktors. Dann wird ein flüssiges Karburierungsmittel· in Form einer Kohlenwasserstoff-Fraktion in das Gas in einem oder mehreren Schritten eingespritzt. Wenn das Karburieren in einigen Stufen durchgeführt wird, ist es möglich, zusätzlich Wasser zwischen zwei Stufen einzuspritzen, um das Gas zu kühlen und die Menge von vorhandenem Wasserdampf zu vergrößern.

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Nacb&'in das Gas karburiert wurde, laufen die erv/ünschten Reaktionen im Hydrierreaktor 9, 10, 11 ab. Noch vorhandene Tropfen von flüssigem Karburierungsmittel verdampfen hier, ungesättigte Kohlenwasserstoffe werden hydriert, es findet eine gewisse Methanisierung statt und die Kohlenwasserstoffe reagieren mit dem Dampf und bilden Wasserstoff und Kohlenmonoxyd.

Das rohe* karburierte Gas -, das nun einen nicht unwesentlichen Prozentsatz an Methan enthält, wird in den Bodenbehälter des Abhitzkessels mit einer Temperatur zwischen 800⁰C und 1 100⁰C geleitet und verläßt diesen Abhitzkessel mit einer Temperatur von normalerweise weniger als. Aoo'
Dampf unter ziemlieh hohem Druck.

von normalerweise weniger als. A00 C. Der Abhitzkessel erzeugt

Tn Fig. 2 ist ein Teil der Karburierzone genauer dargestellt, Im hitzebeständigen Belag 7' der Karburierzone ist eine zylindrische Innenwand 26 ausgebildet, um dem heißen zu karburierenden Gas eine Strömung in Pfeilrichtung zu ermöglichen. In der Ziegelbelag 7' . ist eine Ringnut 27 zur Zufuhr von flüssigem Karburierungsmittel. Zur weiteren Strömung des Karburierungsmittels und um die erwünschte Menge von Karburierungsmittel in Form eines dünnen Filmes zuzuführen, ist in der Ringnut 27 eine gekühlte Wand 28 mit einem zydrisch umgebogenen bzw. gerichteten Tnnenteil 29 angeordnet, der frei in die Bahn des strömenden Gases einragt. Des weiteren ist unter dem Ring 28, 29 ein Z-förmiger profilierter und gekühlter Ring 30 angeordnet, so daß ein Z-förmiger Schlitz 31 entsteht. Das Karburierungsmittel wird durch diesen Schlitz der Karburierzone im Hüllrohr 7 zugeführt. Die zum Ring 30 zeigende Seite der gekühlten Wand 28, 29 zeigt zur Außenseite der Karburierzone; das heiße Gas strömt nicht längs dieser Seite. Die Seite 32 der gekühlten Wand 28, 29, die frei in der Karburierzone angebracht ist, zeigt auf der anderen Seite zur Mittellinie 33 der Karburierzone; die heißen Gase strömen längs dieser Seite 32.

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Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, wird das flüssige Karburierungsmittel über den gekühlten Schlitz 31 in Form einer dünnen Schicht in die Karburierzone eingeleitet, d.h. über den Rand 34 zur Seite 32, längs der das heiße Gas strömt. Bei 35 ist ein scharfer Übergang, an dem das verbleibende flüssige Karburierungsmittel vom heißen Gas absorbiert werden kann. Ein Teil des flüssigen Karburierungsmittels wird bereits zwischen den Rändern 34*und 35 absorbiert.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung können Abänderungen der dargestellten Ausführungsform durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Hydrierreaktor eine gänzlich andere Form haben und beispielsweise in einer waagerechten Ebene anstelle einer senkrechten Ebene angeordnet sein. Der Abhitzkessel kann ebenfalls anders ausgeführt sein und beispielsweise eine ganze Anzahl von schraubenförmigen Gasrohren anstelle von nur einem aufweisen, mit einem anders geformten Bodenbehälter ausgerüstet sein oder ein anderes Kühlmittel verwenden. Er kann auch von ganz verschiedener Bauart sein.

Die Karburierzone kann anders gebaut sein und beispielsweise verschieden geformte Wände zum Einführen des flüssigen Karburierungsmittels aufweisen.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer solchen abgeänderten Karburierzone.

Das Anschlußrohr 36, das den (nicht dargestellten) ■Vergasungsreaktor mit dem Hydrierreaktor37 verbindet, weist eine Karburierzone auf. Dieses Rohr 36 hat eine gekühlte rotationssymmetrische Einschnürung 38> 39, die an jeder Seite eines Ringschlitzes 40 zur Zufuhr von flüssigem Karburierungsmittel angeordnet ist. Das heiße zu karburierende Gas strömt durch das Rohr 36 in Pfeilrichtung und das Karburierungsmittel wird dem Ringschlitz 40 in dargestellter Richtung zugeführt. Das flüssige Karburierungsmittel tritt dann in die Karburierzone in Form

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einer dünnen Schicht längs der Innenseite 41 der gekühlten Wand 38 ein, längs der ebenfalls das heiße Gas strömt. Die Kühlung der Wände der Einschnürung 38 und 39 ist schematisch durch die Wasserschaleh 42 und 43 dargestellt.

Ein spezieller Vorteil dieser Ausführungsform der Karburierzone liegt darin, daß derjenige Teil der heißen Gase, der in Berührung mit dem Karburierfilm an der Wand 38 kommt, bereits vorher an der Wand 39 gekühlt wird.

Nach dem Karburieren tritt das Gas in den Hydrierreaktor 37 über das Anschlußrohr 36 ein und wird hydriert. Das Gas tritt dann von dem Hydrierreaktor in den Abhitzkessel (nicht dargestellt), um gekühlt zu-werte.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. ' Verfahren zum Herstellen eines Gases mit einem Heizwert von mehr als 1000 kcal/Nur durch teilweises Verbrennen von Kraftstoff bei einer Temperatur über 1 000°C in einem hitzebeständigen Vergasungreaktor , Karburieren des heißen Gases aus dem Vergasungsreaktor mit Kohlenwasserstoff-Karburierungsmittel bei etwa 700⁰C bis 1 10O⁰C in einer Karburierzone, die den Vergasungsreaktor an einen Hydrierreaktor anschließt, wobei die gewünschten Reaktionen im karburierten Gas in dem Hydrierreaktor durchgeführt werden und das aus dem Hydrierreaktor erhaltene Gas gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Karburieren dadurch durchgeführt wird, daß das Karburierungsmittel in einer dünnen Schicht in die Karburierzone über Teile geleitet wird, die derart gekühlt sind, daß das Karburierungsmittel während der Zeit, während der es nicht vom heißen Gas absorbiert wird, auf einer Temperatur bleibt, die unter derjenigen liegt, bei der sein Kracken einsetzt.

2. Verfahren nach Ansp^ch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die -Verweilzeit des flüssigen Karburierungsmittels in der Karburierzone weniger als .10 see beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des flüssigen Karburierungsmittels in der Karburierzone zwischen 0,1 und 1,0 see liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gek.ennze lehnet , daß das Karburieren in der Karburierzone durch Leiten des flüssigen Karburierungsmittels in einer dünnen Schicht um einsi gekühlten Rand ,_ längs dem das heiße Gas aus dem Vergasungsreaktor strömt, geschieht,

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet ,■ daß das flüssige Karburierungsmittel der Katourierzone in Form einer dünnen Schicht eine Strecke längs einer gekühlten Wand strömt, längs der das besagte heiße Gas strömt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnest, daß das flüssige Karburierungsmittel in der Karburierzone in Form einer dünnen Schicht längs einer gekühlten Wand geleitet wird, die in einem scharfen Übergang endet, wobei ein Teil des flüssigen Karburierungsmittels, auf dessen Weg längs der gekühlten Wand und der Rest an dem scharfen Übergang absorbiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η -

ζ e i c h ne t , daß das flüssige Karburierungsmittel in der Karburierzone in Form einer dünnen Schicht längs der besagten gekühlten Wand' in Richtung der Strömung des heißen Gases gelenkt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dädueh gekennze ichne.t , daß die Strömungsgeschwindigkeit des heißen Gase.s zwisdnsn 10 und 1 200 m/sec liegt und die Zufuhr von flüssigem Karburierungsmittel derart ist, daß die Schichtdicke des Karburierungsfilmes auf der gekühlten Wand weniger als ein Millimeter beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das flüssige Karburierungs-

mittel der Karburierzone in Form einer dünnen Schicht längs einer gekühlten Wand zugeführt wird, längs der das heiße Gas nicht strömt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Karburierungsmittel längs

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der gekühlten Wand in einer zur Richtung der Strömung des heißen Gases entgegengesetzten Richtung zugeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Karburierungsmittel eine Petroleumfraktion, wie Vakuumdestilat, Gasöl, Kerosin oder Naphte ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Petroleumfraktion ein Vakuumdestilat, Gasol, Kerosin oder Naphtna ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß das karburierte Gas in einen Hydrierreaktor geleitet wird, innerhalb dessen die Gase durch eine innere Abteilung des Hydrierreaktors umgewäüzt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7 und 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß das flüssige Karburierungsmittel um eine freie, in der Karburierzone angebrachte Wand geführt wird, die innen gekühlt ist, und das Karburierungsmittel in die Karburierzone gegen deren Außenseite eingeführt wird, dann um das Ende der freien Wand herumkriecht und an der zur Mittellinie der Karburierzone zeigenden Seite sich weiterbewegt, bevor es von dem längs dieser Seite strömenden Gas sorbiert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Karburierzone rotationssymmetrisch oder im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß das aus dem Hydrierreaktor erhaltene Gas in einem Abhitzkessel, der Hochdruckdampf erzeugt, auf eine Temperatur unter 400°C abgekühlt wird.

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17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas unmittelbar bevor es karburiert wird in der Karburierzone durch eine gekühlte Wand .derart ' gekühlt wird, daß das heiße, in direkte Berührung mit dem flüssigen Karburierungsmittels kommende Gas eine niederere Temperatur als das restliche heiße Gas aufweist.

18. Vorrichtung zum Herstellen von Gas mit einem Heizwert von mehr als 1000 kcal/Nm mit einem leeren hitzebeständigen Vergasungsreaktor zum teilweisen Verbrennen von Kraftstoff, einer Karburierzone zum Karburieren des heißen Gases aus dem Vergasungsreaktor mit einem Karburierungsmittel, einem Hydrierreaktor zum Durchführen der erwünschten Reaktionen in dem karburierten Gas und wahlfrei einem Abhitzkessel zum Kühlen des Gases aus dem Hydrierreaktor mit Dampf, g. ekennzeich net durch eine Vorrichtung (6,,27 - 34, 38 - 43) zum Einleiten von flüssigen Karburierungsmitteln in Form einer dünnen Schicht in die Karburierzone.

19. .Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Karburierzone einen.Rand (34) mit Kühleinrichtungen (28, 30) und Mittel (31) zum Lenken des"flüssigen Karburierungsmittels um diesen.Rand (34) aufweist, wobei der Rand (34) derart angeordnet ist, daß im Betrieb das heiße Gas aus dem V_ergasungsreaktor (1) an dem Rand (34) entlang strömt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Karburierzone eine Wand (29, 34, 35) mit Kühleinrichtungen (28, 30) und Mittel (31) zum Lenken des flüssigen Karburierungsmittels längs dieser Wand (29, 34, 35) aufweist, wobei die WAnd (29, 34, 35) derart angeordnet, ist, daß im Betrieb das heiße Gas aus dem Vergasungsreaktor (1) längs der Wand (29, 34, 35) strömt*

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21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Wand (29, 34, 35) mit den Kühleinrichtungen (28) in einem scharfen Übergang (35) endet.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß die Karburierzone eine Wand rait Kühleinrichtungen und Mittel zum Lenken des flüssigen Karburierungsmittels in die Karburierzone längs dieser Wand aufweist, wobei die Wand derart angeordnet ist, daß das heiße Gas im Betrieb nicht längs der Wand strömt.

23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 20 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Karburierzone mit einer frei in dieser Zone angebrachten Wand (28, 29) versehen ist, wobei die Viand (28, 29) innere Kühl einrichtung en aufweist und eine Seite nach außen und eine andere Seite (32) zur Mittellinie (33) gerichtet ist„

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Karburierzone rotationssymmetrisch oder im wesentlichen rotationssymmetrisch gebaut ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Karburierzone eine gekühlte,venturiartige Einschnürung (38, 39) auf v/eist, in deren Mitte in Längsrichtung gesehen, die Karburierungsmittelzufuhr angeordnet ist.

409826/0791

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