DE314015C - - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die

bekannte Ei-fahrung, daß bei Einwirkung von Luft mit einem Überschuß von Wasserdampf, besonders unter 500° C, der in der Torfsubstanz gebundene Stickstoff zum großen Teil in Ammoniak umgesetzt wird neben Bildung anderer nutzbarer Gase und Dämpfe.

Hierauf ist eine Reihe von Verfahren ge-

. gründet. . " _:

Zum Teil verzichten diese auf die Gewinnung von Nutzgas für andere Zwecke.

Andere Verfahren gewinnen Ammoniak und Nutzgas zusammen in einem Verfahren und trennen sie nachher erst. Diese Ver- ^5 fahren leiden an einem Überschuß von schäd- W licher Kohlensäure in Nutzgas, oder sie verzichten gänzlich auf Koksgewinnung.

Das vorliegende Verfahren will ■ einerseits Ammoniak für sich gewinnen und getrennt davon ein kohlensäurearmes Kraftgas oder unter Verzicht hierauf Koks herstellen und das alles kontinuierlich in einem einzigen Generatqr, aber mit Trennung der Entgasung und Vergasung und mit getrennter Abführung der hierbei entstehenden Dämpfe und Gase. Hier ist eine eingeschobene neutrale Zone von Bedeutung, wie nachher beschrieben. Eine getrennte Erzeugung nebst getrennter Abführung ist allerdings schon bekannt gegeben. Hierbei sind jedoch folgende Unterschiede hervorzuheben. Es wird z. B. unter anderm in der schweizerischen Patentschrift 23464 bzw. ' den britischen Patentschriften 13164/1898 und 20060/1899 ebenfalls der Vorschlag einer Trennung von Entgasungs- und Vergasungsstöffen in einem Generator gemacht. Aber die getrennt entstandenen Gase und Dämpfe müssen sich hierbei wieder mischen, ja sie strömen zum erheblichen Teil aus einem Abzug weg und ferner ist die Ammoniakausbeute nur gering. ' Im Gegensatz zu diesen und anderen gleichartigen Verfahren wird nach der vorliegenden Erfindung im Verfahren und in der Ein- ^: richtung streng darauf gehalten, eine getrennte Erzeugung von ammoniakreichen Dämpfen und von ammoniakfreiem Nutzgas (bzw. Koks) zu bewirken, und zwar in' einem Generator in drei bzw. zwei Abschnitten und kontinuierlich, wobei die sonst hierfür (Mondsches Verfahren) erforderliche besondere Wasserdampferzeugung in Dampfkesseln erspart wird.

Das Verfahren besteht in folgendem:
Zunächst wird im obersten Teil des Generators der Torf von mechanisch beigemengtem Wasser mittels heißer, die Torfzuführungsretorten umspülender Gase durch Verdampfung befreit. Hierbei wird der Torf nicht ' viel über 100⁰C erwärmt. Der Wasserdampf aus dem Torf, der sonst ungenutzt entweicht, wird abgeführt, überhitzt und später zur Ammoniakbildung wieder in Mischung · mit andern heißen Gasen, wie sie bei der Ausführung des Verfahrens, z.B. bei der Ammoniakbindung, auster Gaskraftmaschine oder bei der Verfeuerung unter Kesseln entstehen können, zugeführt. Von diesen Gasen durchströmt, kommt der Torf schnell auf die Temperatur der Ammoniakbildung. vUm diese

Schicht der Ammoniakbildung besonders hoch, also besonders wirkungsvoll zu halten, läßt man die , Gaswasserdampfmischung in geeignetem Mischungsverhältnis an zwei Stellen, von oben und von unten, einströmen, während die an Ammoniak angereicherte Gasmischung etwa in der Mitte oder in der Höhe des untern Dritteiis abgeführt wird.

Diese Art der Zu- und Abströmung dient

ίο folgenden Zwecken'. Bei einseitiger Zuströmung von unten und Ausströmung oben würde das' Gasdampfgemisch durch den kühlen Torf stark abgekühlt, und es würden neu gebildete, besonders teerige Bestandteile im kühleren Torf wieder kondensieren und den Verlauf einer guten Ammoniakbildung stören. Darum muß auch von oben ein Gasdampfstrom eindringen, der dies verhindert. An-' dererseits, wenn Zuströmung nur von oben stattfände und die Abführung unten, so würde erstlich die Ammoniak- und Teerbildung teils gestört, teils in zu kleiner Schicht stattfinden, zweitens aber bei der offenen Verbindung dieses zweiten Abteils mit dem'Vergasungs-(bzw. Kokserzeugung^-) Ofen bei jedem Absaugen oder sonstigen Unregelmäßigkeiten im Gasdruck an den einzelnen Stellen ein Teil der Gasdampfmischung in den hellglühenden dritten Abschnitt gelangen und dort zersetzt werden. Dem wirkt der unten eingeführte Gasdampfstrom entgegen, wenn auch er im Rhythmus des Gasansaugens unter entsprechendem Druck einströmt. Man darf also hier in diesem Abschnitt 'von einer verdoppelten Schicht der Ammoniakbildung sprechen, einem Vorzug vor allen anderen derartigen . Erfindungen.

Ein besonderes Hilfsmittel gegen das Eindringen der ammoniakreichen Gase in den Vergaser oder der Kraftgase aus dem Vergaser in den Entgaser ist die Anordnung der neutralen Zone zwischen den Abschnitten für Ammoniakbildung und Vergasung. Sie bildet einen mäßig breiten Ring zwischen den beiden Abschnitten für Entgasung. (Atnmoniakbildung) und Vergasung ,•(Kraftgasbildung) .. In ihr sollen chemische Prozesse nach Möglichkeit nicht stattfinden. Schieber als Trennungsmittel können diese Einrichtung nicht ersetzen, denn sie würden bei ihrer jedesmaligen Anwendung störend auf die gute Ausbeute wirken. "Dieser neutrale Ring stellt also eine Schutzzone besonders für das Ammoniak dar.

Die Möglichkeit der Getrennthaltung der beiden Hauptgaserzeugnisse ist dadurch gegeben, daß beim Eindrücken oder beim (zumeist) Absaugen der Gase für beide Teile der Retorte (Ammoniak-, und Kraftgaserzeugung) der gleiche Druck aufrechterhalten iwird. Wenn also beispielsweise Gasmotoren für die Verbrennung des Kraftgases ange-.'wandt werden, wobei dem Gange derselben entsprechend ein Schwanken des Verbrauchs und damit ein Schwanken des Druckes, z. B. Gasansaugen stattfindet, dann muß selbsttätig durch entsprechende Einrichtungen auch in dem Teile der Ammoniakerzeugung die gleiche Druckschwankung gleichzeitig eintreten, so daß in dem »neutralen Teil« der Retorte keine störenden Gasströmungen stattfinden. Dieser Teil würde sich nur durch die leichten Druckschwankungen an dem Wechsel beteiligen, besonders an dem oberen und unteren Teile, in der Mitte würde Ruhe sein. Auch lassen sich Einrichtungen (große Gaszwischenbehälter) treffen, wobei die Druckschwankungen fast ganz aufhören. Wenn bei ganz großen Anlagen die Anlage von Dampfkesseln vorteilhafter als die Gasmaschine ist, so daß das Kraftgas der gewöhnlichen Kessel- M feuerung dient, dann hören diese Störungen ™ ganz auf.

Wenn nun im folgenden Abschnitt des Ge- ■ nerators eine Vergasung der . herabgesunke- 85 _x nen entgasten, also verkokten Brennstoffe sattfinden soll, so müssen sowohl für die Erzeugung von Mischgas wie Wassergas die hierzu nötigen Gase und Dämpfe an oder nahe der neutralen Zone in den glühenden Koks, also von oben, einströmen, und zwar wie die schon genannten, durch Ringöffnungen im Umfang des Ofens. Diese Einströmung begrenzt, eben die neutrale Zone. Der vorher beschriebene. Rhythmus bewirkt demnach, daß in der ,neutralen Zone keine schädliche merkbare Gasbewegung stattfindet und nur der Koks, j e . nach Verbrauch, langsam hindurchsinkt.

In diesem dritten, dem untersten,_yTeil des Ofens wird der Torfkoks in üblicher Art zu Misch- oder Wassergas vergast. Eine Karburierung der Gase ist ausführbar und empfehlenswert zur Erhöhung des Wertes und besonders des Wasserdampfgehalts. Dies ist wieder von Nutzen bei der Wiederverwertung im Ammoniakprozeß.

Es sind zwar schon »Vorschläge gemacht worden, Abgase für die Ammoniakbildung anzuwenden, beispielsweise in der britischen Patentschrift 3923/1883. Dort aber wird ein. stark gekühltes Gas mit einem, so niedrigen Dampfgehalt benutzt, daß von einer Ersparnis nicht die Rede sein kann, und ein weiterer großer Zuschuß von Wasserdampf erforderlich wird. Im Gegensatz dazu ist die hier vorgeschlagene Gasmischung, die aus dem Arbeitszylinder der die erzeugten Kraftgase verbrauchenden Gasmaschine stammt, sehr heiß (über 500⁰ C) und meist darüber. Sie enthält den ganzen Wasserdampf im bereits überhitzten Zustande. Die anderen bekannt-

gewordenen Verfahren müssen diesen Wasserdampf erst besonders erzeugen und demnach überhitzen.

' Wenn der Torf genügend trocken ist, kann die vorhin beschriebene Verdampfung des Torf wassers im. ersten Abteil des Generators in den Einzelretorten wegfallen. Es wird dann zunächst den Füllöffnungen für den Torf ein heißer Gasdampfstrom direkt durch

ίο den Torf geführt, wobei etwas mehr Luft und auch Heizgas zugeführt wird, zur Schaffung der Temperatur für die Ammoniakbildung.
' Ein zur Ausführung des Verfahrens dienender Generator ist auf beiliegender Zeichnung in einer Ausführungsform dargestellt. Die Zeichnung stellt einen 'senkrechten Längsschnitt durch den Generator dar.

Der Torf wird durch die Füllvorrichtung a in die Einzelretorten b eingeführt. Diese be-

• finden sich in dem. oberen Teil c des Generators und werden von heißen Gasen umspült, die am besten dem Überschuß der bereits für die Hauptzwecke verwendeten Gase entstammen, mit oder ohne vorhergehende Überhitzung. Letztere treten bei d ein und bei e aus. Der Wasserdampf ■ aus den Retorten entströmt bei /. Die Einzelretorten reichen bis zu den Schiebern g. Wenn der Inhalt der einen genügend abgedampft ist, so sinkt er nach der Öffnung des Schiebers in die Entgasungsabteilung h. Hier strömt das beschriebene Gasdampfgemisch mit atmosphärischer Luft und Heizgas durch i und k hinein und durch den. Torf einander entgegen, um mit dem gebildeten Ammoniak durch / abzufließen. Die Führungen dieser Gasströmungen müssen natürlich so beschaffen sein, daß der Torf allseitig und gleichmäßig bespült wird. Hierauf sinkt der Torf durch die neutrale Zone m in den Vergaser n, wo er als Koks durch das aus den Öffnungen ti und der Roste p strömende Dampf Iu ftgemisch vergast wird. Das Kraftgas wird dann aus q zur Gasmaschine gesaugt, während die Asche durch die Roste p. sinkt. Ohne diesen Vergasungsvorgang wird natürlich der gebildete Koks mit den' üblichen Maßnahmen als solcher gewonnen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Verfahren zur - Verarbeitung von Torf und ähnlichen Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff enthaltenden Stoffen auf Ammoniak und brennbare Gase oder \ Koks in einem Schachtofen mittels eines Dampfluftgemisches, dadurch gekennzeichnet, daß in diese Stoffe nach ihrer an sich bekannten Vortrocknung in der oberen, für die Ammoniakbildung bestimmten Schicht das erforderliche Dampfluftgemisch gleichzeitig in den oberen und unteren Teil dieser Schicht eingeleitet wird und die Gase etwa in der Mitte dieser Schicht abgeführt werden, worauf die abgesunkenen Stoffe in einer folgenden Schicht in an sich bekannter Weise weiter vergast und die hierbei entstehenden brennbaren Gase von den in der oberen Schicht abziehenden Gasen getrennt abgeleitet w'erden.

   _v 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- ' net, daß zwischen der Ammoniakbildungsschicht und der Vergasungsschicht eine von den absinkenden Stoffen durchfallene Zwischenschicht (neutrale Zone) gehalten wird, in der weder Gase zugeführt noch abgeleitet werden, zum Zweck, '

   ■ eine Trennung der Ammoniakgase von den brennbaren Gasen zu sichern.

   3. Ausführungsform der Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, unter dem die beiden in der oberen Schicht, oben und ' unten, eingeführten Luftdampfgemische stehen, jeweils einheitlich wechselt mit dem Druck, unter dem die brennbaren ■ Gase außerhalb des Schachtofens zu stehen kommen. _go

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.