DE2544599B2

DE2544599B2 - Verfahren zur Herstellung von gasförmigen Produkten aus kohlenstoffhaltigen Brennstoffen

Info

Publication number: DE2544599B2
Application number: DE2544599A
Authority: DE
Inventors: Minoru Matida; Yoshiyuki Nishiyama; Yasukatsu Tamai
Original assignee: Tohoku University NUC
Current assignee: Tohoku University NUC
Priority date: 1975-03-26
Filing date: 1975-10-04
Publication date: 1978-09-07
Also published as: US4005995A; AU8526875A; FR2305488A1; GB1496410A; DE2544599A1; NL7511623A; FR2305488B1; JPS536642B2; NL165212B; JPS51111205A; CA1060211A; DE2544599C3; IN141154B; NL165212C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gasförmigen Produkten aus feinkörnigem, festem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff, wobei der kohlenstoffhaltige Brennstoff mit flüssigem Ammoniak vorbehandelt wird, bevor er mit einem Vergasungsmittel vergast wird.

Es sind verschiedene Verfahren zur Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material, z. B. von Kohle, bekannt, um ein Gasgemisch zu erhalten, das Methan, Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthält. Bei den bekannten Verfahren sind jedoch verschiedene Schwierigkeiten in bezug auf die Vergasungsbedingungen und die Auslegung der Reaktoren wegen der speziellen Eigenschaften der zu vergasenden Kohle, insbesondere wegen deren flüchtigen Komponenten, dem Grad der Backfähigkeit der Kohle und dem Grad der Schmelz- und Erweichungspunkte der Asche aufgetreten. Beispielsweise ist ein einstufiges Verfahren bekannt, bei dem die Kohle kontinuierlich oder in Zyklen direkt mit einem Gemisch von Sauerstoff oder einem Sauerstoff enthaltenden Gas und Dampf bei hohen Temperaturen über 1000⁰C zur Vergasung behandelt wird. Weiterhin sind Zweistufenverfahren bekannt, die in Kombination die Stufen der Behandlung von Kohle mit Wasserstoff und/oder Dampf bei einer hohen Temperatur von 900 bis 1000⁰C oder mehr umfassen, um ein Produktgas und ein verkohltes Produkt zu erhalten und der Behandlung des erhaltenen verkokten Produkts mit einem Gemisch von Sauerstoff oder einem Sauerstoff enthaltenden Gas und Dampf bei hohen Temperaturen von mehr als 1000⁰C, um ein Hochtemperaturgas zu erhalten, das Wasserstoff enthält und in der ersten Stufe verwendet wird. Bei diesen bekannten Verfahren wird die Kohle notwendigerweise bei hohen Temperaturen behandelt, weshalb Probleme auftreten, die gelöst werden müssen, z. B. das Zusammenbacken und Verkohlen der Kohle bei solchen hohen Temperaturen und der Bedarf an Spezialmaterialien für den Bau der Reaktoren.

Aus »Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie« 10. Band, 1958, S. 360-365 sind allgemeine Verfahrensgrundlagen für die Gaserzeugung aus Feststoffen wie z. B. kohlenstaffhaltigen Brennstoffen mit

ίο bestimmten Vergasungsmitteln und Vergasungstemperaturen auch unter Druck bekannt.

Aus »Brennstoff-Chemie«, 1939, S. 373—378 ist das Vergasen von entaschtem Braunkohlekoks mit Katalysatorzusatz, insbesondere Kobaltoxyd, assoziiert mit K2O oder L12O bekannt. Der Braunkohlekoks wird mit wäßrigen Lösungen, wie z. B. wäßriger HCl, vorbehandelt, um die löslichen Aschen zu entfernen.

Aus der DE-PS 5 82 539 ist aus der dortigen Schilderung des Stands der Technik bekannt, Eisen, Eisenoxyd, Mischungen von Eisen, Chrom, Nickel usw. und deren Oxyden, ferner Tonerden allein oder in Mischungen mit den genannten Stoffen als Katalysatoren bei der Vergasung zu verwenden. Diese Patentschrift betrifft ein Verfahren zur Katalysierung fester, stückiger Brennstoffe, die einer Naßbehandlung unterworfen werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Katalysatoren der Behandlungsflüssigkeit zugemischt werden. Die Katalysatoren sind Alkali- oder Erdalkali-Oxyde oder -Carbonate, die in den als Katalysator

jo verwendeten Abfallstoffen enthalten sind.

Aus diesem Stand der Technik ist die Vorbehandlung von zur Vergasung bestimmten Brennstoffen mit flüssigem Ammoniak zur Extraktion bestimmter Stoffe aus dem Brennstoff mit der Absicht, dessen Backfähig-

>5 keit zu mindern, nicht zu entnehmen.

Jedoch ist die Extraktion von Kohle, Teer, Pech, Anthrazit usw. mittels Ammoniak zur Gewinnung von darin löslichen Substanzen, gegebenenfalls für die Weiterverarbeitung, an sich bekannt aus den US-PS 21 33 280 bzw. 35 58 468. Das geschieht entweder unter erhöhter Temperatur und entsprechendem Druck mit flüssigem A mmoniak oder im überkritischen Zustand.

Mit dem Ziel, in Vergasungsverfahren die Vergasungsreaktion bei so niedrigen Temperaturen wie möglich und niedriger als 1000⁰C durchzuführen und dabei das Zusammenbacken und Verkohlen des kohlenstoffhaltigen Materials zu vermeiden, sind ausführliche Untersuchungen vorgenommen worden. Es wurde gefunden, daß, wenn ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit flüssigem Ammoniak vorbehandelt wird, bevor er mit einem Vergasungsmittel vergast wird, das kohlenstoffhaltige Material in einen Zustand umgewandelt wird, in dem nicht nur die spezifische Oberfläche des Materials vergrößert, sondern auch das Material eine andere Struktur aufweist, die für die Vergasung geeignet ist. Wenn ein solcher vorbehandelter Brennstoff vergast wird, erfolgt die Vergasung schon bei einer Temperatur von 1000⁰C oder niedriger, wobei das Zusammenbacken und Verkohlen des Brennstoffs

ho vermieden wird.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Herstellung von gasförmigen Produkten aus kohlenstoffhaltigem Material zu schaffen, wobei der Brennstoff unter Vermeidung des Zusammenbackens und Verkoh-

b5 lens des Materials wirksam bei relativ niedriger Temperatur vergast und mit niedrigen Kosten durchgeführt werden kann.
Dementsprechend betrifft die Erfindung ein Verfah-

ren zur Gaserzeugung von feinkörnigem, festem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff wie Lignit, Braunkohle, bituminöser Kohle, semibituminöser Kohle, Anthrazit, Semianthrazit, Teer, Asphalt, Petrolkoks und deren Mischungen mit Wasserstoff, Wasserdampf, Kohlendioxyd, Sauerstoff oder deren Mischungen als Vergasungsmittel bei Temperaturen von 400 bis 1000⁰C unter einem Druck von 1 — 196 bar, wobei der Brennstoff mit flüssigem Ammoniak bei Raumtemperatur oder einer Temperatur bis zu 15O⁰C extrahierend vorbehandelt und nach Abtrennung des flüssigen Ammoniaks mit oder ohne Katalysatorzusatz vergast wird.

F i g. 1 ist ein Elektronenmikroskopbild (χ 400) der in Beispiel 1 verwendeten unbehandelten Kohle;

F i g. 2 ist ein Elektronenmikroskopbild (χ 800) der in Beispiel 1 verwendeten behandelten Kohle;

F i g. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Extraktionsmenge aus der Kohle durch Vorbehandlung mit flüssigem Ammoniak und der Vorbehandlungszeit zeigt;

F i g. 4 ist ein Digramm, das die Beziehung zwischen der integrierten Menge der Extraktion aus der Kohle durch Vorbehandlung mit flüssigem Ammoniak und der Anzahl der Behandlungen zeigt;

F i g. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Gasproduktion und der Temperatur der Vergasung zeigt;

F i g. 6 ist ein Diagramm, das das Ergebnis des Beispiels 1 zeigt;

F i g. 7 ist ein Diagramm, das das Ergebnis des Beispiels 2 zeigt.

Das gemäß der Erfindung zu verwendende kohlenstoffhaltige Material umfaßt z. B. Lignit, Braunkohle, bituminöse Kohle, halbbituminöse Kohle, Anthrazit, Halbanthrazit, Teer, Asphalt, Petrolkoks und ihre Gemische. Gemäß der Erfindung wird das kohlenstoffhaltige Material mit flüssigem Ammoniak in Berührung gebracht, um aus dem kohlenstoffhaltigen Material einen Teil seiner Komponenten in das Ammoniak zu extrahieren. Nach dem IR-Absorptionsspektrum besteht der Extrakt hauptsächlich aus solchen Komponenten mit Alkylstrukturen und enthält keine aromatischen Kohlenwasserstoffe. Der Grund, warum das mit flüssigem Ammoniak vorbehandelte kohlenstoffhaltige Material wirksamer vergast werden kann, ist nicht bekannt. Beispielsweise ist noch nicht bekannt, ob die Extraktion zur Entfernung von Stoffen beiträgt, die das Zusammenbacken und das Verkohlen der Kohle verursacht, oder ob die Vorbehandlung die Zerstörung der inneren Struktur des kohlenstoffhaltigen Materials verursacht und es in einen Zustand überführt, der sich für die Vergasung eignet.

Jedoch kann gesagt werden, daß die Vorbehandlung des kohlenstoffhaltigen Materials mit flüssigem Ammoniak, bis die Extraktionsmenge im wesentlichen eine gleichbleibende Höhe erreicht (Fig.3), zu einer Veränderung der Struktur des kohlenstoffhaltigen Materials führt (F i g. 2), die für die Vergärung geeignet

ίο ist.

Das gemäß der Erfindung zu behandelnde kohlenstoffhaltige Material liegt geeigneterweise in Teilchenform vor. Die Teilchengröße ist nicht kritisch, liegt jedoch vorzugsweise im Bereich von 4 bis 0,84 mm.

Die Vorbehandlung des kohlenstoffhaltigen Materials mit dem flüssigen Ammoniak wird durch Eintauchen, Waschen oder Mischen bewirkt. Danach wird das vorbehandelte kohlenstoffhaltige Material nach bekannten Methoden vom flüssigen Ammoniak abgetrennt.

Das Verfahren, die Zeit und die Anzahl der Vorbehandlungen, wie auch das Gewichtsverhältnis von flüssigem Ammoniak zu kohlenstoffhaltigem Material variiert in Abhängigkeit von der Art, der Gestalt und

2--, der Eigenschaften des kohlenstoffhaltigen Materials. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der gewünschte Effekt erreicht werden, wenn das kohlenstoffhaltige Material mit flüssigem Ammoniak so lange behandelt wird, bis im wesentlichen alle

in Anteile an Substanzen, die aus dem kohlenstoffhaltigen Material mit flüssigem Ammoniak extrahiert werden können, extrahiert sind. Das bedeutet, daß die Extraktion so lange durchgeführt werden sollte, bis sie eine Sättigung erreicht (z. B. das Plateau in F i g. 3). Vom

j-, ökonomischen Standpunkt ist eine Extraktion bis zu einem Ausmaß von wenigstens 80% Sättigung gemäß Erfindung erforderlich.

Der hier verwendete Ausdruck »flüssiges Ammoniak« bedeutet Ammoniak, das bei den Behandlungsbedingungen, d. h. Temperatur und Druck, flüssig ist.

Je höher die Temperatur der Vorbehandlung ist, um so kürzer wird die für die Vorbehandlung benötigte Zeit. Jedoch sind zu hohe Temperaturen vom ökonomischen Standpunkt aus nicht günstig. Dementsprechend liegt

a <■, die bevorzugte Temperatur bei 50 bis 150° C.

Im folgenden werden Versuche gezeigt, in denen zwei Arten von bituminöser Kohle verwendet werden, die verschiedene Carbonisierungsgrade aufweisen.

Tabelle 1

Art der Kohle	Verwendete Kohle	H	Gew.-%	O und S	Asche
	Zusammensetzung in	6,1	N	7,4	8,5
	C	6,0	2,1	5,1	6,0
A (Yubari-Shin Kohle)	75,9		1,8
B (Minami-Oh- Yubari Kohle)	81,1

30 g Kohle (2,15—0,8 mm) wurden in ein Druckgefäß Gewichtsverhältnis (flüssiges Ammoniak/Kohle): 1 —8.

eingebracht, worauf das Gefäß evakuiert wurde. b5 Temperatur und Druck: 50⁰C 19 Atm., 100⁰C 62 Atm.,

Danach wurde flüssiges Ammoniak eingeführt. Die 12O⁰C 90 Atm. und 150⁰C 143 Atm. Eintauchzeit: 0,5 bis

Temperatur wurde erhöht und dann in einer vorbe- 3 Stunden. Anzahl der Eintauchungen: 1—5.

stimmten Zeitperiode auf dieser Höhe gehalten. Wenn das Gewichtsverhältnis 4 ist, wird die

Beziehung zwischen Menge der Extraktion durch einmalige Eintauchung und der Zeitperiode in F i g. 3 gezeigt.

Selbst wenn das Gewichtsverhältnis auf 8 erhöht wird, ändert sich die Extraktmenge bei einmaligem Eintauchen nicht. Die Erhöhung der Anzahl der Vorbehandlungen mit frischem flüssigem Ammoniak ergab bessere Resultate. Wenn die Anzahl der Vorbehandlungen bei einem Gewichtsverhältnis von 4 erhöht wird, ergibt sich eine integrierte Extraktionsmenge, wie in F i g. 4 dargestellt. In diesem Fall wird die vorbehandelte Kohle porös. Die BET-spezifische Oberfläche der Kohle A war 0,2 bis 0,5 m²/g (die der nichtbehandelten Kohle 0,15 mVg) und die BET-spezifische Oberfläche der Kohle B war 0,4 bis 0,6 m²/g (die der nichtbehandelten Kohle 0,15 m²/g).

Wie aus dem vorstehenden hervorgeht, zeigt das kohlenstoffhaltige, gemäß der Erfindung vorbehandelte Material eine verschiedene Struktur, eine Vergrößerung der spezifischen Oberfläche und kein Zusammenbacken bei hoher Temperatur. Daher kann erwartet werden, daß, wenn das vorbehandelte kohlenstoffhaltige Material einer Vergasungsreaktion unterworfen wird, nicht nur eine hohe Vergasungswirksamkeit bei einer niedrigeren Temperatur als beim bekannten Verfahren erreicht wird, sondern auch das Zusammenbacken und Verkohlen vermieden wird.

Das vorbehandelte kohlenstoffhaltige Material kann wirksam in jeder Art von Vergasungsverfahren verwendet werden. Wenn Wasserstoff und Dampf oder Kohlendioxyd und/oder Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltende Gase verwendet werden, wird ein Gemisch von Methan und Wasserstoff oder ein mit Wasserstoff und Kohlenmonoxyd angereichertes Produktgas erhalten.

Das vorliegende Verfahren kann ohne Katalysator durchgeführt werden. Jedoch werden bessere Ergebnisse erhalten, wenn ein geeigneter Katalysator verwendet wird. Im Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigen die Übergangsmetalle der VIII. Gruppe des Periodensystems einschließlich Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Fe, Co und Ni hohe katalytische Wirkung. Diese Metalle können in jeder Form als Metall, Oxyd, anorganisches oder organisches Salz verwendet werden. Repräsentative anorganische und organische Salze umfassen die Chloride, Nitrate, Carbonate, Formiate, Oxalate, Acetate und ihre Gemische. Der Katalysator kann mit dem kohlenstoffhaltigen Material vor oder nach der Behandlung des kohlenstoffhaltigen Materials mit flüssigem Ammoniak zugemischt werden, jedoch vorzugsweise nach der Vorbehandlung mit flüssigem Ammoniak. Die Menge des Katalysators beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-°/o, bezogen auf das kohlenstoffhaltige Material in Menge des Metalls.

Die katalytische Aktivität solcher Katalysatoren wird angewendet, indem man den Katalysator auf das kohlenstoffhaltige Material aufbringt, worauf zu Metall reduziert wird. Bei Metall als Katalysator oder Wasserstoff als Vergasungsmittel ist natürlich eine solche Reduktion überflüssig. Um den Katalysator auf das kohlenstoffhaltige Material aufzubringen, kann der gepulverte Katalysator mit dem teilchenförmigen kohlenstoffhaltigen Material gemischt oder eine Lösung des Katalysators in einem geeigneten Lösungsmittel wie Wasser, wäßriger Ammoniaklösung oder Äthylalkohol mit dem kohlenstoffhaltigen Material gemischt und getrocknet werden. In jedem Fall ist es nötig, daß der Katalysator auf dem kohlenstoffhaltigen Material verteilt wird und daran haftet.

Die Reihenfolge der Wirksamkeit der obengenannten Katalysatoren wird, auf das Metall bezogen, nachstehend genannt, wenn Wasserstoff als Vergasungsmittel benutzt wird:

Rh>Ru>Ir>Pt>Ni>Pd>Co>Fe

Wenn eine Aktivkohle als kohlenstoffhaltiges Material und Wasserstoff als Vergasungsmittel benutz! werden, werden die folgenden Vergasungsgrade aus dei vorbehandelten Aktivkohle erhalten:

Tabelle 2

Metall

Vergasungsgrad, %

-750° C ~1000°C

Keines

100
100
100
74
55
0,6
0,2
0
0

100

32

28

24

11

Wenn Wasserdampf oder Kohlendioxyd als Vergasungsmittel benutzt wird, ist die Reihenfolge wie folgt:

H₂O: Rh>Ru>Ir>Pt>Ni>Co>Fe>Pd
CO₂: Ir>Ru>Rh>Pt>Ni>Co>Fe>Pd

Selbst wenn dasselbe Metall verwendet wird, variier die katalytische Aktivität mit der Art des Salzes Beispielsweise ist die Reihenfolge der Aktivität be Verwendung von Nickel die folgende:

Nitrat > Chlorid > Acetat > Formiat
> Oxalat > Oxyd > pulverisiertes Metall.

In dem Vergasungsverfahren kann der angewendet! Druck Atmosphärendruck bis zu Überatmosphären druck sein, vorzugsweise 1 bis 200 Atm., und du Temperatur kann 400 bis 1000° C, vorzugsweise 700 bi: 1000° C betragen.

Unter Verwendung der vorher genannten Kohle / und Wasserstoff wurden Vergasungsversuche wie folg durchgeführt:

1) Nichtbehandelte Kohle ohne Katalysator.

2) Vorbehandelte Kohle (flüssiges NH₃/Kohle = 4] 12O⁰C, 90 Atm., 4maliges Eintauchen, ohni Katalysator.

3) Nichtbehandelte Kohle mit 5 Gew.-% Ni.

4) Vorbehandelte Kohle wie in 2) mit 5 Gew.-% Ni.

Die Ergebnisse sind in F i g. 5 und Tabelle 3 genannt:

Tabelle 3

Hydrierung bei bis zu 1020°C

Versuch	Gew.-%	Teeimenge	Methan
	Gesamtabnahme,		menge
	Menge	20,6	8,6
1)	46,1	11,6	11,5
2)	45,4	18,8	10,8
3)	50,5	13,8	17,3
4)	51,4

Wie aus F i g. 5 und Tabelle 3 hervorgeht, zeigt die vorbehandelte Kohle einen hohen Grad an Methanproduktion, insbesondere über 700⁰C im Vergleich zur nichtbehandelten Kohle. Außerdem zeigt die vorbehandelte Kohle eine Verringerung der Teerbildung.

Beispiel 1

Pulver (1,65—1,00 mm) von Akabirakohle (Kohlenstoffgehalt etwa 70%, Aschegehalt 10%), erhältlich von Sumitomo Sekitan, wurde in flüssiges Ammoniak in ι ο einem Gewichtsverhältnis von flüssigem Ammoniak zu Kohle von 4 :1 eingetaucht und bei einer Temperatur von 120⁰C unter einem Druck von 90 Atm. 30 Minuten erhitzt. Diese Prozedur wurde 5mal wiederholt.

Zu der so behandelten Kohle wurde Nickelchlorid unter Verwendung einer 0,25gew.-%igen wäßrigen Lösung in einer Menge von 5 Gew.-% bezogen auf Kohle, ausgedrückt in Menge von Nickel, gegeben und das Material in einen Festbettreaktor eingeführt. Das Material im Reaktor wurde dann auf bis zu 1000⁰C mit einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 80°C/Std. erhitzt, während Wasserstoffgas in einer Geschwindigkeit von 0,1 l/m unter Atmosphärendruck zugegeben wurde. Die Menge des gebildeten Methans wurde gemessen.

Weiterhin wurde mit flüssigem Ammoniak nichtbehandelte Kohle der Vergasungsreaktion unter denselben Bedingungen unterworfen und die Ergebnisse in F i g. 6 zusammengefaßt und verglichen.

In F i g. 6 bedeutet die durchgezogene Linie die gemäß der Erfindung behandelte Kohle und die unterbrochene Linie die unbehandelte Kohle. Wie aus Fig.6 ersichtlich ist, zeigt die behandelte Kohle konstant eine höhere Geschwindigkeit der Bildung und Produktion von Methan im Vergleich zur unbehandelten Kohle, und insbesondere bei einer Temperatur oberhalb 700°C zeigt die behandelte Kohle ein bemerkenswert hohes Ausmaß an Methanproduktion und war nicht verkohlt bei solch hoher Temperatur.

Beispiel 2

Pulver (1,65—1,00 mm) der obengenannten Kohle A wurde in flüssiges Ammoniak in einem Gewichtsverhältnis von flüssigem Ammoniak zu Kohle von 4 :1 eingetaucht und bei einer Temperatur von 120⁰C unter einem Druck von 90 Atm. während 30 Minuten erhitzt. Diese Prozedur wurde 5mal wiederholt.

Zur so behandelten Kohle wurde Nickelchlorid unter Verwendung einer 0,25gew.-%igen wäßrigen Lösung in einer Menge von 1 Gew.-%, bezogen auf Kohle, ausgedrückt in Menge des Nickels, gegeben, und die Materialien wurden in einen Festbettreaktor eingebracht. Die Materialien im Reaktor wurden dann auf bis zu 900⁰C mit einer Steigerungsgeschwindigkeit der Temperatur von 80°C/Std. erhitzt, während Wasserstoff in einer Geschwindigkeit von 1 l/m unter einem Druck von 10 Atm. zugegeben und die Gewichtsabnahme der Kohle gemessen wurde.

Andererseits wurde mit flüssigem Ammoniak nichtbehandelte Kohle der Vergasung bis zu einer Tempera- eo tür von 1000° C unter denselben Bedingungen unterworfen und die Ergebnisse in F i g. 7 zusammengefaßt und verglichen.

In Fig.7 bedeutet die durchgezogene Linie die gemäß der Erfindung behandelte Kohle und die es unterbrochene Linie die unbehandelte Kohle. Wie aus F i g. 7 ersichtlich, zeigt die behandelte Kohle eine große Gewichtsabnahme im Vergleich zur unbehandelten Kohle. Insbesondere bei einer Temperatur um oder über 800° C wird die behandelte Kohle drastisch vergast und erleidet bei einer Temperatur von 900⁰C einen Gewichtsverlust von 80%, während die unbehandelte Kohle nur derart vergast wird, daß ein 55%iger Gewichtsverlust auftritt.

Beispiel 3

Gemäß der Erfindung behandelte Kohle (BET-spezifische Oberfläche 0,35 mVg), hergestellt aus Kohle A, die in eine Teilchengröße von 1,65 mm pulverisiert und mit flüssigem Ammoniak in einem Gewichtsverhältnis von flüssigem Ammoniak zu Kohle von 4:1 bei einer Temperatur von 120⁰C unter einem Druck von 90 Atm. zweimal behandelt worden war, und carbonisierte Kohle, hergestellt aus der Kohle A mit derselben Teilchengröße und bei einer Temperatur von 400⁰C während 20 Minuten vorher luftoxydiert, wurden unter den folgenden Bedingungen vergast. Die behandelte Kohle gemäß der Erfindung ergab folgende Elementaranalyse in Gew.-%: C 79,7, H 5,9, N 1,3,0 und S 5,0 und 8,1 Asche, und die carbonisierte Kohle hatte die folgende Elementaranalyse in Gew.-%: C 75,2, H 5,0, N 2,2, O und S 8,9 und 8,7 Asche. Die Kohlen wurden kontinuierlich in den oberen Teil eines Fließbettreaktors und ein Vergasungsmittel wie z. B. ein Gasgemisch von Sauerstoff (Sauerstoff zu Kohle = 0,35 g/g) und Wasserdampf (Wasserdampf zu Kohle = 1,2 g/g) in den unteren Teil des Reaktors eingeführt. Die Vergasungstemperatur, der Druck und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben, worin die Zusammensetzung des hergestellten Gases die Zusammensetzung des getrockneten Gases angibt, das nach Waschen des durch das Verfahren produzierten Gases erhalten wird.

	Temperatur (⁰C)	Behandelte	Mit Luft-
40	Druck (Atm.)	Kohle gemäß	oxidierung
	Zusammensetzung d.	Erfindung	vorbehandelte
	produzierten Gases		Kohle
	CH₄	950	1050
	CO	10	10
45	H₂
	CO₂
	Andere Bestandteile	14,4)	11,4)
	Restlicher Kohlenstoff	19,7 74,4	28,5 [ 70,1
50	gehalt i. d. Asche	40,3 J	40,8 J
	(Gew.-%)	21,6	14,2
	Vergasungsausbeute	4,0	5,1
	bzw. Wirksamkeit	28	44
55

	96	91

Wie aus der Tabelle ersichtlich, ergibt die gemäß der Erfindung behandelte Kohle einen hohen Vergasungswirkungsgrad bei einer Vergasungstemperatur, die 100° C niedriger ist als bei der Vergleichskohle und hat außerdem höhere Anteile an wirksamen Bestandteilen wie CH4, CO oder H₂ in dem hergestellten Gas.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gaserzeugung aus feinkörnigem, festem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff wie Lignit, Braunkohle, bituminöser Kohle, semibituminöser Kohle, Anthrazit, Semianthrazit, Teer, Asphalt, Petrolkoks und deren Mischungen mit Wasserstoff, Wasserdampf, Kohlendioxyd, Sauerstoff oder deren Mischungen als Vergasungsmittel bei Temperaturen von 400 bis 1000° C unter einem Druck von 1 bis 196 bar, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mit flüssigem Ammoniak bei Raumtemperatur oder einer Temperatur bis zu 15O⁰C extrahierend vorbehandelt und nach Abtrennung des flüssigen Ammoniaks mit oder ohne Katalysatorzusatz vergast wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator die Metalle Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Fe, Co und Nickel, ihre Oxyde, ihre anorganischen oder organischen Salze allein oder als Gemische davon zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen und organischen Salze Chloride, Nitrate, Carbonate, Formiate, Oxalate, Acetate und deren Gemische sind.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator, ausgedrückt in der Menge des Metalls, in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Brennstoffs, eingeführt wird.