DE2403933A1 - Verfahren zur umwandlung von kohle in gas - Google Patents

Verfahren zur umwandlung von kohle in gas

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Description

DipL-Ing. P. WIRTH ■ Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DipL-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL
TELEFON COem 28"34 6 FRANKFURT AM MA1N
287014 GR. ESCHENHEIMER STHASSE 39
USSN 327 873
GILBERT ASSOCIATES, INC.
Box 14-98
Reading, Pa. 19603
U. S. A.
Verfahren zur Umwandlung von Kohle in Gas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Kohle in Gas von Pipeline-Qualität.
Infolge der Abnahme der heimischen Erdgasvorkommen wird die Ergänzung der traditionellen Gasquellen durch verhältnismäßig teures Gas, wie z.B. importiertes LNG und aus flüssigen Kohlenwasserstoffen erzeugtes Substitutionsgas, vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen wieder interessant. Um nun der zunehmenden Nachfrage nach einem sauber verbrennenden gasförmigen Brennstoff gerecht werden zu können und die Abhängigkeit von Grundenergieimporten minimal zu halten, ist man seit langem bestrebt, ein wirtschaftliches Verfahren zur Umwandlung von Kohle, die in reichlicher Menge vorhanden ist, in Gas von Pipeline-Qualität (Kohlevergasung) zu entwickeln.
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Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung "bildende Verfahren beruht auf der direkten Methanisierung von ultrafeinem Kohlepulver durch Umsetzung mit verhältnismäßig hochreinem Wasserstoff bei hohen Temperaturen und mittleren Drucken· Die hohe Methanausbeute dieses Verfahrens beruht auf zwei primären Erscheinungen.
Ein außergewöhnlicher Nachteil der traditionellen Kohlezerkleinerungsverfahren ist der, daß dabei im allgemeinen Kräfte angewendet werden müssen, die das behandelte Material Druckbelastungen aussetzen, die zu Sprödigkeitsbrüchen führen. Die zur Erzeugung des Bruches erforderliche Energiemenge ist proportional zum Quadrat der Materialfestigkeit. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß umfangreiche experimentelle Untersuchungen gezeigt haben, daß die Zugfestigkeit (Zerreißfestigkeit) von Kohle 1/30 bis 1/70 der Druckfestigkeit beträgt. Theoretisch sollte es deshalb möglich sein, das Zerbrechen (Zerkleinern) unter Spannung mit etwa 1/1000 der zum Zerbrechen von Partikeln der gleichen Größe unter Druck erforderlichen Energiezufun>. Bis heute ist es jedoch nicht gelungen, eine wirksame oder wirtschaftliche Methode zur Zerkleinerung von Materialien durch Spannungsbruch zu erzielen.
Aus geologischen Gründen und aus Gründen der Art ihrer Entstehung ist Kohle ein sehr heterogenes Material, das innerhalb seiner Struktur eine mikroporöse und Kapillarstruktur aufweist. Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Ultrafeinstruktur von Kohle haben gezeigt, daß sie eine Struktur aufweist, bei der gekrümmte Zylinder, runde und polygonale Plättchen und Kügelchen vorkommen. Es gibt zwei allgemeine Bereiche für diese Formen, einen in der Größenordnung von einigen hundert Angström (Ä), den anderen in der Größenordnung von weniger als 100 Sf Die elektronenmikroskopisch gefundenen Ergebnisse zeigen in Verbindung mit den experimentellen Versuchen zur Bestimmung der inneren Oberflächengröße, daß die Poren eine Größe innerhalb des Bereiches von bis herunter zu einigen ZehiyX haben können und daß die die Poren
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verbindenden Kanäle wahrscheinlich in der Größenordnung von etwa 20 % der Porengröße liegen. Die 3?orm der Poren in der Kohle ist eher flach als zylindrisch oder kugelförmig. Die innere Kapillarstruktur der Kohle ist ein wesentliches Merkmal, das in Verbindung mit der geringen Zugfestigkeit der Kohle bei ihrer Zerkleinerung berücksichtigt werden muß.
Wenn Kohlepartikel schnell erhitzt werden, tritt eine nahezu explosionsartige Verflüchtigung (Vergasung) auf. Aus in den Dreißiger Jahren in Deutschland durchgeführten Arbeiten ergibt sich, daß unter geeigneten Bedingungen ultrafeine Kohlepartikel carbonisiert (verkohlt) werden können unter Bildung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen und Kohle in der Submikrongröße (etwa 1/100 Mikron). Die thermische Zerkleinerung hängt sehr stark von der Größe der in den Reaktor eingeführten Kohlepartikel ab.
Die erste der beiden Erscheinungen, auf denen die vorliegende Erfindung beruht, ist die, daß mit einer ultrafeinen Kohlebeschickung (4- Mikron und weniger),wenn die Kohle schnell erhitzt wird, das flüchtige Material exotherm freigesetzt wird, wobei gleichzeitig innerhalb der porösen Struktur ein Druck entsteht, der zur explosionsartigen Zerkleinerung des Feststoffes führt. Die Kombination aus der J?orm der (flachen) Poren, der niedrigen Zugfestigkeit, der dünnen Wand des festen Materials, den engen Gasentweichungskanälen und der exothermen Verflüchtigung, die zur Entstehung des Druckes führt, trägt zu dem explosionsartigen Zerbrechen bei· Die baulichen Parameter der Carbonisierungsreaktorzone, die Betriebstemperatur und der Betriebsdruck in dem Reaktor, die Zusammensetzungen des Heizgases und/oder des Transportgases und die Partikelgröße und Temperatur der Beschickung beeinflussen alle die Zusammensetzung und Strömungsgeschwindigkeit der Produkte sowie den erzielten Zerkleinerungsgrad.
Die zweite Erscheinung, auf der die vorliegende Erfindung beruht, ist die, daß das schnelle Erhitzen von pulverisierter
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Kohle in Gegenwart von Wasserstoff zur Bildung von Methan in solchen Mengen führt, die größer sind als diejenigen, die aufgrund der Kohleverflüchtigung und des Reaktionsgleichgewichtes zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff zu erwarten gewesen wären.
Die erste Stufe ist die sofortige Verflüchtigung von Kohle nach einem Verfahren, das durch Wasserstoff zwar aktiviert wird, dessen Geschwindigkeit Jedoch durch Wasserstoff nicht beeinflußt wird. V/enn das flüchtige Material aus der Oberfläche der Kohle entweicht, ist die zurückbleibende Kohle (char) instabil und sehr reaktionsfähig. Die Zentren, die das Entweichen des flüchtigen Materials bewirken, wirken als aktive Zentren zusammen mit den freigesetzten Kohlenstoffatomen, die mit Wasserstoff reagieren können. Die zweite Stufe des Mechanismus umfaßt eine schnelle Stabilisierung der aktiven Zentren entweder mit Wasserstoff unter Bildung von Methan oder innerhalb der Partikel selbst durch Vernetzungspolymerisation unter Bildung einer inaktiven Kohle. Die dritte Stufe umfaßt die langsame Umsetzung des Wasserstoffs mit der inaktiven Kohle.
Wie aufgrund des dreistufigen Mechanismus für die Kohlemethanisierung zu erwarten war, hat es sich experimentell bestätigt, daß der Grad der Vergasung und Methanisierung der Kohle mit abnehmender Größe der in den Reaktor eingeführten Kohlepartikel zunimmt. Wenn die Partikelgröße abnimmt, steigt die spezifische Oberflächengröße der aktiven Zentren an, wodurch die Möglichkeit zur sofortigen Umsetzung mit Wasserstoff zunimmt. Die kleinste untersuchte Partikelgröße betrug etwa 63 Mikron.
Es sei darauf hingewiesen, daß der 3-Stufen-Mechanismus für die Methanbildung mit einem hochreaktiven Kohlenstoff-Wasserstoff-Material als Zwischenprodukt die Basis für das Bituminous Goal Research (BOR)-Zwei-Stufen-tJberdruck-Kohlevergasungsverfahren" darstellt. Dabei handelt es sich um ein von
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BGE entwickeltes Verfahren, das vom "US Interior Department's Office of Coal Research" und von der "American Gas Association" finanziert worden ist. Die für das Vergasungsverfahren verwendete Kohle, die eine solche Partikelgröße aufweist, daß etwa 70 % ein Sieb mit einer lichten Maschemveite von 74 Mikron (200 mesh) passieren, wird "bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur mit Wasserdampf (nachfolgend als Dampf bezeichnet) und einem hauptsächlich Wasserstoff, Kohlendioxyd und eine beträchtliche Menge an Kohlenmonmxyd enthaltenden Synthesegas umgesetzt. Obgleich bei der Vergasung von Kohle mit einer Partikelgröße von 74 Mikron in einer verdünnten Wasserstoffatmosphäre beträchtliche Mengen an Methan gebildet werden, tritt keine thermische Zerkleinerung der Kohlepartikel auf und mehr als 50 %.des in dem Produktgas enthaltenen Methans werden durch die auf die Vergasung folgende katalytische Methanisierung gebildet.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Grad der Hydrierung und der Massenumwandlung der Kohle innerhalb einer gegebenen Kontaktzeit variieren kann in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, welche die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen. Einer der Paktoren ist die Diffusion der Wasserstoff- und Produktgase durch die Poren der Partikel und ein anderer Faktor ist die Reaktion auf der verfügbaren äußeren Oberfläche der Partikel. Bezüglich dieser Faktoren sei bemerkt, daß Kohlepartikel einer Größe von 4 Mikron und I/IOO Mikron 18,5 "bzw. 7400 mal so reaktiv sind wie Kohlepartikel einer Größe von 74 Mikron. Wenn der Massentransport der Reaktionsgase durch einen Oberflächenfilm der Reaktanten und Produkte die Geschwindigkeit begrenzt, variiert der Hydrierungsgrad etwa wie der Kehrwert des Partikeldurchmessers zu dem 1,5-fachen. In diesem Falle sind Kohlepartikel mit einer Größe von 4 Mikron und 1/100 Mikron 80 bzw, 625 000 mal reaktiver als Kohlepartikel einer Größe von 74 Mikron«,
Andere Faktoren, wie z.B. die Bildung eines Aschefilmes, können bewirken, daß sich das angegebene Verhältnis der Ver-
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angezeigt
besserung/durch die obigen Größenvergleiche,verschiebt. Bei einer gegebenen Kohle ist «jedoch die Reaktionsfähigkeit der ultrafeinen und Submikron-Kohlepartikel um einige Größenordnungen höher als bei Kohlepartikeln mit einer GröJe von 74- Mikron. Daraus ergibt sich, daß eine maximale Methanmenge direkt aus Kohle erzeugt werden kann, wenn ultrafeine Kohle in einen Vergasungsreaktor eingeführt wird, in dem die Kohle schnell erhitzt und in Gegenwart von verhältnismäßig reinem Wasserstoff thermisch zerkleinert wird.
Gleichzeitig mit der Kohleverflüchtigung unterliegen die Partikel einer enormen Größenverringerung bei einer entsprechenden Zunahme der Oberflächengröße der aktiven Zentren und Reaktion der aktiven Zentren mit dem Wasserstoff unter Bildung von Methan. Der Wärmebedarf für die schnelle Erhitzung des Ausgangsmaterials im Innern des Reaktors wird durch die Methanbildungsreaktion selbst gedeckt, die stark exotherm ist.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung hervor.
Die in der beiliegenden Zeichnung dargestellte einzige Figur erläutert schematisch ein Kohlevergasungsverfahren durch direkte Methanisierung, bei dem die erfindungsgemäßen Prinzipien angewendet werden.
Nach dem in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Schema wird die in die Anlage eingeführte Kohle 1 durch mechanische Zerkleinerung bei 2 auf eine Partikelgröße von 4 Mikron und weniger gebracht. Gegebenenfalls kann in dem Kohleaufbereitungsabschnitt eine Einrichtung 9 vorhanden sein zur Entfernung der anorganischen Mineralien einschließlich des pyritischen Schwefels. Durch die Verbesserung der Kohle werden die Effekte des Aschefilmes auf die Vergasungsreaktionen minimal gehalten und der thermische Gesamtwirkungsgrad des Abstromprozesses wird verbessert. Das ultrafeine Kohlepulver wird durch die
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Rohrleitung 3a durch eine Düse 3b, die ein vorzeitiges Erhitzen der Kohlebeschickung verhindern soll, in den Hydrovergasungsreaktor 3 eingeführt. Ein an Y/asserstoff reiches Gas von verringerter Temperatur, das durch die Rohrleitungen 16 und/oder 22a strömt, wird dazu verwendet, das ultrafeine Kohlepulver unter Druck zu setzen und die Mischung wird durch die Rohrleitung 3a in den Hydrovergaser 3 eingeführt. Innerhalb des Reaktors 3 wird das Kohlepulver mit der Hauptmasse des Wasserstoffs vereinigt, der durch die Rohrleitung 22 in den Reaktor eingeführt wird. Die Methanbildungsreaktion ist exotherm und wenn sie einmal eingeleitet ist unterhalt sich der Reaktor selbst, da die gebildete Wärmemenge größer ist als diejenige, die für das schnelle Erhitzen des in den Reaktor 3 eingeführten Ausf^angsmaterials erforderlich ist. Das schnelle Erhitzen des ultrafeinen Kohlepulvers ist begleitet von einer praktisch gleichzeitigen Verflüchtigung, Verkleinerung der Partikelgröße des Kohlepulvers auf etwa 1/100 Mikron und einer Methanisierung der so gebildeten aktiven Zentren, wobei aus der Umsetzung mit Wasserstoff direkt Methan gebildet wird. Die überschüssige Wärme wird mittels eines Wärmeabführungssystems 3°aus dem Reaktor 3 entfernt.
Bei den Betriebsbedingungen des Reaktors 3 wird der in der Kohlebeschickung vorhandene Sauerstoff in Wasserdampf, Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd umgewandelt, der Stickstoff wird aus der Kohle hauptsächlich in Form von freiem Stickstoff freigesetzt, der Kohleschwefel reagiert mit Wasserstoff unter Bildung von Schwefelwasserstoff, der Kohlewasserstoff nimmt an den Gasbildungsreaktionen teil und der Kohlenstoff reagiert
Methan und
unter Bildung voiy Konlenoxyden. Der Prozentsatz des vergasten Kohlenstoffs hängt von dem Betriebsdruck des Reaktors und der Menge des in den Reaktor 3 eingeführten Wasserstoffs ab„ Bei dem in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Verfahren werden der Wasser stoff strom in den Reaktor und der Reaktorbetriebsdruck so eingestellt, daß nicht-umgesetzter Kohlenstoff in einer Menge abgezogen werden kann, die gleich derjenigen ist, die zur Bildung des Wasserstoffbedarfs des Verfahrens
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erforderlich ist.
Die Mischung, welche den Hydrovergaser 3 bei erhöhter Temperatur verläßt, wird bei 4- in einen an Methan reichen Gasstrom und in einen aus Asche und Kohlepartikeln(Kohlenstoffpartikeli) einer Submikrongröße"bestehenden Strom aufgetrennt. Das an Methan reiche Gas wird bei 5 unter Anwendung eines eine? Reihe von handelsüblichen Gasreinigungsverfahren zur Entfernung von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff behandelt. Das zurückgeführte saure Gas wird in einer Claus-Anlage 13 weiter behandelt, um den Schwefel in elementaren Schwefel 15 zu überführen. Falls zur Verhinderung von Umweltverschmutzung erforderlich, kann das Endgas 14- der Claus-Anlage für eine noch weitergehende Schwefelentfernung weiterbehandelt werden. Das gereinigte, an Methan reiche Gas wird mittels des Gastrockners 6 getrocknet und gewünschtenfalls kann zur Steuerung des Heizwertes des Produktgases und/oder zur Herabsetzung der Toxizitat des Gases ein kryogenes Abscheidungsverfahren 7 angewendet werden, um den Wasserstoff durch die Rohrleitung und Kohlenmonoxyd durch die Rohrleitung 17 abzuführen. Der kryogen aus dem Pipeline-Gasstrom gewonnene Wasserstoff wird im Kreislauf zurückgeführt und dazu verwendet, die Kohlebeschickung unter Druck zu setzen. Das kryogen gewonnene Kohlenmonoxyd wird in dem Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff verwendet.
Die den Hydrovergaser 3 verlassende Submikron-Kohle wird zur Herstellung des für die direkte Methanisierung erforderlichen Wasserstoffs verwendet» Die bei 4- aus dem Hydrovergaserabstrom abgetrennte Kohle (char) wird in den Kohlevergasungsreaktor 10 eingeführt, in dem sie bei erhöhter Temperatur endotherm mit dem Wasserdampf 12 umgesetzt wird unter Bildung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd. Die für diese Reaktion erforderliche Wärme liefert die exotherme Reaktion zwischen einem Teil der Kohle mit dem Sauerstoff 11 unter Bildung von Kohlendioxyd. Bei der Betriebstemperatur und dem Betriebsdruck in dem Vergaser führt eine weitere Reaktion zur Bildung
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von Kohlenmonoxyd aus Kohlendioxyd und Kohlenstoff. Der Asche und eine verhältnismäßig geringe Menge an Kohlenstoff enthaltende Rückstand 25 wird.aus dem Kohlevergaserabstromgas
mit
bei 24 entfernt. Das Gas wird/dem aus dem kryogenen Abtrennungssystem 7 gewonnenen Kohlenmonoxyd gemischt, verbraucht und das Kohlenmonoxyd in dem dabei erhaltenen Strom, der durch die Eohrleitung 17a fließt, wird in dem Schichtkonverter 18 katalytisch mit dem Wasserdampf (19) umgesetzt. Das Kohlenmonoxyd reagiert exotherm bei 18 mit Wasserdampf unter Bildung von Wasserstoff und Kohlendioxyd. Anschließend wird das an Wasserstoff reiche Gas bei 20 behandelt, um saures Gas zu entfernen, und der verhältnismäßig reine Wasserstoff wird für die direkte Methanisierung der Kohlebeschickung durch die Rohrleitung 22 in den Hydrovergaser eingeführt. Die sauren Gase, hauptsächlich COp, werden bei 21 abgelassen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die folgenden Vorteile erzielt werden:
1.) Die Menge des durch die exothermen Reaktionen der Kohle mit Wasserstoff direkt gebildeten Methans ist maximal und infolgedessen ist der Sauerstoffbedarf der Anlage zur Erzielung der erforderlichen Kohlevergasung im Vergleich zu anderen Verfahren gering. Außerdem wird in dem Verfahren die Kohle in hervorragender Weise ausgenutzt, da der Wärmewirkungsgrad der gesamten Anlage, bezogen auf die sich selbst unterhaltende Reaktion, mehr als 80 % beträgt.
2.) Falls es erforderlich sein sollte, den Kohlenmonoxydgehalt des Endproduktgases zu steuern, kann ein verhältnismäßig einfaches katalytisches Methanisierungssystem angewendet werden, da in dem Hydrovergaserabstrom verhältnismäßig wenig Kohlenmonoxyd enthalten ist.
3.) Aufgrund der sehr reaktionsfähigen Natur der ultrafeinen Kohle-und Submikron-Kohlepartikel kann der Betriebsdruck des Systems herabgesetzt werden im Vergleich zu anderen Vergasungsverfahren, 409832/0353
4.) Die Konstruktionsbedingungen für den Hydrovergaser, bei dem es sich -um einen Gleichstrommitreißbettreaktor handelt, erlauben die Verwendung praktisch Jeden Kohletyps, ohne daß die Kohle einer Vorbehandlung unterzogen werden muß (Backkohlesorten (fette Kohlesorten) können direkt verwendet werden).
5.) Ein sehr hoher Prozentsatz des in den ultrafeinen Kohlepartikel enthaltenen Schwefels wird bei den Betriebsbedingungen des Hydrovergasers in Schwefelwasserstoff umgewandelt. Das Abstromgas aus dem Hydrovergaser weist im Verhältnis zu dem Schwefelwasserstoffgehalt einen niedrigen Kohlendioxydgehalt auf, wodurch die Gasreinigung bei einer hohen Umwandlung des Schwefels in seine elementare Form erleichtert wird,
6.) In dem Hydrovergaser-Abstrom ist eine minimale Menge an Verunreinigungen, wie z.B. Teeren, vorhanden.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit ein sehr wirksames und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Gas von Pipeline-Qualität dar, das ein ausgezeichneter Ersatz für Erdgas ist.
Bei der Durchführung des in der beiliegenden Zeichnung erläuterten und vorstehend beschriebenen Verfahrens können beispielsweise die folgenden Änderungen vorgenommen werden, ohne daß sich dadurch seine wesentlichen Merkmale ändern:
1.) Es kann der Wasserdampf-Eisen-Prozeß eingebaut werden, indem zur Herstellung von Wasserstoff aus Kohle Luft anstelle von Sauerstoff verwendet wird.
2.) Wenn der Heizwert des Produktgases aus dem Hydrovergaser akzeptabel ist, kann es vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen vorteilhaft sein, die kryogene Trennung 7 wegzulassen. 3·) die kryogene Trennung 7 kann weggelassen werden und der Kohlenmonoxidgehalt des Produktgases kann auf sehr geringe Toxizitätswerte herabgesetzt werden durch katalytische Um-
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setzung des Kohlenmonoxyds mit Wasserstoff unter Bildung von Methan und Wasserdampf. In diesem Falle ist der Gastrockner 6 stromabwärts der katalytisehen Methanisierungseinheit angeordnet.
4-.") Wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, tritt bei der Einführung von ultrafeinen Kohlepart ike Ii in einen Reaktor, in dem eine schnelle Erhitzung auftritt, gleichzeitig die Bildung von gasförmigem Kohlenwasserstoff und Submikron-Kohlenstoffpartikeln auf. Während dieser Carbonisierung wird ein beträchtlicher Teil des in der Kohle enthaltenen Schwefels in Schwefelwasserstoff umgewandelt, der verhältnismäßig leicht aus dem Gasstrom entfernt werden kann. Das Verfahren kann daher gewünschtenfalls vereinfacht werden zur Herstellung eines schwefelfreien Gases und von Submikron-Kohlepartikeln mit einem niedrigen Schwefelgehalt. Die zum schnellen Erhitzen der Kohle zur Förderung der Verflüchtigung und Zerkleinerung erforderliche Wärme kann auch auf andere Weise als durch exotherme Reaktion mit Wasserstoff erzeugt v/erden. Das Gas und die Kohle können voneinander getrennt werden und nach der Gasreinigung kann die Kohle dem Gas in solchen Mengenverhältnissen zugemischt werden, daß ein sauber verbrennender Brennstoff mit einem hohen Heizwert erhalten wird«, Außerdem kann ein Teil oder die Gesamtmenge der Submikron-Kohlepartikel mit Öl gemischt werden unter Bildung eines leicht transportablen kolloidalen Brennstoffes.
5.) Als Nebenprodukt des Grundverfahrens oder irgendeines der vorstehend beschriebenen modifizierten Verfahren können verhältnismäßig reine Submikron-Kohlepartikel mit einem niedrigen Schwefelgehalt gewonnen werden.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann klar, daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Patentansprüche: 409832/0353

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur Umwandlung von Kohle in Gas, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlepartikel bis auf eine Größe von etwa 4- Mikron und darunter pulverisiert werden, daß dann die pulverisierten Kohlepartikel in einen Reaktor eingeführt werden, in diesem zur Erzielung einer thermischen Zerkleinerung und Verflüchtigung schnell erhitzt werden und daß die erhaltenen Fraktionierungsprodukte sofort mit einem an Wasserstoff reichen Gasstrom umgesetzt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum schnellen Erhitzen der Kohlepartikel erforderliche Wärme aus der Umsetzung der Fraktionierungsprodukte mit Wasserstoff stammt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem Reaktor Submikron-Kohlenstoffpartikel im Überschuß gebildet werden.
    4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem Reaktor Submikron-Kohlenstoffpartikel im Überschuß gebildet werden.
    5. Verfahren nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssigen Submikron-Kohlenstoffpartikel anschließend vergast werden unter Bildung eines Synthesegases.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Reaktor Wasserdampf eingeführt wird, der als Folge einer endothermen Reaktion zwischen dem Wasserdampf und dem Kohlenstoff unter Bildung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid die überschüssige Reaktionswärme absorbiert.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkte der Wärmezerkleinerung und Verflüchtigung in Submikron-Kohlenstoffpartikel und Kohlenwasserstoffgas aufgetrennt werden und daß das Kohlenwasserstoffgas vor dem
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    Eintritt in eine Pipeline oder vor der Endverwendung gereinigt wird.
    8· Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Submikron-Kohlenstoffpartikel dem gereinigten Produktgas zugemischt werden.
    9· Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das gebildete Synthesegas als Quelle für den in dem Kohlevergasungsreaktor verwendeten Wasserstoff verwendet wird.
    10. Verfahren zur Umwandlung von Kohle in Gas, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlepartikel mit einer Größe von etwa 4- Mikron und weniger in einen Reaktor einführt, die Kohlepartikel in dem Reaktor in Gegenwart von Wasserstoff schnell erhitzt, der ausreicht, um die Kohlepartikel zu zerbrechen und zu zerkleinern unter Bildung von Kohle mit einer Partikelgröße in der Größenordnung von 1/100 Mikron und zur Erzielung einer direkten Methanisierung der Kohle durch exotherme Reaktion, daß man die erhaltenen Produkte nach dem Zerkleinern und nach der Umsetzung in dem Reaktor nach oben führt, Kohlenwasserstoffgas und Kohle voneinander trennt und das Kohlenwasserstoffgas vor dem Eintritt in eine Pipeline reinigt unter Bildung einer Quelle für gasförmigen Brennstoff.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man bis auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 700 bis etwa 12000C schnell erhitzt und die erhaltenen Produkte durch ein Filter und Abscheider führt, um getrennte Quellen für Kohlenwasserstoffgas und Kohle zu erhalten, und daß man selektive Mengen des gereinigten Kohlenwasserstoffgases und Kohle in die Pipeline einführt.
    12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Innenraum des Reaktors mittels einer elektrischen Induktionsschlange schnell erhitzt.
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    13· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Innenraum des Reaktors durch Einführen eines Hochtemperaturgases erhitzt.
    Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man aus den Kohlepartikeln vor ihrer Einführung in den Reaktor die anorganischen Materialien einschließlich des Pyritschwefels entfernt.
    15· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltenen Produkte, die den Reaktor bei hohen Temperaturen verlassen und CH., Hp, GO, EL, COp, H2S -und EJD enthalten, in einen an Methan reichen Gasstrom und in einen Kohlestrom auftrennt und daß man das an Methan reiche Gas mittels eines Reinigers behandelt zur Entfernung von CO2 und HpS und daß man das abgetrennte saure Gas weiter behandelt, um den Schwefel in seine elementare üOrm zu überführen.
    16. Verfahren nach Anspruch 155 dadurch gekennzeichnet, daß man das gereinigte, an Methan reiche Gas trocknet und einem kryogenen Auftrennprozeß unterwirft, um H2 und CO abzutrennen.
    17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man das gereinigte Methan durch eine katalytisch^ Methanisierungseinrichtung leitet, indem der Wasserstoff und das Kohlenmonoxid miteinander reagieren unter Bildung von Methan und Wasserdampf und daß man das an Methan angereicherte Gas vor der Verwendung als gasförmigen Brennstoff trocknet.
    18. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß man den Kohlestrom in einen Kohlevergasungsreaktor einführt und bei erhöhter Temperatur mit Sauerstoff und Wasserdampf umsetzt unter Bildung eines H2, H,>0, U2, CO und enthaltenden Synthesegases und daß man das Synthesegas bei hoher Temperatur in den Reaktor einführt.
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    19· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man den anorganische Asche und eine verhältnismäßig
    geringe Menge Kohlenstoff enthaltenden Rückstand aus dem Kohlevergasungsabstrom entfernt, das Abstromgas in einem Schichtkonverter mit Wasserdampf katalytisch umsetzt, in
    dem das CO mit dem Wasserdampf exotherm reagiert unter Bildung von E~ 1121^i 00P» ä-as H2 ztu? Έώ^£ ernung des sauren Gases behandelt und bei erhöhter Temperatur in den zuerst genannten Reaktor einführt für die direkte Methanisierung der zugeführten Kohlepartikel.
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