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Verfahren zur Herstellung eines Ölgases aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Olgases.
In an sich bekannter Weise wird dabei Wasserstoff, der durch ein elektrolytisches
oder anderes Verfahren erzeugt wird, mit gasförmigem oder flüssigem Kohlenwasserstoff
auf hocherhitzte, feuerbeständige Steine gespritzt, mit denen der Ofen ausgesetzt
ist. Der Druck des Wasserstoffs kann dazu dienen, den Kohlenwasserstoff in den Ofen
zu spritzen.
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Gemäß der Erfindung wird das erwähnte Gas in besonders wirksamer und
wirtschaftlicher Weise hergestellt. Es eignet sich besonders für die Anwendung in
der Schneid- und Schweißindustrie.
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Zur Ausführung des Verfahrens empfiehlt sich der in beiliegender Zeichnung
in einem Ausführungsbeispiel dargestellte Apparat. In der Zeichnung zeigen Abb.
x den Apparat im senkrechten Längsschnitt, Abb.2 im Querschnitt, zum Teil in Draufsicht,
und Abb. 3 eine Einzelheit im Schnitt, zum Teil in Ansicht.
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In der Zeichnung sind z das äußere Gehäuse und 2 die feuerbeständige
Auskleidung des Ofens, der in der dargestellten Ausführungsform zylindrisch gezeichnet
ist. Die feuerbeständige Auskleidung kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt
sein. Der Ofen ist so gebaut, daß er mit einer vorderen Kammer 3 und einer hinteren
Kammer q. versehen ist, die oben durch einen Querkanal s miteinander verbunden sind.
In den Kammern 3, 4 und in der unteren Verlängerung 3a der Kammer 3 sind feuerbeständige
Steine 2a versetzt zueinander angeordnet. Die untere Verlängerung 3,a der Kammer
3 dient dazu, das angereicherte Gas aufzunehmen.
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Der Boden der Kammern 3, 3ca und q. ist mit Abstand über dem Boden
des eigentlichen Generators angeordnet, so daß sich unter den Kammern feuerbeständiges
Material 2b von großer Dicke befindet.
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6 ist eine Wand, zweckmäßig von Metallblech, die zwischen den Kammern
3, 3c. und ¢ quer durch den Ofen reicht und sich vom Boden des Ofens aufwärts bis
nahezu an das obere Ende der feuerbeständigen Zwischenwand 2c erstreckt. Durch die
Einlage 6 wird verhindert, daß Gas von der Kammer an der einen Seite nach der Kammer
an der entgegengesetzten Seite entweicht. 7 ist ein Kanal, der von dem inneren bzw.
hinteren Ende der Kammar 3a zweckmäßig ebenso weit als die Einlage 6 nach oben führt
und am oberen Ende ein Strahlrohr 8 aufnimmt. g ist das Einlaßrohr, das an die Vorderwand
des Ofens z angeschlossen ist und in den unteren Teil der Kammer 3 führt. Das Rohr
9 ist außen mit einem Einlaßventil zo versehen und führt, wie bei 9a angegeben ist,
zu einem, geeigneten, nicht gezeichneten Luftgebläse. xr ist ein Rohrmundstück,
durch welches ein geeignetes, vorerhitztes Mittel, z. B. Gas oder flüssiger Kohlenwasserstoff,
gegebenenfalls gemischt mit Luft, in den unteren Teil der Kammer 3 unterhalb des
Gewölbes 3 b eingeführt wird. Das Rohrmundstück x= ist zweckmäßig achsial zu der
Rohrleitung 9 angeordnet
und erhält von den Röhren iicc u_-d ii-1
gasförmigen und flüssigen Brennstoff. Jedr der Röhren iia, iib ist mit einem Ventil
iic iiri versehen.
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Der gasförmige Brennstoff ist, wie oben angegeben wurde, z. B. Wasserstoff,
der unter Druck zugeführt wird. Die Wasserstoffzuleitung iiaist mit einem Injektormundstück
ii c versehen (Abb. 3), das in das Ende der den gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoff
zuführenden Leitung iib reicht, wodurch der Wasserstoff dazu dient, den gasförmigen
oder flüssigen Brennstoff anzusaugen. Die so erhaltene Mischung gelangt durch das
Mundstück ii in die Rohrleitung g und von da in den unteren Teil des Ofens oder
Generators.
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Die Kammern 3, 3a und q. sind, wie schon oben angegeben wurde, mit
feuerbeständigen, im Abstand versetzt zueinander angeordneten Steinen 2a ausgefüllt,
während in den Querkanal 5 -ein Auslaß 13 mündet, der mit einem belasteten Auslaß-
oder Druckventil mit Handgriff 1,4 versehen ist.
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Von dem Gewölbe q.a am unteren Ende der Kammer q. führt eine Ableitung
15 nach außen, deren Auslaßende in einen Behälter 16 reicht. Das untere Ende i5a
dieser Ableitung wird durch eine_ geeignete Flüssigkeit in dem Behälter 16 ageschlossen.
Von der Ableitung 15 führt ein Rohr 17 nach oben; das mit einem Druckventil mit
Handgriff 17a, ähnlich dem Ventil im Auslaßrohr 13, versehen ist.
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Am oberen Ende des Behälters 16 ist ein Rohr 18 angeschlossen, dessen
Einlaßende über der Flüssigkeit im Behälter 16 liegt und das mit dem unteren Teil
eines Waschapparates ig verbunden ist. Der Waschapparat 1g ist mit mehreren gelochten
.Querwänden versehen, die mit geeignetem porösen Material 21, z. B. Koks, beschüttet
sind. In das obere Ende des Waschapparates mündet ein Strahlrohr 22. Von dem Waschapparat
ig führt oben eine Röhre 23 in einen Behälter 2q., der einen flüssigen Kohlenwasserstoff
wie Benzin enthält. Die Röhre 23 ist unterhalb der Flüssigkeit Mit Offnungen 23a
versehen, wodurch das von dem Waschapparat ig entweichende Gas angereichert werden
kann. Von dem Behälter 2¢ führt eine Röhre 25 nach einem Sammelbehälter oder nach
der Benutzungsstelle.
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An der Vorderseite des Ofens i stehen noch Röhren 26 vor, die mit
Mitteln versehen sind, um ein Pyrometer mit der Kammer 3. in Verbindung zu bringen
oder Instrumente zur Beobachtung der Temperatur usw. anzubringen.
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Bei der Ausführung des Verfahrens wird Wasserstoff unter Druck durch
die Röhre iia, ii zugeführt und bei geöffnetem Ventil io eine Mischung von Wasserstoff
und Luft in den unteren Teil der Kammern 3, 3a eingeblasen. Gegebenenfalls kann
Naturgas oder Rohöl von der Röhre izb durch die Wasscrstoftdüse iii angesaugt und
dasselbe, gemischt mit der durch das Rohr ga zugeführten Luft, zur Vorerhitzung
des Generators benutzt werden. Die Mischung von Kohlenwasserstoff und Luft wird
entzündet und brennt in Berührung mit dem feuerbeständigen Material 2a in der vorderen
und hinteren Kammer, bis die gewünschte Temperatur, die durch das Pyrometer oder
durch Schauröhren angegeben wird, erreicht ist. In diesem Falle wird die Luft- und
Brennstoffzufuhr abgeschlossen. Die durch die Vorerhitzung entstehenden Verbrennungsprodukte
entweichen durch. das obere Ende der Röhre 17, deren Ventil durch den Handgriff
i7a geöffnet bzw. gelüftet wird, um das Entweichen der Gase zu erleichtern: Nach
diesem Abblase- oder Vorerhitzungsarbeitsgang wird die Wasserstoff- und Kohlenwasserstoffzufuhr
durch die Röhren iia, iib erneut angestellt. Die mit dem vorerhitzten, feuerbeständigen
Material in Berührung kommende Mischung wird auf ihrem langen und verschlungenen
Wege durch die erhitzte Zone zersetzt und wieder in karburierten Wasserstoff umgewandelt.
Wenn das Strahlrohr 8 benutzt wird, wird ein flüssiger Kohlenwasserstoffbrennstoff
von größerer Schwere als der am Boden der Kammern 3, 3a eingeführte in den Kanal
7 durch die Röhre 8 eingespritzt. Dieser Kohlenwasserstoff wird teilweise in der
Kammer 7 zersetzt. Ein Teil des festen Kohlenstoffs, der in fein verteiltem Zustande
erzeugt wird, wird durch den Generator geführt und in dem Behälter 16 niedergeschlagen.
Ein großer Teil dieses festen Kohlenstoffes wird indessen auf dem feuerbeständigen
Material 2 a niedergeschlagen und bei dem nächsten Ausblase-,oder Vorerhitzungsarbeitsgang
verbrannt, wodurch seine Verbrennungshitze bei der Erzeugung des karburierten Wasserstoffes
im Generator ausgenutzt wird. Durch Zufuhr von Kohlenwasserstoffbrennstoff durch
den Kanal ? wird ein Brennstoff von höherem Kohlenstoffgehalt erzeugt als jener,
der durch den Wasserstoff in den Kammern 3, 3a eingesaugt wird. Wenn kein solcher
Kohlenwasserstoff mit dem Wasserstoff eingesaugt wird, so bildet der durch den Kanal
7 zugeführte Kohlenwasserstoff mit dem Wasserstoff ein Gas von jedem gewünschten
Heizwert je nach der Menge des Wasserstoffes oder des flüssigen Kohlenwasserstoffes,
die dem Generator durch den Kanal ? zugeführt werden. Wenn irgend freier Sauerstoff
in dem .Wasserstoff ist, so vereinigt sich derselbe sofort mit der Kohle des zugeführten
Kohlenwasserstoffes, um karburierten Wasserstoff von hohem Brennwert zu bilden,
der durch die Zufuhr von injektoraxtig angesaugtem Kohlenwasserstoff weiter gesteigert
werden kann.
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Das so in dem Generator erzeugte Gas wird
durch den
Behälter 16 geführt, in welchem jeder etwa vorhandene feste Kohlenstoff niedergeschlagen
wird; alsdann gelangt das Gas durch den Waschapparat =g und wird schließlich noch
gegebenenfalls in dem Behälter 2,4 durch die Kohlenwasserstoffflüssigkeit angereichert.
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Das erhaltene Gasgemisch wird sich nicht durch Kondensation zerlegen,
wenn es unter Druck aufbewahrt wird.
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Am Ende des Arbeitsganges wird infolge der Zersetzung des durch das
Mundstück =i und durch das Rohr 8 zugeführten Kohlenwasserstoffs eine beträchtliche
Menge von fester Kohle auf dem feuerbeständigen Material niedergeschlagen, mit welchem
die Generatorkammern versehen sind. Das liefert in bekannter Weise einen Teil des
Brennstoffes, wodurch das feuerbeständige Material während des nächsten Ausblasearbeitsganges
erhitzt wird.
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Die Temperatur, auf welche das feuerbeständige Material 2a durch den
Ausblasearbeitsgang erhitzt wird, kann etwa 165o' C sein und ist zweckmäßig nicht
geringer als i2oo ° C. je höher die Temperatur zwischen diesen beiden Grenzen ist,
um. so größer wird der Gehalt an Wasserstoff und um so geringer der der C,L H",
-!- 2 und CG H6 Reihen in dem erzeugten Kohlenwasserstoff sein.