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Verfahren zur Gasgewinnung. Bei der Gasgewinnung aus Brennstoffen
in stehenden Retorten mit Beheizung von außen wird häufig überhitzter Dampf in den
unteren Teil der Retorte zu dem Zwecke eingeführt, mit dem heißen Koks zwecks Bildung
von, Wassergas zu reagieren. Die zulässige Dampfmenge hängt von der Temperatur des
Koks ab, welche durch die Verkokung der Kohlenbeschickung in der Retorte erreicht
worden ist. In einer solchen Retorte wird die Kohle im oberen Teil der Retorte der
trockenen, Destillation durch die von außen zugeführte Wärme unterworfen, und der
so -ewonnene Koks wird beim Hinuntergehen in den Fuß der Retorte zum großen Teil
durch den, Dampf in Wassergas übergeführt. Das so gewonnene Wassergas steigt in
der Retorte auf und geht zusammen mit dem von der trockenen Destillation der Kohle
herrührenden Gas zu dem oberen Teil der Retorte.
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Der durch ein solches Verfahren erreichte Vorteil besteht darin, daß
das auf die Gewichtseinheit der angewendeten Kohle bezo-#rene erhaltene Gasvolumen
erheblich größer ist als dasjenige, welches man bei der gewöhnlichen Entgasung in
von außen beheizten Retorten erhält, während der Heizwert des Gases durch den Zusatz
des Wassergases nur wenig herabgedrückt wird.
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Da die Reaktion zwischen Wasserdampf und Koks stark endothermisch
ist, reicht die in dem Koks enthaltene Wärmemenge, wenn diese an der Stelle ankommt,
wo der Dampf eingeführt wird, nicht weit, um die Reaktion durchzuführen und erheb:iche
Mengen Wassergas zu gewinnen. Infolgedessen kann man bei dem gewöhnlichen Verfahren
nur verhältnismäßig wenig Wasserdampf mit Vorteil zusetzen, woraus dann wieder sich
der Umstand ergibt, daß nur verhältnismäßig wenig Wassergas erzeugt und nur verhältnismäßig
wenig Koks verbraucht wird. Es hat sich nicht als vorteilhaft erwiesen, die äußere
Beheizung der Retorte auf den Teil zu erstrekken, der den fertig gebildeten Koks
enthält, um diesen auf der für die Wassergasbildung erforderlichen Temperatur zu
halten.
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Nach der Erfindung wird die Temperatur des Koks in dem unteren Teil
der stehenden Retorte zu dem vorerwähnten Zweck dadurch aufrechterhalten, daß Sauerstoff
zusammen mit dem Dampf oder abwechselnd mit diesem eingeführt wird. Der Sauerstoff
kann mit einer gewissen Menge von Stickstoff verdünnt sein; die so eingeführte Stickstoffmenge
darf aber nicht so groß sein, daß sie in Mischung mit dem bei der trockenen Destillation
des Brennstoffes im oberen Teil der Retorte erzeugten Gas den Stickstoffgehalt über
dem mit Rücksicht auf den Heizwert des Mischgases zulässigen Höchstbetrag bringt.
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Nach dem Verfahren der Erfindung, wonach der Koks in dem unteren Teil
der Retorte von innen beheizt wird, wird nicht nur die Temperatur besser aufrechterhalten,
so daß die Ausbeute an Wassergas und infolgedessen die Gesamtausbeute an Gas erhöht
wird, sondern es werden auch die Kosten der Außenbeheizung des unteren Teiles der
Retorte erspart.
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Der Sauerstoff wird vorzugsweise zusammen mit dem Dampf eingeführt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also die Zusatzmöglichkeit von
Wasserdampf dadurch erhöht, daß Sauerstoff in denselben Teil der Retorte eingeleitet
wird. Die Benutzung von Sauerstoff ist an sich bekannt, um die für die Bildung von
Wassergas benötigte Energie zu liefern. Durch die Einführung von Sauerstoff in Kombination
mit dem oben angegebenen Verfahren erreicht man aber ganz besondere Vorteile, welche
in den bisher bekannten Fällen der Benutzung von Sauerstoff nicht auftraten; die
Aufgabe, die bei vorliegendem Verfahren gestellt war, existiert in den Fällen nicht,
in denen bisher Sauerstoff benutzt worden ist.
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So ist beim gewöhnlichen Wassergasgenerator es nur eine Frage der
Aufrechterhaltung der Temperatur in der Zone der Wassergasherstellung. Diese Aufgabe
ist nicht kompliziert durch die Notwendigkeit, nicht mit der Temperatur der Kohle
in Kollision zu kommen, die der trockenen Destillation durch äußere Beheizung der
Retorte oberhalb der Wassergasbildungszone unterworfen wird.
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Selbst in der deutschen Patentschrift 108158, wo man sagen
kann, daß Destillation in einer von außen erhitzten Retorte oberhalb der Wassergaszone
vor sich geht, kann keine Rede davon sein, daß die Temperatur in, der Retorte durch
das Wassergas gestört werden kann, weil dort das erzeugte Wassergas nicht durch
die Retorte aufsteigt, sondern um die Retorte herumgeführt wird und getrennt von
den Destillationsgasen abgeführt wird. Nur wenn das Wassergas in der Retorte aufsteigt,
um in unmittelbarer Mischung mit den Destillationsgasen weiterzugehen, ist Rücksicht
auf
die störende Wirkung der Einführung h-oii Sauerstoff zu nehmen.
Wenn dieser Sauerstoff in Form von Luft zugeführt wird, entsteht nicht nur eine
sehr erhebliche Herabsetzung des Heizwertes des von der Gesamtvorrichtung gelieferten
Gases (die auch im Falle des gewöhnlichen Wassergasgenerators vorhanden ist), sondern
auch eine Herabsetzung der Qualität des Gases durch die Kühlwirkung `des in der
Retorte aufsteigenden Stickstoffes, welche Kühlwirkung wieder einen größeren Verbrauch
für die äußere Beheizung bedingt. Die Entfernung des Stickstoffes aus der eingeführten
Luft beseitigt diese Schwierigkeiten, soweit sie auf Anwendung des Stickstoffes
beruhen, aber die Herabsetzung der Temperatur der Kohle in der Retorte ist nicht
nur auf die Anwesenheit des Stickstoffes zurückzuführen, denn die Einführung von
Sauerstoff mit dem Dampf zusammen bewirkt auch eine Vergrößerung der Menge von Kohlensäure,
die in der Retorte aufsteigt, und die Kühlwirkung dieser Kohlensäure kann sogar
noch größer sein als diejenige des Stickstoffes, weil diese Kohlensäure zu Kohlenoxyd
durch die Kohle in der Retorte unter entsprechender Wärmebindung reduziert wird.
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Die Veränderungen, die während der Destillation der Kohle in der Retorte
vor sichgehen, sind bis heute noch nicht völlig aufgeklärt. Es gibt keine Zahlen,
mit Hilfe deren man berechnen kann, ob der Stickstoff oder die Kohlensäure dass
weniger schädliche Wärmeabsorbierungsmittel in der Retorte sind. Infolgedessen konnte
man nicht voraussagen, ob es für den Gesamtbetrieb der Retorte, und darauf kommt
es an, wirtschaftlich wäre, den Stickstoffgehalt der zusammen mit dem Wasserdampf
eingeführten Luft zu verringern.
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Eine Lösung der oben skizzierten Aufgabe im technisch günstigen Sinne
begründet daher das Vorhandensein einer Erfindung.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird nicht durch die deutschen Patentschriften
i o8 i 5 8 und 3195z3 gegeben, denn keine dieser Patentschriften betrifft ein Verfahren,
bei welchem die Produkte der Vergasung des Koks von dem unteren Teil einer von außen
beheizten Retorte aufwärts durch die Retorte streichen, um mit den Destillationsgasen
zusammen abgeführt zu werden. Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, wird
auch nicht durch die Angaben gelöst, die im Gas Journal, VOI. 150 (192o), S. 64o,
rechts unten sich finden, denn der Zweck der in dieser Zeitschrift beschriebenen
Versuche ist die Lösung der Aufgabe, wie man Kohle durch Verbrennen eines Teiles
davon innerhalb der Retorte vergasen und entgasen kann, um genügend Wärme für die
Entgasung und Destillation des übrigen Teiles zu gewinnen. Mit anderen Worten, die
dort angegebenen Versuche beziehen sich ausschließlich auf von innen erhitzte Retorten,
bei denen die- Verbrennungszone durch die Gase zu anderen Teilen der Retorte verschoben
wird, und es ist keine Rede dabei von der Abkühlung einer bereits heißen Brennstoffmasse
durch Gase, die in der Verbrennungszone erzeugt werden.
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Es handelt sich also bei der vorliegenden Erfindung um ein Kombinationsverfahren,
das einen ganz erheblichen technischen Effekt mit sich bringt und für das es gleichgültig
ist, ob dieses oder jenes Kombinationselement an sich schon bekannt geworden ist.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Abb. i und z sind die senkrechten Schnitte durch eine Retorte nach
Ebenen, die senkrecht zueinander stehen.
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Die Retorte a. wird durch die seitlichen Züge b in der Richtung von
oben nach unten beheizt. Die Heizgase ziehen durch die Abgaszüge c ab. Unter diesen
Zügen c enthält das Ofenmauerwerk an jeder Seite ein U-förmiges Rohr d, das an einem
Ende geschlossen ist, und dessen nach der Retorte zu gelegener Schenkel durchbohrt
ist, so daß Gase aus dem Rohr durch die Düsen e in die Retorte strömen können. Eine
Mischung von Dampf und Sauerstoff wird in das offene Ende des U-förmigen Rohres
eingeleitet und wird in bekannter Weise durch die Wärme der Gaszüge erhitzt, bevor
die Mischung in die Retorte eintritt.