DE370324C - Verfahren und Vorrichtung zur Steigerung des Gehalts an freiem Wasserstoff in den bei der Destillation von Kohle sich entwickelnden Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Steigerung des Gehalts an freiem Wasserstoff in den bei der Destillation von Kohle sich entwickelnden Gasen. -Gegenstand der Erfindung sind. Verfahren und Einrichtungen zur Darstellung von Wasserstoff aus Kohlenstoffgasen.
• Ein erheblicher Prozentsatz des Wasserstoffs, der bei der Verkokung von Kohle entsteht, ist gewöhnlich in Form von Kohlenwasserstoff gebunden, so daß nur eine verhältnismäßig geringe Menge freien Wasserstoffs in den Gasen vorhanden ist.
• In der Leuchtgasfabrikation hat man bereits Retorten mit einer liegenden. und, einer stehenden Kammer verwendet. In der liegenden Kammer wurde Frischkohle so lange der Destillation unterworfen, bis der größte Teil des flüssigen Kohlenwasserstoffs abgetrieben war, der dann in Leuchtgas umgewandelt wurde, indem man ihn durch die mit hoch erhitzter, schon zum Teil verkokter Kohle gefüllten stehenden Kammer schickte. Man hat auch schon zu ähnlichen Zwecken zwei stehende Retorten mit einem ihre Bodenöffnungen verbindenden Rohr, bzw. eine Doppelretorte verwendet, deren Mittelwand durchbrochen war, so daß die beiden Einzelretorten in Verbindung miteinander gesetzt werden konnten. Die beiden Retorten bzw. die beiden Hälften der Doppelretorten wurden abwechselnd beschickt, und das aus einer neuen Beschickung entwickelte Gas wurde durch die schon zum Teil verkokte Beschickung in der anderen Retorte oder Hälfte hindurchgeführt, die höhere Temperatur besaß, so daß ein größerer Prozentsatz des Teers usw. zersetzt und die Qualität des Gasgemischs annähernd gleichmäßig gehalten wurde.
• Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Ausbeute an Wasserstoff erheblich zu steigern und eine erhebliche stärkere Zersetzung des bei der Verkokung von Kohle entstehenden Kohlenwasserstoffs herbeizuführen als bisher der Fall war, wobei diese Zersetzung so weit geführt werden soll, daß nicht nur die Teerdämpfe und die Dämpfe sich verdichtender Kohlenwasserstoffe, sondern auch ein großer Prozentsatz der genannten nicht verdichtbaren Gase wie Äthylen und Methan zersetzt wird, um auf diese Weise erheblich gesteigerte Ausbeute an Wasserstoff zu erzielen.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen darin, die während .der ersten Stadien der Verkokung entwickelten Gase zusammen mit Dampf über teilweise verkokte Kohle oder Koks zu führen, deren Temperatur eine verhältnismäßig große Höhe (z. B. i ooo bis i ioo° C) im Vergleich mit den während der ersten Stadien der Verkokung auftretenden Temperaturen erreicht hat, wobei die Verkokung langsam genug durchgeführt wird, um die Zersetzung des größten Teiles aller Kohlenwasserstoffe ein-, schließlich der Teerdämpfe und solcher Gase wie Methan und Äthylen zu ermöglichen, die i während der ersten Stadien der Verkokung sich bilden.
• i Eine Anlage zur Ausführung des neuen Verfahrens ist in der Zeichnung beispielsweise in Anwendung auf eine Koksofenbatterie dargestellt.
• Abb. i zeigt einen Teil der Batterie in Ansieht.
• Abb. a ist ein vergrößerter Längsschnitt durch einen der Bodenzüge.
• Abb. 3 ist ein Querschnitt in der Ebene a-a der Abb. z.
• Die sechs Öfen A, B, C, D, E, F sind als i Paare A B, C D, E F zusammengeschaltet, indem jeder Ofen eines Paares mit dem andern durch ein Rohr G in Verbindung steht, das abnehmbar in die Ofenöffnungen K eingesetzt ist, so daß die in dem einen Ofen sich entwickelnden Gase durch den anderen Ofen hindurchgeführt werden können, bevor sie in die Sammelleitung H übertreten. Die Röhren G sind mit Dampfstutzen L durchsetzt. Der Betrieb der Öfen verläuft folgendermaßen: Die Verkokung wird langsam geführt, um eine möglichst hohe Zersetzung der Kohlenwasserstoffe herbeizuführen. Angenommen, die Verkokung sei in den Öfen B, C und E noch in den Anfangsstadien, in den Öfen A, D und F aber schon wesentlich weiter vorgeschritten, so werden die kohlenwasserstoffreichen Gase aus den erstgenannten Ofen durch die Röhren .G abgezogen, mischen sich dort mit Dampf aus dem Stutzen L und treten dann in die Beschickung der weiter vorgeschrittenen Öfen A, D und F ein, deren Temperatur wesentlich höher ist als in den Ofen B, C und E. Die in den Gasen enthaltenen Kohlenwasserstoffe, wie z. B.
• i Methan, zersetzt sich beim Durchgang durch die Ofen A, D und F, und ihre Zersetzung wird durch den beigemischten Dampf gefördert, der sich mit dem bei der Zersetzung gebildeten Kohlenstoff und dem in den Öfen A, D und F bereits vorhandenen Kohlenoxyd und Kohlensäure verbindet, während Wasserstoff frei wird, so daß .das in die Sammelleitung H eintretende Gasgemisch mehr Wasserstoff enthält als sonst. Sind die ersten Verkokun:gsstadien in den Öfen B, C und E abgelaufen und der Anteil von Kohlenwasserstoffen in den dort entwickelten, Gasen. verhältnismäßig klein geworden, während gleichzeitig die Verkokung der Beschickung der Öfen A, D und F beendet worden ist, so wird ,der Koks aus @diesen Öfen abgestochen, .die Röhren werden in die punktiert gezeichneten Stellungen umgesetzt, die Ofen A, 1? und F frisch beschickt und die in. ihnen sich entwickelnden Gase zusammen mit Dampf durch die Ofen B, C und E geleitet, deren Beschikiuzngen schon teilweise verkokt sind und jetzt eine höhere Temperatur aufweisen als die Öfen A, D und F.
• Der Dampf verhindert die Ablagerung der erheblichen Kohlenstoffmengen, die bei. der Zersetzung .der Teerdämpfe, Kohlenwasserstoffen usw. entsteht und bei früheren Verfahren, .die ohne Dampf arbeiteten, erhebliche Schwierigkeiten. bereiteten.
• Das geschilderte Arbeitsverfahren kann man in intermittierend arbeitenden Koksöfen und in liegenden: bzw. schrägen Gasretorten ausüben; es ist nur nötig, daß die Öfen, Retorten oder Gruppen von solchen zu verschiedenen Zeiten in Gang gesetzt werden. Wenn, wie oben beschrieben, d ie aus einem Teil der Öfen oder Retorten mit Dampf direkt in einem anderen Teil von Ofen und Retorten übergeleitet wenden, zersetzt sich der größte Teil des im Gase enthaltenen Teers und der Wasserstoff wird frei. Man kann aber auch die Gase erst durch Scrubber und Anlage zur Gewinnung von Nebenprodukten schicken und lediglich :das so gereinigte Gas. mit Daxnpf in die zweite Ofen- oder Retortengruppe einführen.
• Bei stehenden, kontinuierlich betriebenen Gasretorten wird das bei der Verkokung entstehende Gas nicht wie bisher oben aus der Retorte abgeführt, sondern unten und zwar in oder unterhalb der Zone höchster Temperatur, wo die Verkokung bereits vollendet ist und die Zersetzung der Kohlenwasserstoffe mit Hilfe von Dampf vollzogen wird.
• Man kann das neue Verfahren auch in liegenden oder schräg stehenden Retorten ausüben, deren eines Ende im Verhältnis zudem anderen Teile der Retorte hoch erhitzt ist, insbesondere auch in Retorten dieser Art, die mit Dauerförderung für die Kohle oder den Koks versehen sind. Bei dem neuen Verfahren wird die Verkokung verhältnismäßig langsam geführt; die Zeitdauer der Anfangsstadien der Verkokung, während welcher,der größere Teil der Kohlenwasserstoffe abgetrieben und mit Dampf durch einen anderen Ofen oder eine andere Retorte hindurchgeführt wird, beträgt etwa die Hälfte (z. B. 15 Stunden) der gesamten Verkokunigsidauer. Während dieser Zeit. steigt die Temperatur allmählich auf etwa 90o° C. Den Wasserstoff scheidet man aus dem Gasgemisch in beliebiger Weise ab, z. B. wie dies in den, englischen Patentschriften 130092, 130358 und 131o91 beschrieben ist. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Darstellung von Wasserstoffen für die synthetische Erzeugung von Ammoniak.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE. 1. Verfahren zur Steigerung des Gehalts an freiem .Wasserstoff in den bei. der Destillation von Kohlen sich entwickelnden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa in der ersten Hälfte der Verkokungsdauer entwickelten Gase zusammen mit Wasserdampf über teilweise verkokten Kohlen oder Koks ;geleitet werden, dessen Temperatur verhältnismäßig höher ist als die in den Anfangsstadien der Verkokung herrschende Temperatur und z. B. 1 ooo bis 1 10o° C betragen kann und daß die Verkokung so langsam durchgeführt wird, daß der größte Teil aller Kohlenwasserstoffprodukte einschließlich der Teerdämpfe bzw. solcher Gase wie Methan und Äthylen zersetzt wird, die in den Anfangsstadien der Verkokung sich entwickeln.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenwasserstoffhaltigen Gase zuerst in üblicher Weise in Scrubbern b-zw. Anlagen zur Nebenproduktgewinnung gereinigt und erst dann mit Dampf durch teilweise verkokte Kohle geleitet wenden.
3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd der obere Teil eines von zwei Öfen oder Retorten mit dem. unteren Teil des anderen Ofens bzw. der anderen Retorte verbunden werden kann. q..- Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Rohr, das abnehmbar an die obere Öffnung eines Ofens oder einer Retorte und die untere Öffnung eines .daneben angeordneten Ofens bzw. Retorte angelegt werden kann.