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Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wassergas beim Ablöschen
von Koks. Es ist bereits versucht worden, Koks innerhalb eines geschlossenen Gefäßes
abzulöschen, uni den Wärmeinhalt des aus den Retorten kommen _len glühendeir Kokses
zur Gewinnung von Wassergas auszunutzen. Die Schwierigkeit der Aufgabe liegt darin,
daß einerseits Wasserdampf und Kohlenstoff sich nur bei sehr hohen Temperaturen
(i ooo bis i aoo° C) in. Kohlenoxvd und Wasserstoff umsetzt, anderseits der Koks
bis zum Aufhören. des Glühens, d. h. bis unter 500', abgekühlt werden soll, damit
er sich nicht von selbst entzündet, sobald er an die freie Luft kommt. Dementsprechend
gelingt es mit den bekannten Verfahren nicht, die dem Gefälle zwischen den angegebenen
Temperaturen entsprechende Wärrnernenge für die Wassergasgewinnung nutzbar zu machen.
Es entsteht also die Aufgabe, dem glühenden Koks den größeren Teil seines Wärmeinhaltes
mit Nutzen bei solchen Temperaturen zu entziehen, die wesentlich niedriger sind
als die Temperaturen, bei denen sich Wassergas bildet.
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Die Erfindung beruht auf der Erwägung, daß es unmöglich ist, innerhalb
des nämlichen allseitig abgeschlossenen Raumes dem Koks den größeren Teil seines
Wärmeinhaltes bei verhältnismäßig niedriger Temperatur zrr entziehen und zugleich
die zur Wassergaserzeugung unentbehrliche hohe Temperatur herzustellen. Daher wird
gemäß der Erfindung stufenweise gearbeitet, indem beispielsweise bei dreistufiger
Durchführung des Verfahrens in einem geschlossenen ersten Gefäß teilweise abgekühlter
Koks durch Zusammenbringen reit Wasser oder Wasserdampf fertig gekühlt und das dabei
entstehende gasförmige Gernisch in einem zweiten Gefäß, in welchem sich Koks von
höherer Temperatur befindet, reduziert wird, -vorauf das frier .gewonnene Gemisch
über Koks von Retortentemperatur gelangt und in reines Wassergas übergeführt wird.
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Auf der Zeichnung ist der Übersichtlichkeit halber die Vorrichtung
für das zweistufige Verfahren dargestellt, und zwar zeigt schematisch Abb. i den
Querschnitt der Anlage, :Mib. = die Vorderansicht auf die verbundenen beiden geschlossenen
Gefälle und Abb.3 derr zu Ahl>.2 gehörigen Grundriß.
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Die Behälter I und II sind entweder auf Wagen untergebracht oder ortsfest
aufgestellt. Fahrbare Behälter werden zu den zu entleerenden Retorten R geschoben.
und erhalten den Retorteninhalt mittels einer vorgelegten Rutsche r. Die Verbindung
zwischen .den fahrbaren Behältern und der Gassamrnelleitung wird durch Scharnierrohre
hergestellt. Ortsfesten Behältern wird der Retorteninhalt mittels Hängebahn und
Trichter zugeführt. Die Trichter sind behufs Wärmeisolation ausgemauert, besitzen
Bodenentleerung und erhalten einen gut schließenden, nur unter dem Gewicht des auffallenden
Isokses sich öffnenden Bodendeckel mit Selbstschluß.
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jeder Löschbehälter besitzt oben eine Füllöffnung, die .mit -dem Deckel
2 versehen ist, und ein Bodenstück 3, welches einen Siebboden :4 und eine darunter
befindliche Verschlußtür 5 starr verbindet. Der Siebboden legt sich. an einen. im
Innern des Behälters angenieteten Flansch 6 dicht an, so daß die bei 7 unterhalb
des Flansches und des Siebbodens eintretenden Gase oder Dämpfe stets in ihrer Gesamtmenge
durch den Siebboden gehen müssen und von demselben gut verteilt werden. Das Gemisch
tritt oben bei g aus, muß also die gesamte, im Behälter befindliche Kokssäule durchstreichen.
Nach Bedarf wird das Gemisch entweder in der Richtung von unten nach oben oder umgekehrt
durch jeden Löschb kälter geleitet. Um die willkürliche Bestimmung der Durchstreichrichtung
zu ermöglichen, ist durch zwei Rohre io und ii (las obere Ende jedes Behälters .mit
dem unteren Ende des Nachbarbehälters verbunden und in jede solche Zwischenleitung
ein Absperrschieber ioa bzw. 1117 eingeschaltet. Andere Rohre 12 bzw. 13 mit Absperrschiebern
i217 bzw. i32 führen nach der Gassammelleitung. Von. den Schiebern wird zweckmäßig
einer, z. B. 132, mit einem Handrad 13° versehen, und durch Zahnräder Job, i 1b,
i2b und 13b mit den übrigen Schiebern verbunden, so daß beim Öffnen eines Schiebers
die
übrigen sinngemäß mitverst°ellt werden, also z. B. der Schieber zoll sich. öffnet,
wenn der Schieber i ia geschlossen wird und umgekehrt.
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Das Wasser kann entweder in -der Form von Druckwasser durch Düsenzerstäuber
14 von oben her oder in Dampfform durch Rohre 15 von unten her zugeführt werden.
Der fertig gelöschte Koks fällt nach dem Öffnen des Deckels 5 auf die in einer Bodenrinne
angeordnete Fördervorrichtung 16. Die Wandungen der Behälter werden zweckmäßig durch
innere Ausmauerungen gegen Wärmeausstrahlung und Ausglühen geschützt oder behufs
gleichzeitiger thermischer Ausnutzung mit Rohrschlangen ausgekleidet, in denen :Jas
Einspritzwasser umläuft und sich anwärmt, bevor es zum Löschen verwendet wird.
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Die beschriebene Anlage wird wie folgt benutzt: Beim Ingangsetzen
wird einer der Behälter. z. B. I, mit frisch aus der Retorte kommendem: heißen.
I,,oks gefüllt und Wasserdampf zugeleitet. Dabei findet, solange die eingangs angegebene
sehr hohe Temperatur herrscht, chemische Umsetzung nach folgender Formel statt:
C+H=O@CO+H, (I).
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Hierbei wird eine erhebliche Wärmemenge gebunden, so daß die Kokstemperatur
rasch sinkt und bei fortgesetztem Überleiten von Wasserdampf die Umsetzung nunmehr
nach folgender Formel erfolgt: C + 2 H= O - CO= + z H; (II), cl. h. das sich entwickelnde
Gas enthält zu einem Drittel seines Volumens, aber zu 92 Prozent seines Gewichtes
Kohlensäure, d. h. einen technisch an sich wertlosen Bestandteil. Indessen darf
nicht außer acht gelassen werden, daß auch die wertlose Kohlensäure auf die Kokstemperatur
miterwärmt worden ist. Es handelt sich nunmehr darum, die Kohlensäure in Kohlenoxyd
überzuführen. Zu diesem. Zweck muß wieder die für idie eigentliche Wassergasbildung
erforderliche hohe Temperatur von i ooo bis i 2oo° hergestellt werden. Dieses geschieht
dadurch, claß das gewonnene Gemisch aus dem Behälter I nur .so lange unmittelbar
in den Gassammelbehälter weitergeleitet wird, als clie Temperatur in. I über i ooo°
C beträgt. Bei Durchschreitung dieser Temperatur wird umgeschaltet, derart, daß
das nunmehr .gewonnene kohlensäurehaltige Gemisch aus dem Behälter I zunächst in
den mit Koks von Retortentemperatur gefüllten Behälter II gelangt. Dort findet Umsetzung
nach folgender Gleichung statt: Co:, + C + 2 H, =-:2 C0 + z H, (III), d.
h. die mitgeschleppten wenigen Gewichtsprozente Wasserstoff werden. bläß auf die
Retortentemperatur erwärmt, während die Kohlensäure in Kohlenoxyd übergeführt wird.
Gleichzeitig wird auch noch der im Behälter I nicht zersetzte Wasserdampf in Wassergas
übergeführt. Aus dem Behälter II gelangt nun das im wesentlichen aus Kohlenoxyd
und Wasserstoff bestehende Gemisch so lange in den Gassammelbehälter, bis auch in
II die Temperatur von etwa i ooo° lurchschritten wird. Inzwischen ist der Behälter
I entleert und mit frischem Koks von Retortentemperatur gefüllt worden, so daß nunmehr
das aus II kommende kohlensäure-und was.serdampfhaltige Gemisch durch I geleitet
werden kann, um dort wieder in reines -#Vassergas übergeführt zu werden. Zwischen
die Ableitungen der Koksbehälter, und den Gassammelbehälter kann in an sich bekannter
Weise eine Gegenstromvorrichtung eingeschaltet sein, in der der Wärmeinhalt les
gewonnenen Wassergases zum Vorwärmen und Verdampfen von Wasser nutzhar gemacht wird.