DE2831068A1

DE2831068A1 - Verfahren zur behandlung von kohlenmonoxid und wasserstoff enthaltenden gasmischungen

Info

Publication number: DE2831068A1
Application number: DE19782831068
Authority: DE
Inventors: Jun Frank Moe Stephens
Original assignee: NEDLOG DEV CO
Current assignee: NEDLOG DEV CO
Priority date: 1977-07-21
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1979-02-08
Also published as: JPS5448807A; GB2001337B; BR7804668A; IT7825914A0; DD137845A5; PL208577A1; ZA784162B; AR215722A1; FR2398108A1; GB2001337A; AU3795278A; CA1092162A; US4134907A; CS209896B2; IT1109177B; PL110339B1

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

OPL.-1NG. -

2831068	ι	H. KlNKELDEY DR-IWl
-3-		W. STOCKMAIR
	K. SCHUMANN
	DR HER NAT. - DPL.-PHYS
	P. H. JAKOB
	e. BEZOLD
	OR BBl NOT-EXFL-CtHBtI
	8 MÜNCHEN 22
MAXIMILIANSTRASSE Λ3
P 12 957
14. Juli 197B

Verfahren zur Behandlung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Gasmischungen

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Behandlung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Gasmischungen, sie betrifft insbesondere die Verbesserung bzw. Erhöhung der Brennwerte dieser Gasmischungen und die Gewinnung von Methan daraus.

Die Notwendigkeit der Verwendung der Kohlevorräte als Quelle für Treibgas ist nun ganz offensichtlich im Hinblick auf die schnelle Abnahme der übrigen Vorrate. Es wird daher wesentlich, Verfahren für die wirtschaftliche Herstellung von Treibgas für^: industrielle Verwendungszwecke aus Kohle zu entwickeln.

809886/0736

TELEFON (Ο89) 923883 TELEX OB-QOSBO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

Bei Atmosρhärendruck durchgeführte Kohlevergasungsverfahren sind an sich bekannt und schon weit entwickelt. Typische Vertreter dieser bekannten Verfahren sind das Koppers-Totzek-, Winkler—, Wellman-Galusha-, Woodall-Duckman-Verfahren und andere Verfahren. Das aus diesen Vergasungsverfahren gewonnene Gas stellt ein Gas mit einem niedrigen Brennwert dar, das eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff ist. Diese Gasmischung hat einen niedrigen Brennwert von etwa^r 2670 kcal/m (300 Btu/ft ) oder weniger ira Durchschnitt, der für die meisten industriellen Anwendungszwecke zu niedrig ist.

Bekannt ist ein Verfahren zur Behandlung einer Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Ausgangsgasmischung unter Anwendung von Wärme bei einem solchen Druck, daß die dabei erhaltene Gasmischung einen wesentlich höheren Brennwert hat als die Ausgangsgasmischung. Ein solches Verfahren wird manchmal unter Verwendung von Sauerstoff und/oder Katalysatoren durchgeführt, um den vorhandenen Wasserstoff und das vorhandene Kohlenmonoxid dazu ζυ bringen, daß sie initeinander reagieren unter Bildung von Methan. Methan hat eine Verbrennungs-

3 3

wärme von 9015,7 kcal/m (1013 Btu/ft ), während Kohlenmonoxid und Wasserstoff eine Verbrennungswärme von etwa 2865,8 kcal/m (322 Btu/ft³) bzw. 2892,5 kcal/m³ (325 Btu/ft³) besitzen. Der Hauptnachteil dieser Verfahren zur Verbesserung des Brennwertes des Gases mit geringem Brennwert sind natürlich die dabei auftretenden Kosten. Die Kosten sind so groß, daß ein auf diese Weise verbessertes Gas mit einem geringen Brennwert mit anderen

Treibstoffen, die für industrielle Verwendungszwecke zur Verfügung stehen, nicht mehr konkurrenzfähig ist.

Für industrielle Verwendungszwecke geeignet ist ein Gas mit einem

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3 sogenannten mittleren Brennwert, das einen Brennwert von 4005 kcal/m (450 Btu/ft j oder mehr aufweist. Es verbrennt gut in einer bereits existierenden Gasbrennervorrichtung in Energieerzeugungsanlagen (Kraftwerken) und bei anderen industriellen Anwendungen mit nur einer geringfügigen Modifikation des Brennerkopfes. Der Brennwert ist hoch genug, so daß seine Verwendung nicht zu einem Verlust an Boiler-Wirksamkeit bzw. -Wirkungsgrad führt_;und außerdem kann dieses Gas auf wirtschaftliche Weise über mittlere Distanzen transportiert werden, was für das Gas mi-£ niedrigem Brennwert nicht gilt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verhältnismäßig wirtschaftliches (billiges) Verfahren zur Erhöhung des Brennwertes von Kohlenmonoxid/Wasserstoff-Gemischen, insbesondere des in den Kohlevergasungsverfahren erzeugten Gases mit niedrigem Brennwert zu entwickeln.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Ausgangsgasmischung in ein Fluidbett bzw. Fließbett aus Eisen und Eisencarbid kontinuierlich einführt, wobei man in dem Fluidbett bzw. Fließbett solche Temperatur- und Druckbedingungen aufrechterhält, daß ein Teil des Kohlenmonoxids zu Kohlenstoff reduziert wird, das Eisen mit Kohlenstoff reagiert unter Bildung von Eisencarbid und das Eisencarbid mit Wasserstoff reagiert unter Bildung von Methan und unter Ruckbildung von Eisen, und daß man die dabei erhaltene Gasmischung aus Methan, Kohlenmonoxid und Wasserstoff kontinuierlich aus dem Fluidbett bzw. Fließbett abzieht.

Die abgezogene Gasmischung kann einen Brennwert (Heizwert) von

3 3

durchschnittlich 5340 kcal/ra (600 Btu/ft ) haben und sie eignet

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sich als industrieller oder Versorgungs-Treibstoff. Wenn Methan allein gewünscht ist, kann es aus der aus dem Fluidbett bzw. Fließbett abgetrennten Gasmischung unter Anwendung konventioneller Verfahren gewonnen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert, in denen die Fig. 1 bis 3 Stabilitätsdiagramme darstellen, welche die Gasphasenbeziehungen zwischen Eisencarbid und dem Wasserstoff-Kohlenstoff-Sauerstoff-System erläutern. Das Symbol aC bezieht sich auf die Aktivität des Kohlenstoffs in dem System. Das Symbol P repräsentiert den Partialdruck. Die Gasmengen stehen im wesentlichen in direkter Beziehung zu den Partialdrucken.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Einstellung und Aufrechterhaltung von solchen Bedingungen in einem Fluidbett bzw. Fließbett, welche die folgenden drei Reaktionen fördern:

(1) CO + H₂ > C₊H.

(2) C + $Fe ^ Fe G

(3) Fe, C +

Diese Reaktionen laufen unter Atmosphärendruck ab, obgleich auch schwach erhöhte Drucke bevorzugt sein können.

In der Fluidbett- bzw· Fließbettreaktion wirkt das Eisen als Kohlenstoffakzeptor in der Reaktion (2) und als Kohlenstoffdonor

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in der Reaktion (3). Es sei darauf hingewiesen, daß das Eisen in der Reaktion (3) rückgefaildet oder regeneriert wird und daß das Eisencarbid in der Reaktion (2) rUckgebildet oder regeneriert wird, so daß nach der ersten Zugabe von Eisen und Eisencarbid diese immer ohne weitere Zugaben in der Reaktionszone vorhanden sind. Durch Zugabe von Wasserstoff oder durch Entfernung von Methan kann man dafür sorgen, daß die Reaktion (3) nach rechts abläuft. Wasserstoff und Kohlenmonoxid werden in der Reaktion {i} kontinuierlich zugegeben und Methan wird zusammen mit dem nichtumgewandelten Kohlenmonoxid und Wasserstoff kontinuierlich abgezogen als Teil des angereicherten Treibgases.

Die Reaktionen können gesteuert bzw. kontrolliert werden durch Steuerung bzw. Kontrolle des Verhältnisses der vorhandenen verschiedenen GaSe₇ d.h. des Verhältnisses von Methan z« Wasserstoff, von Wasser zu Wasserstoff, von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid und dgl. Nachfolgend werden Diagramme beschrieben, die erläutern, wie die Kontrolle dieser Verhältnisse bewirkt, daß die Reaktionen in der gewünschten Weise ablaufen·

Bei dem hier genannten Fluidbett- bzw. Wirbelbett-Reaktor handelt es sich um einen solchen vom konventionellen Typ, in dem feinteiliges Ausgangsmaterial auf einem Gitter oder perforierten Träger fluidisiert (aufgewirbelt) wird durch die in Aufwärtsrichtung strömenden Gase, welche die Reaktantengase enthalten oder vollständig ous ihnen bestehen können. Hilfseinrichtungen umfassen Erhitzungs- und Temperaturkontroll- und -überwachungseinrichtungen. Wärmeaustauscher, Gaswäscher, Zyklone, Gaszyklisierungseinrichtungen und andere konventionelle Einrichtungen.

809886/073$

Bei den Reaktanten, die nach der Anfangsbeschickung aus Eisencarbid und Eisen in den Reaktor eingeführt werden, handelt es sich um die Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Gase mit niedrigem Brennwert aus Kohlevergasungsverfahren. Durch geeignete Abstimmung der Verhältnisse zwischen den Wasserstoff und Kohlenstoff enthaltenden Materialien entsprechend den Stabilitätsdiagrammen ist es möglich, dafür zu sorgen, daß der Wasserstoff eine Reduktionswirkung ausübt und daß Kohlenmonoxid zu Kohlenstoff reduziert und daß der Kohlenstoff eine carburisierende Wirkung ausübt, so daß Eisencarbid gebildet wird. Wie oben angegeben, werden die Bedingungen so eingestellt und aufrechterhalten, daß Eisen sowohl als Kohlenstoffakzeptor als auch als Kohlenstoffdonor fungiert. Außerdem werden die Reaktionsbedingungen so eingestellt, daß Wasserstoff zusätzlich reduzierend wirkt bei der Reduktion von Eisencarbid zu Eisen und zusammen mit dem freigesetzten Kohlenstoff Methan bildet.

Wegen der Gleichgewichtsbedingungen, die in den Wasserstoff-Kohlenstoff-Sauerstoff-Gassystemen auftreten ,er fordern die geforderten Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnisse automatisch, daß Methan in' dem Gassystem vorhanden ist. Die Menge des vorhandenen oder gebildeten Methans ist eine Funktion der Kohlenstoff/Wasserstoff-Verhältnisse sowie der Temperatur-und Druckbedingungen und alle diese Variablen können kontrolliert werden.

Die Fig. 1, 2 und 3 der beiliegenden Zeichnungen zeigen Stabilitätsdiagramme, welche die Gasphasenbeziehungen zwischen Eisencarbid und dem Wasserstoff-Kohlenstoff-Sauerstoff-System bei Temperaturen von 577°C (1O7O°F), 627°C (116O°F) bzw. 677°C (125O°F)

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erläutern. Die StabiIitatsdiagramme zeigen die Beziehung zwischen den logarithmisch aufgetragenen Partialdruckverhältnissen der verschiedenen Gaskomponenten, die im Gleichgewicht mit dem in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorhandenen Eisencarbid vorliegen. Diese erläutern, daß definierte Mengen an Methan in dem System in Gegenwart des Eisencarbids vorliegen und daß die Menge des vorhandenen oder gebildeten Methans kontrolliert bzw. gesteuert werden kann durch Kontrolle bzw. Steuerung der anderen Variablen in dem System. So zeigen beispielsweise die Diagramme den operativen Bereich der Variablen bei spezifischen Temperaturen, um sicherzustellen, daß Fe_C in dem Fluidbett bzw. Fließbett vorhanden ist. Sie zeigen auch den Einfluß der Temperatur auf die Bildung von

Methan und Fe₀C, wenn die anderen Variablen im wesentlichen kono

stant gehalten werden, um die Gegenwart von Fe«,C in dem Fluidbett

bzw. Fließbett zu gewährleisten.

Ein anwendbarer Temperaturbereich für das Verfahren liegt bei 316 bis 649°C (600 bis 1200°F), vorzugsweise 316 bis 510°C (600 bis 950 F). Temperaturen außerhalb dieser Bereiche sind nicht

wirtschaftlich anwendbar. Es kann Atmosphärendruck angewendet werden und dieser ist bevorzugt, obgleich auch schwach erhöhte

Drucke von bis zu etwa 10 Atmosphären geeignet sind.
Höhere Drucke sind unwirtschaftlich.

Das Verhältnis von Eisen zu Eisencarbid in dem Reaktionsbereich kann zwischen etwa 10 % Eisencarbid bis 96 % oder mehr Eisencarbid variieren. Eisen kann in metallischer Form zugegeben oder aus verschiedenen Quellen, wie z.B. in Form von Eisenoxid, eingeführt werden. Etwas Kohlendioxid kann in dem Beschickungsgas als

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Kohlenstoffquelle verwendet werden. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Sauerstoff in Form von Wasser aus dem Verfahren entfernt wird, das leicht abgetrennt werden kann. Wenn Methan in den Reaktor eingeführt wird, wird dieses nicht umgesetzt und mit dem Produktgas zurückgewonnen.

Eine 50 /S-Mischung von Methan mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff ergibt ein Gasgemisch mit einem Brennwert von 5340 ckal/m (600 Btu/ ft ). Wie aus den nachfolgenden Beispielen ersichtlich, wird dieses Treibgas mit mittlerem Brennwert bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens leicht gebildet.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Unter Anwendung der Stabilitätsdiagramme wurde ein Computer-Programm erstellt, welches die bei dem Verfahren erwartete Gleichgewichtsgaszusammensetzung angibt, wenn verschiedene Wasserstoff und Kohlenstoff enthaltende Gase bei verschiedenen Temperaturen mit Eisen/Eisencarbid-Gemischen in Kontakt gebracht werden. Die nachfolgende Tabelle I zeigt Beispiele für Ergebnisse, die mit diesem Computerprogramm erhalten wurden unter variierenden Bedingungen der Einlaßgaszusammensetzung, der Temperatur und des Druckes, unter dem das Verfahren innerhalb der günstigen Methanbildungsgas Verhältnisse, wie sie in den Fig. 1 bis 3 erläutert sind, durchgeführt wird.

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O

Temp,

Berechnungen der

Einlaßgas,

H₂O

Verschiebung

^C02

Tabelle I

^N2

^H2

13.O
6.3
4.6

Äb~gas,

das FegC-Syste

..°°2

m ,

8.6
8.3
7.8
7.2
6.5
5.8
5*4

Brennwert in, kcal/

-3
m

oo

O
-0

.■(°»>

^H2

Abschnitt. 1

H₂O

1.7
1.6
1.5
7.8
8.4
8.5

Einlaß~ Abgas
qcis

°C Drück

2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0

VoL -%

5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0

5.O 4.6
5.O 8.0
5.0 .13.0
5.O 19.8
5.0 27.9
5.0 35.6
5.0 41.6
Apschnitt 2

,· Vol.~?S

38.0
35.6
3O.9
24,2
17.O
10.8
6.7

CH₄

399,(750)
449 (840)
499 v93O>
549 (1020)
599 (1110J
649 (1200)
699(1290)

in
atm

48.0
48.0
48.0
48.0
48.0
48.0
48.0

1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0

CO

1.0
1.0
1.0
5.0
5.0
5.0

des Gleichgewichtes für

1.0 7.7
1.0 12.7
1.0 19.3
Abschnitt 3

9.7
9.0
8.5
8.0
7.1
5.9
4.6

CO

19.4
18.9
17.0
30.9
35.4
36.5

2599(292) 3863(434)
¹¹ (292) 3756(422)
- (292) 3605(405;
" (292)3400(382)
" (292)3168056)
" (292)2946(331)
" (292) 27771512)

t
t

399 (750)
449 (840)
499 O30)
" I93O)
". (.930)

53.0
53.0
53.0
48.0
48.0
48.0

5.O
5.0
5.0

16.4
14.0
11.4
8.5
10.0
10.4

37.5
34.7
30.0
23.6
16.3
9.7
4.9

3560(400) 5999(674)
" 1400)5678(638)
'· (400)5296(595)
2599(292) 3605(405;
" (292; 3872(435)

1
1
1
1
1
1
1

39.0
39.0
39.0
39.0
39.0
39.0
39.0

1.7
4.5
9.7
17.1
25.2
32.1
36.8

54.0
50.0
44.9
30.0
35.3
36.7

ORIGINAL I

1
1
1
1
5
10

31.0
31.0
31.0
39.0
39.0
39.0

^GH4

0.9
2.5
5.9
.9.7
4.6
3.3

NSPECTED

1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0

13.0
13.0
13.0
1.0
1.0
1.0

Die im Abschnitt 1 der Tabelle I angegebenen Ergebnisse zeigen die theoretische Änderung der Zusammensetzung, die erhalten wird, wenn ein Gas mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie das kommerziell hergestellte "blaue Wassergas" dem von einem Computer errechneten Programm unterworfen wird.

Die Ergebnisse in dem Abschnitt 2 der Tabelle I zeigen die theoretische Änderung der Zusammensetzung, die erhalten wird, wenn ein Gas mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie das nach dem Lurgi-Sauerstoffdruck-Vergasungsverfahren gebildete Gas dem von einem Computer errechneten Programm unterworfen wird. Die starke Zunahme der Ausbeuten an Methan innerhalb eines definierten Temperaturbereiches erläutert graphisch den kritischen Einfluß der Temperatur auf die Methanausbeute.

Die Ergebnisse in dem Abschnitt 3 der Tabelle I zeigen den theoretischen Einfluß des Druckes auf die Methanausbeute, wenn das von einem Computer errechnete Verfahren auf das gleiche Gas angewendet wird, wie es für die Tests in dem Abschnitt 1 verwendet wurde. Die Methanausbeute nimmt zu von 30 Vol.-?£ auf 36,7 Vol.-/S durch Erhöhung des Druckes von 1 auf 10 Atmosphären. Noch höhere Drucke führen

wahrscheinlich zu einer geringfügigen weiteren Erhöhung der Methanbildung, solche Drucke werden jedoch unwirtschaftlich.

Beispiel 2

Zur weiteren Erläuterung der Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Korrelation zwischen den Ergebnissen, die bei Anwendung des Computerprogramms auf das Verfahren und bei der

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praktischen Durchführung des Verfahrens erhalten wurden, wurden Tests im Labormaßstab unter Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens durchgeführt. Die Tests wurden unter Anwendung des
weiter oben beschriebenen Verfahrens durchgeführt. In dem Fluidbett bzw. Fließbett war genügend Eisen und genügend Eisencarbid zum Starten der Reaktion vorhanden. Es war keine weitere Zugabe dieser Komponenten erforderlich. Die Ergebnisse aus den praktischen Tests sind in jedem Abschnitt zusammen mit den Ergebnissen aus dem Computer-Test unter identischen Bedingungen aufgezeichnet. Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II angegeben.

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CO

CD +» U)

cn

H	ο
I—i	(Q
	*Ix.*
*•-i*	ta
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σ	!•4
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ΌΟ CVlCM OO

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Ξ U O <ΰ

α. > ο > Q-U >

809886/0736 ORIGINAL INSPECTED

Die in dem Abschnitt 1 der Tabelle II aufgezeichneten Ergebnisse stammen aus einem Testprogramm, in dem eine 3:1-Mischung aus
Wasserstoff und Kohlenmonoxid als Einlaßgas verwendet wurde,
wobei dieses Gas ein mit Sauerstoff arbeitendes Vergasungsver- . fahren repräsentiert. Bei 549 C (1020 F) entstand im praktischen

Test ein Gas mit 2λ,Β % Methan und einem Brennwert von 4102,9

3 3

kcal/m (461 Btu/ft ) im Vergleich zu den vorausgesagten Werten von 31„8 % Methan und 4280,9 kcal/m³ (481 Btu/ft³).

Die in dem Abschnitt 2 der Tabelle II aufgezeichneten Ergebnisse zeigen die Änderung der Zusammensetzung, die bei dem Verfahren
erhalten wurde, das mit einem repräsentativen Gas durchgeführt
wurde, das verhältnismäßig große Mengen an inertem Stickstoff

enthielt, wobei dieses Gas ein mit Luft arbeitendes Vergasungsverfahren repräsentiert. Der praktische Test ergab ein Gas mit

3

12,5 % Methan und einem Brennwert von 2349,6 kcal/m (264 Btu/ft ) im Vergleich zu einem vorausgesagten Methangehalt von 13,3 % und

3 3

einem vorausgesagten Brennwert von 2127,1 kcal/m (239 Btu/ft ).

In beiden Fällen wurde eine Erhöhung des Brennwertes um mehr als 30 % erzielt.

Die Testergebnisse zeigen die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Methan und sie beweisen die Gültigkeit der Stabilitätsdiagramme der Fig. 1 bis 3 für die Verwendung zur Auswahl der Bedingungen für die Durchführung des Verfahrens
und die Bildung von Methan.

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Beispiel 3

3 Verschiedene Gase wurden mit einer Geschwindigkeit von 5,66 m (200 ft ) pro Minute in einen Wirbelbettreaktor mit einem Durchmesser von 0,6 m (2 feet) eingeführt, die genügend Eisen und Eisencarbid zum Starten der Reaktion enthielten. Es war keine weitere Zugabe dieser Materialien erforderlich. Die Einlaßgase bestanden aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, die in Mengen eingeführt wurden, die den günstigen Methanbildungsverhältnissen entsprechen, wie sie in den Fig. 1 bis 3 erläutert sind. Bei allen diesen Tests wurde eine Temperatur von 499,-.C (930 F) und Atmosphärendruck angewendet. Das Einlaßgas hatte eine Zusammensetzung von etwa 82 % Wasserstoff, 8 % Kohlendioxid und 10 % Methan mit einem Brennwert von etwa 3293 kcal/m (370 Btu/ft ). Das Verhältnis von Eisencarbid zu Eisen variierte von einem Verhältnis von etwa 73/27 % bis 96/4 %«

In halbstündigen Zeitabständen wurden über einen Zeitraum von 12 Stunden Analysen des Abgases durchgeführt, wobei die in der folgenden Tabelle III angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.

809886/0736

CO
CD
O

OO
00
CM

	U	*Ii)*
	ο	σ
	_ii	ο
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0OC0COC0 COCOCOCO COCOCOCJN

ΟΟΟΟ ΟΟΟΟ ΟΟΟΟ ΟΟΟΟ OOOr ν r- O O

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ΟΟΟΟ ΟΟΟΟ ΟΟΟ,Ο ΟΟΟΟ OOÖO ΟΟΟΟ

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cfOTT CVJCVJKNKN cf cf IAiA VDvDCNtN CO CO CT»CT> ΟΟτν

CVJOOO ΟΟΟΟ ΟΟΟΟ ΟΟΟΟ ΟΟΟΟ ττττ

CO GO OQ OT O OO

Der durchschnittliche Methangehalt des Abgases während des 12-stündigen Zeitraumes überschritt 40 % und das Abgas hatte

3

einen durchschnittlichen Brennwert von etwa 4984 kcal/m (560 Btu/ft )

im Vergleich zu einem Brennwert des Einlaßgases von nur 3 293 kcal/m³ (370 Btu/ft³).

Auch hier zeigen die Ergebnisse der Tabelle III die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur beträchtlichen Verbesserung des Brennwertes eines Gases, einschließlich eines solchen, das Methan enthält. Die Ergebnisse erläutern die für die Verbesserung erforderliche Zeitspanne. Außerdem zeigen die Ergebnisse, daß große Mengen Methan gebildet werden bei hohen Prozentsätzen an in dem Fluidbett bzw. Fließbett vorhandenem Verhältnis von Eisencarbid zu Eisen. So betrug beispielsweise bei der Zeit 1Ö00 der Prozentsatz von Eisencarbid zu Eisen in dem Bett etwa 96 %. Die Ergebnisse zeigen ferner die Gültigkeit der Stabilitätsdiagramme der Fig. 1 bis 3 für die Verwendung zur Auswahl der günstigen Betriebsbedingungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es zur Erhöhung des Brennwertes des Gases mit niedrigem Brennwert angewendet werden kann, das auf verhältnismäßig wirtschaftliche (billige) Weise bei Kohlevergasungsverfahren entsteht.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie keineswegs darauf beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird. 809886/073$

QOPY

Claims

P-atentans prüche

\i Verfahren zur Behandlung einer Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Ausgangsmischung unter Anwendung von Wärme bei einem solchen Druck, daß die dabei erhaltene Gasmischung einen beträchtlich höheren Brennwert als die Ausgangsmischung aufweist, dadurch gekennzeichnet _r daß man die Ausgangsgasmischung kontinuierlich in ein Fluidbett bzw. Fließbett aus Eisen und Eisencarbid einführt, wobei man in dem Fluidbett bzw. Fließbett solche Temperatur- und Druckbedingungen aufrechterhält, daß ein Teil des Kohlenmonoxids zu Kohlenstoff reduziert wird, das Eisen mit Kohlenstoff umgesetzt wird unter Bildung von Eisencarbid und das Eisencarbid mit Wasserstoff umgesetzt wird unter Bildung von Methan und Rückbildung von Eisen, und daß man die dabei erhaltene Gasmischung aus Methan, Kohlenmonoxid und Wasserstoff kontinuierlich aus dem Fluidbett bzw. Fließbett abzieht.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Ausgangsgasmischung Kohlendioxid als eine Kohlenstoffquelle zusetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man es bei einer Temperatur zwischen etwa 316 und etwa 649 C (600 bis 1200°F) durchführt.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man es bei einer Temperatur zwischen 316 und 510°C (600 bis 950°F) durchführt.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis.4, dadurch gekennzeichnet, daß man es bei einem Druck von 1 bis 10 Atmosphären durchführt.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Methan von der dabei erhaltenen Gasmischung abtrennt und als Produkt gewinnt.

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