DE252274C

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Publication number: DE252274C
Application number: DENDAT252274D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

PATENTSCHRIFT

- JVl 252274 KLASSE 12ä·. GRUPPE

JAMES CUNNINGHAM in BANBURY, Engl.,

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. März 1910 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak bei der Herstellung von Brenngas in einen mit mehreren Zonen versehenen Generator und mit stetiger Zuführung des Brennmaterials.

Verfahren dieser Art sind bereits bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird zur Kühlung des entstandenen Ammoniaks zwecks Verhinderung einer Zersetzung des letzteren eine

to übermäßig große Dampfmenge in den Generator eingeführt. In manchen Fällen wird die zur Kühlung des Ammoniaks erforderliche übermäßig große Dampfmenge am oberen Teil der Verbrennungszone eingeleitet.

Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, die Notwendigkeit einer übermäßig großen Dampfmenge zu vermeiden und dabei den Ertrag an Ammoniumsulfat zu erhöhen. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung das entstandene Ammoniak nur durch eine äußere Abkühlung des Generators oberhalb der Verbrennungszone vor einer Zersetzung geschützt, während der zur Erzeugung des Ammoniaks erforderliche Dampf unterhalb der Verbrennungszone nur iii solcher Menge eingeführt wird, wie er zur Ammoniakbildung nötig ist.

Vergleichsversuche mit dem Verfahren gemäß der Erfindung und mit dem Verfahren, bei welchem die zur Abkühlung des entstandenen Ammoniaks erforderliche übermäßige Dampfmenge oberhalb der Verbrennungszone eingeführt wird, haben gezeigt, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ein doppelt so großer Betrag an Ammoniumsulfat erhalten wird als bei dem bekannten Verfahren. Andere mit dem Verfahren von Mond vorgenommene Vergleichsversuche haben ergeben, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nur ^l/₃ der Dampfmenge erforderlich ist als bei dem Verfahren von Mond.

Die Verbrennung der Kohle wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung unter Hinzufügung von Dampf und Luft in einem vertikalen Generator bewirkt, welcher ähnlich wie andere bekannte Generatoren drei Zonen besitzt. Diese drei Zonen stehen jedoch in einem bestimmten Verhältnis zueinander. Die erste und oberste Zone wird äußerlich von Luft (oder auch durch Wasser) gekühlt und besitzt eine Temperatur, welche niedriger ist als die Temperatur in den gebräuchlichen Generatoren. Die mittlere Temperatur dieser Zone ist 80^c bis 150° C, wodurch die zur Abkühlung des Gases notwendige Anlage wesentlich vereinfacht werden kann. Die zweite Zone, welche ebenfalls niedere Temperatur aufweisen soll, wird mit einem sie umgebenden Mantel, der Wasser enthält, abgekühlt. Diese Zone besitzt dauernd eine mittlere Temperatur von 300 ° bis 450° C, zu dem Zweck, eine Zersetzung des sich bildenden Ammoniaks ohne ■ Anwendung einer übermäßig großen Dampfmenge wie bei

den gebräuchlichen Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak zu verhindern. Die dritte und unterste Zone, die Verbrennungszone mit hoher Temperatur von 800 bis 1000 ° C, ist mit feuerbeständigem Material ausgekleidet. In dieser Zone, in der das Gas und das Ammoniak erzeugt werden, wird nur eine solche Dampfmenge verwendet, als zur Bildung des Ammoniaks und zur Verhinderung einer allzu hohen Temperatursteigerung in dieser Zone notwendig ist; es ist also bei dem Verfahren gemäß der Erfindung gerade genügend unzersetzter Dampf in der unteren Zone vorhanden, um eine Zersetzung des in dieser Zone gebildeten Ammoniaks zu verhindem und um dieses Ammoniak und irgendwelches oberhalb der Zone gebildete Ammoniak zu schützen, bis die niedere, für die Erhaltung des Ammoniaks günstige Temperatur ungefähr in der Mitte der mittleren Zone erreicht wird.

Sobald die Temperatur von 450 bis 500 ° C. erreicht ist, ist ein weiterer Schutz des Ammoniaks durch Dampf unnötig. Die Menge des bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zugeführten Dampfes ist wesentlich kleiner als die Dampf menge, welche bei den gebräuchlichen Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak notwendig ist. Beispielsweise wird in der Praxis bei den gebräuchlichen Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak nur 33 Prozent des Dampfes zersetzt, während bei dem Verfahren gemäß der Erfindung mehr als 60 Prozent des zugeführten Dampfes zur Ammoniakbildung aufgebraucht wird.

Während, wie zu erkennen ist, zwischen der untersten Zone mit einer hohen Temperatur und der Zwischenzone eine Grenzlinie ist, da die Hitze der untersten Zone unter Vermittlung einer mehr oder weniger isolierenden Wandung dieser Zone erhalten bleibt, während in der mittleren Zone die Wärme durch den Wassermantel abgeleitet wird, ist zwischen der mittleren und der obersten kälteren Zone keine bemerkenswerte Grenze, da die Temperatur des eintretenden Brennmaterials die Temperatur des oberen Teiles selbst erniedrigt, insbesondere, wenn die Höhe des Generators in Betracht gezogen wird. Infolgedessen gehen die mittlere und obere Zone mehr oder weniger ineinander über.

Der Generator ist von bekannter, etwas konischer Form und am Boden breiter als an der Spitze. Um eine gute Wirkung in den drei Zonen zu erzielen, unterscheidet er sich von den gebräuchlichen Generatoren dadurch, daß er niedriger, oben länger als diese ist. Damit die Abkühlung in der ersten und zweiten Zone möglichst wirksam ist, ist der Generator im Querschnitt elliptisch oder in der Form eines länglichen Rechtecks mit abgerundeten Ecken ausgebildet, so daß die Dicke der Brennmaterialschicht an jedem Punkt, durch den die Kältewirkung des Wassermantels oder der äußeren Luft hindurchdringen muß, verringert ist.

Die Höhe der mit einem Wassermantel gekühlten Zwischenzone ist am größten. Diese Zwischenzone ist ungefähr zweimal so hoch als die untere Verbrennungszone, welche selbst etwas höher als die oberste gekühlte Zone ist. Wird beispielsweise ein Brennmaterial verwendet, welches beim Vergasen ein wenig Asche hinterläßt, so ist zweckmäßig die unterste Verbrennungskammer ungefähr 1,2 m tief, während die nach aufwärts und einwärts verlaufende konische Mantellinie der Wandungen des Apparates ungefähr 1,25 m beträgt. Der kleinere Durchmesser der Verbrennungszone ist in diesem Falle 900 mm, während der größere Durchmesser mit dem gewünschten Inhalt des Generators sich ändert.

Der Generator wird durch eine gasdichte Zuführungsvorrichtung von irgendwelcher bekannten Ausbildung mit Brennmaterial versehen. Es kann beispielsweise eine Vorrichtung zur ununterbrochenen Zuführung verwendet werden. Wird eine gebräuchliche Trichterzuführung angewendet, so werden zweckmäßig zwei Trichter vorgesehen, so daß der eine Trichter aufgefüllt werden kann, während der andere Trichter sich leert. Auf diese Weise wird ebenfalls eine ununterbrochene Zuführung erzielt. Zweckmäßig wird auch die Asche ununterbrochen entfernt, und zwar durch eine Vorrichtung, wie sie in Verbindung mit Gasretorten verwendet wird. Wenn das untere Ende des Generators mit einem Wasserverschluß versehen ist, wird zweckmäßig eine endlose Fördervorrichtung verwendet, durch die die Asche entfernt werden kann. Der Generator ist somit immer ganz oder nahezu voll, während sein Inhalt immer in einer langsamen, aber stetigen Abwärtsbewegung sich befindet, ohne daß ein Stauen eintritt. Durch die konische Gestalt des Generators wird die Abwärtsbewegung des Brennmaterials erleichtert. Gleichzeitig wird infolge der allmählichen Erhitzung des Brennmaterials ein öfteres Anschüren entbehrlich. Wenn der Generator ununterbrochen arbeitet, verhindert die konstante Bewegung des Brennmaterials dessen Zusammenbacken.

Eine große Menge des zur Regelung der Verbrennung notwendigen Dampfes kann aus dem Wassermantel erhalten werden, welcher zur Kühlung der mittleren Zone dient. Gewünschtenfalls kann die Wärme der Asche verwendet werden, um dem Gebläsewind Wärme zu erteilen. Die. Hitze der Asche kann auch zur Dampferzeugung benutzt werden.

Da bei dem Verfahren gemäß der Erfindung der erforderliche Betrag von Dampf wesentlieh geringer ist, wird das erzeugte Gas nicht nur leichter gekühlt, sondern es ist auch die

Austrittstemperatur des Gases infolge der niederen Temperatur der oberen Zonen selbst niedriger. Infolgedessen kann man die Gase statt mit Säure nach der Abkühlung mit Wasser waschen, wie es zur Zeit in Gas- und Koksofenwerken gebräuchlich ist. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird eine gute Gasausbeute erzielt, der erhaltene Teer ist besser, und ferner können weiße Salze von Ammoniak

ίο (schwefelsaures, salzsaures oder salpetersaures Ammonium) oder konzentriertes Ammoniak erhalten werden. Auch sind die Kosten wesentlich verringert. Ferner läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung und die zu seiner Ausführung dienende Vorrichtung auch für verhältnismäßig kleine Anlagen verwenden.

Zum besseren Verständnis des Verfahrens gemäß der Erfindung ist auf der Zeichnung ein Apparat dargestellt, in dem das neue Verfahren ausgeführt werden kann.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Längsschnitte nach zueinander rechtwinklig angeordneten Ebenen des Gasgenerators, während die Fig. 3 einen Querschnitt durch die untere Zone des Apparates erkennen läßt.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, besitzt ■dieser Generator einen eiförmigen Querschnitt bzw. im Querschnitt die Form eines länglichen Rechtecks mit abgerundeten Ecken. Der Generat or verläuft etwas konisch und ist an dem Boden im Querschnitt größer als in seinem oberen Teil.

Der Generator besteht aus einer untersten, mit feuerfestem Material ausgefütterten Verbrennungskammer oder Zone a mit hoher Temperatur, einer mittleren, mit einem Wassermantel versehenen Zone Jt, in welcher die Temperatur etwa halb so groß ist als.die Temperatur der Zone a, und aus einer obersten Zone j, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Luft gekühlt wird und zu diesem Zweck von einem verhältnismäßig dünnen Gehäuse umschlossen wird.

Auf dem oberen Ende des Generators sind in gebräuchlicher Weise Trichter k vorgesehen. Es sind zwei dieser Trichter angeordnet, von denen der eine gefüllt, während der andere entleert wird, so daß die Zuführung zu dem Generator ununterbrochen erfolgt. In der Nähe des oberen Teiles der obersten Zone j ist ein Gasauslaßrohr I vorgesehen.

An dem Boden der Zone a mit hoher Temperatur ist eine an sich gebräuchliche Vorrichtung b zum Einführen von Dampf und Luft vorgesehen, welche mit einem Zuführungsrohr c in Verbindung steht. Ferner sind zur ununterbrochenen Entleerung bekannte Vorrichtungen vorhanden, welche aus mit Zähnen versehenen Walzen d bestehen, die durch eine Antriebsvorrichtung β in Bewegung gesetzt werden und in einem Entleerungsgehäuse f angeordnet sind, das einem Trichter ähnlich ist und an seinem unteren Ende mit Auslaßklappen g versehen ist.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak bei der Herstellung von Brenngas in einem mit mehreren Zonen versehenen Generator und mit stetiger Zuführung des Brennmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung des Ammoniaks dienende Dampf unterhalb der Verbrennungszone eingeführt und das hierbei gebildete Ammoniak oberhalb der Verbrennungszone durch eine äußere Kühlung an der Zersetzung gehin- '75 dert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.