DE47761C

DE47761C - Process for the production of coal gas and coke

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Publication number: DE47761C
Application number: DENDAT47761D
Authority: DE
Original assignee: G. M. WESTMAN in Stockholm, z. Z. in 305 Fifth Avenue, New-York, V. St. A
Anticipated expiration: 1908-11-21

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, aus bituminösen Materialien, Stein- und anderen Kohlen brennbare Gase zu Beleuchtungs- und anderen Zwecken herzustellen.The present invention relates to a method made from bituminous materials, stone and others Coals to produce flammable gases for lighting and other purposes.

Das neue Verfahren besteht im wesentlichen darin, dafs man der Kohle die zu ihrer Vergasung erforderliche Wärme zuführt, indem man überhitzte Gase von gleicher Art wie diejenigen, welche aus der Kohle gewonnen werden, durch dieselbe hindurchleitet. Dies geschieht, indem man einen Theil der gewonnenen Gase nach dem Generator zurückcirculiren läfst, nachdem sie vorher in einem Regenerator überhitzt worden sind. Um die Qualität des Gases zu verbessern und zugleich dessen Quantität zu vermehren, werden die Gase aus dem Generator zuerst durch glühenden Koks geleitet.The new process consists essentially in the fact that the coal is given what is necessary for its gasification supply the required heat by using superheated gases of the same kind as those which are obtained from the coal, passes through it. This happens, by circulating part of the gases obtained back to the generator, after being overheated in a regenerator beforehand. To the quality of the gas to improve and at the same time to increase its quantity, the gases from the generator first passed through glowing coke.

Zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens benutzt man zweckmäfsig ein Ofensystem, dessen hauptsächliche Theile auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.To carry out the present process, it is expedient to use a furnace system main parts are shown in the accompanying drawings.

Fig. ι ist ein Grundrifs des Ofensystems, zum Theil im Horizontalschnitt.Fig. 1 is a basic outline of the furnace system, partly in horizontal section.

Fig. 2 ist ein Längsschnitt nach der Linie x-x der Fig. 1, und Fig. 3 nach der Linie y-y der Fig. i.FIG. 2 is a longitudinal section along the line xx in FIG. 1, and FIG. 3 along the line yy in FIG.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen im Verticalschnitt die Ventile, welche den Zweck haben, getrennte Röhrenleitungen zu verbinden.4, 5 and 6 show in vertical section the valves, which have the purpose of being separate Connect pipelines.

Bei der bisher gebräuchlichen Leuchtgasbereitung werden Kohlen in Retorten vergast. Nach vorliegendem Verfahren werden dieselben in einem Schachtofen behandelt, welcher als -Gasgenerator dient.Coals are gasified in retorts in the previously common lighting gas preparation. According to the present method, the same are treated in a shaft furnace, which as -Gas generator is used.

Die Beschickung des Ofens mit Kohlen geschieht von oben periodisch durch eine abschliefsbare Gicht, und der entstehende Koks wird ebenfalls periodisch am Boden durch abschliefsbare Entleerungseinrichtungen entfernt, ohne dafs der Procefs dadurch unterbrochen wird. Die vorliegende Erfindung gestattet also einen ununterbrochenen Betrieb.The furnace is charged with coal from above periodically through a lockable Gout, and the resulting coke is also periodically removed from the bottom by means of lockable emptying devices, without interrupting the process. The present invention thus allows uninterrupted operation.

Die hauptsächlichen Vortheile dieses Verfahrens sind grofse Arbeitsersparnifs und eine grofse Vermehrung der aus der Kohle gewonnenen Gasmenge; aufserdem erhält man ein Gas, welches das gewöhnliche Leuchtgas an Güte übertrifft.The chief advantages of this process are great labor savings and one great increase in the quantity of gas obtained from coal; In addition, a gas is obtained, which is the usual luminous gas excels in quality.

Der Generator A, welcher mit den zur Vergasung bestimmten Kohlen beschickt wird, ist am besten in Form eines Schachtofens herzustellen. In seinem oberen Theil befinden sich die Oeffhungen B, welche zu den Röhren C und C¹ führen, von denen jede mit einem Ventil C² versehen ist und mit je einem Schachtofen D und E in Verbindung steht, die mit Koks gefüllt werden, und die deshalb als Koksthürme bezeichnet werden sollen. Die Koksthürme D und E werden abwechselnd mittelst ihrer Röhren C und C¹ und der Ventile C² mit dem Generator A in Verbindung gesetzt, so dafs, wenn der Generator mit „dem einen Koksthurm verbunden ist, die Verbindung mit dem anderen unterbrochen ist.The generator A, which is charged with the coals intended for gasification, is best built in the form of a shaft furnace. In its upper part are the openings B, which lead to the tubes C and C ¹ , each of which is provided with a valve C ² and is connected to a shaft furnace D and E , which are filled with coke and which are connected to each other therefore should be referred to as coke towers. The coke towers D and E are alternately connected to the generator A by means of their tubes C and C ¹ and the valves C ² , so that when the generator is connected to one coke tower, the connection to the other is interrupted.

Von den oberen Theilen der Koksthürme D und E führen die Röhren F und F¹ nach dem Ventil G, welches, wie durch Fig. 6 veranschaulicht, so eingerichtet ist, dafs die beiden From the upper parts of the coke towers D and E the tubes F and F ^{1 lead} to the valve G, which, as illustrated by FIG. 6, is arranged so that the two

Röhren F und F¹ abwechselnd durch das Ventil G mit den beiden Röhren H und H¹ in Verbindung gesetzt werden können. Das Rohr H¹ führt durch die Röhren H² nach den Kühlapparaten / und 7¹, welche am besten aus mit Wasser gefüllten Kammern bestehen, die von einer Anzahl Röhren durchzogen sind, durch welche die Gase hindurchgehen müssen, wie auf Fig. 2 angedeutet.Tubes F and F ^{1 can} alternately be connected to the two tubes H and H ^{1 through valve G.} The pipe H ¹ leads through the pipes H ² to the cooling apparatus and 7 ¹ , which preferably consist of chambers filled with water which are traversed by a number of pipes through which the gases must pass, as indicated in FIG.

Beide Kühlapparate / und P münden nach unten in ein Reservoir J², welches zum Theil mit Theer gefüllt ist und über der Oberfläche des Theers durch das Rohr / mit einer Gebläsevorrichtung K in Verbindung steht. Die Gebläsevorrichtung K steht mittelst des Rohres K¹ mit dem Ventil L (Fig. 4 stellt ein solches Ventil dar) in Verbindung, welches mit den Röhren L¹ und jL² versehen ist, die zu je einem der Regeneratoren N und JV¹ führen. Das Ventil L ist ebenfalls mit dem Rohr L³ versehen, welches zu der Esse O führt. Die Röhren K¹ L¹ L² und L³ sind so an dem Ventil L angeordnet,, dafs die Gase von der Gebläsevorrichtung K entweder durch das Rohr L¹ nach dem Regenerator JV oder durch das Rohr Z.² nach dem Regenerator JV¹ geführt werden können, und dafs, während das Rohr K¹ mit dem einen der Regeneratoren in Verbindung steht, der andere Regenerator durch das Rohr L³ mit der Esse verbunden ist, wie aus Fig. 4 leicht zu ersehen.Both cooling devices / and P open down into a reservoir J ² , which is partly filled with tar and is connected to a blower device K above the surface of the tar through the pipe /. The blower device K is connected by means of the pipe K ¹ to the valve L (FIG. 4 shows such a valve), which is provided with the pipes L ¹ and JL ² , which each lead to one of the regenerators N and JV ¹ . The valve L is also provided with the pipe L ³ , which leads to the nozzle O. The tubes K ¹ L ¹ L ² and L ³ are arranged on the valve L ,, the gases DAF from the fan device K either by the pipe L ¹ after the regenerator or JV through the pipe line ² after the regenerator JV ¹ out can be, and that, while the pipe K ^{1 is} connected to one of the regenerators, the other regenerator is connected to the ^{forge by the pipe L 3} , as can be easily seen from FIG.

Beide Regeneratoren N und JV¹ sind mit je einem Kanal JV² ausgestattet, welcher den oberen Theil des Regenerators mit dem untersten Theil des Generators A verbindet. Die Ventile JV³ zwischen den Kanälen 2V² und dem Generator A haben den Zweck, nach Belieben die Verbindung zwischen den Regeneratoren und dem·. Generator herzustellen oder zu unterbrechen.Both regenerators N and JV ¹ are each equipped with a channel JV ² which connects the upper part of the regenerator with the lower part of the generator A. The valves JV ³ between the channels 2V ² and the generator A have the purpose, at will, the connection between the regenerators and the ·. Establish or interrupt the generator.

Die Röhren H und H¹ sind von einem Mantel P umgeben, an welchem eine Oeffnung angebracht ist, um atmosphärische Luft einzulassen. Das Rohr P¹ führt von diesem Mantel nach dem Ventil Q, welches am zweckmäfsigsten in der Nähe des Ventils L angeordnet ist und mit den nach dem Regenerator JV führenden Röhren jR und -R¹, sowie mit den nach dem Regenerator JV¹ führenden Röhren i?² und R³ und endlich mit dem Rohr H³ in Verbindung steht, welches das Rohr H mit dem Ventil Q verbindet. Dieses Ventil, welches Fig. 5 zeigt, ist so eingerichtet, dafs, während von dem Mantel P und dem Rohr P¹ durch das Rohr JR¹ Luft nach dem Regenerator IV eingesogen wird, die Heizgase von einem der Koksthürme durch das Ventil G, die Röhren H und H\ sowie das Rohr R gleichzeitig demselben Regenerator N zwecks Verbrennung zugeführt werden. Wenn das Ventil Q umgestellt wird, so dringen auf dieselbe Weise durch die Röhren R² und R³ Luft und Gase in den Regenerator TV¹ ein.The tubes H and H ¹ are surrounded by a jacket P, on which an opening is attached to let in atmospheric air. The pipe P ¹ leads from this jacket to the valve Q, which is most expediently arranged in the vicinity of the valve L and with the pipes jR and -R ¹ leading to the regenerator JV, and with the pipes i leading ^{to the regenerator JV 1} ? ² and R ³ and finally with the pipe H ³ in connection, which connects the pipe H with the valve Q. This valve, which is shown in FIG. 5, is arranged in such a way that, while ^{air is sucked in from the jacket P and the pipe P 1} through the pipe JR ¹ after the regenerator IV, the heating gases from one of the coke towers through the valve G, the Tubes H and H \ and the tube R are simultaneously fed to the same regenerator N for the purpose of combustion. When the valve Q is switched, air and gases enter the regenerator TV ¹ through the tubes R ² and R ³ in the same way.

Das Verfahren wird auf folgende Weise ausgeführt:The procedure is carried out in the following way:

Die Gase gehen aus dem mit Kohlen gefüllten Generator A durch eine der Röhren C oder C¹ nach dem einen der zwei Koksthürme D oder E, während das eine Ventil C² geschlossen, das andere offen ist. Der eine Koksthurm steht also mit dem Generator in Verbindung, während der andere von demselben abgeschlossen ist. Während der eine Koksthurm D mit dem Generator A communicirt, wird Luft durch den Koks in dem anderen Koksthurm E geprefst, wodurch brennbare Gase entstehen, welche zur Erhitzung der Regeneratoren verwendet werden und zur Unterscheidung von dem bei diesem Verfahren regelmäfsig gewonnenen Product hier »Heizgase« genannt werden mögen. Wenn dagegen der Koksthurm E mit dem Generator communicirt, so werden Heizgase auf dieselbe Weise in dem Koksthurm D erzeugt.The gases go from the generator A filled with coal through one of the tubes C or C ¹ to one of the two coke towers D or E, while one valve C ^{2 is} closed and the other is open. One coke tower is connected to the generator, while the other is closed off from it. While one coke tower D is communicating with the generator A , air is forced through the coke in the other coke tower E , producing flammable gases which are used to heat the regenerators and to distinguish them from the product regularly obtained in this process, here "heating gases" like to be called. If, on the other hand, the coke tower E communicates with the generator, heating gases are produced in the coke tower D in the same way.

Die Heizgase gehen von den Koksthürmen zuerst durch das Ventil G, welches so gestellt wird, dafs, ob nun die Heizgase aus dem Koksthurm D durch das Rohr F oder von dem Koksthurm E durch das Rohr F¹ kommen, sie doch stets das Ventil G durch das Rohr H verlassen und darauf durch das Rohr H³ nach dem Ventil Q. gehen. Mit der Stellung des Ventils Q werden die durch das Rohr H^B gehenden Heizgase durch das Rohr R nach dem Kanal JV² in den Regenerator JV getrieben, während gleichzeitig Luft für die Verbrennung durch das Rohr R¹, das Ventil Q, das Rohr P¹ und den Mantel P bezw. dessen Mantelraum aus der Atmosphäre in denselben Regenerator eingesaugt wird. Wenn das Ventil Q aus der Stellung, welche in Fig. 5 gezeigt ist, umgestellt wird, so gehen die Heizgase durch das Rohr R³, und die Verbrennungsluft durch das Rohr i?² in den Regenerator JV¹. Die Verbrennungsproducte aus den Regeneratoren JV und IV¹ gehen durch die Röhren L¹ bezw. L² nach dem Ventil L, von wo sie durch das Rohr L³ nach der Esse O abziehen. The heating gases from the coke towers first pass through valve G, which is set so that whether the heating gases come from coke tower D through pipe F or from coke tower E through pipe F ¹ , they always pass through valve G. leave the pipe H and then go through the pipe H ³ to the valve Q. With the position of the valve Q, the heating gases passing through the pipe H ^{B are driven} through the pipe R to the duct JV ² into the regenerator JV, while at the same time air for the combustion through the pipe R ¹ , the valve Q, the pipe P ¹ and the coat P respectively. whose shell space is sucked into the same regenerator from the atmosphere. When the valve Q is switched from the position shown in FIG. 5, the heating gases go through the pipe R ³ , and the combustion air through the pipe i? ² in the regenerator JV ¹ . The combustion products from the regenerators JV and IV ¹ go through the tubes L ¹ respectively. L ² to the valve L, from where they withdraw through the pipe L ³ to the forge O.

Vermittelst der Gebläsevorrichtung K wird aus den Kühlapparaten / und P kommendes, verhältnifsmäfsig kaltes Leuchtgas durch das Rohr K¹ nach dem Ventil L getrieben und von hier entweder durch das Rohr L¹ nach dem Regenerator JV, während der Regenerator JV¹, wie oben, beschrieben, erwärmt wird, oder auch durch das Rohr L² nach dem Regenerator JV¹, während der Regenerator JV erhitzt wird. Das aus der Gebläsevorrichtung kommende Leuchtgas wird beim Durchströmen des Regenerators sehr stark erhitzt und gelangt von da durch den Kanal JV² und das Ven-By means of the blower device K , relatively cold luminous gas coming from the cooling devices / and P is driven through the pipe K ¹ to the valve L and from here either through the pipe L ¹ to the regenerator JV, while the regenerator JV ¹ , as described above , is heated, or through the pipe L ² after the regenerator JV ¹ , while the regenerator JV is heated. The luminous gas coming from the blower device is heated very strongly when flowing through the regenerator and from there passes through the duct JV ² and the valve.

til N³ in überhitztem Zustande von unten in den Generator A, durchstreicht die Kohlen in der Richtung nach oben, giebt hier seinen Ueberschufs an Wärme ab und bewirkt dadurch die Vergasung der Kohlen, indem es als Product einmal Koks liefert, welcher sich am Boden des Generators ansammelt und hier von Zeit zu Zeit unter Beobachtung der Vorsichtsmafsregel, dafs. keine nennenswerthe Quantität Luft einströmt, entfernt wird, und ferner eine gröfsere Menge Leuchtgas, welches von hier durch eine der Röhren C oder C¹ nach demjenigen Koksthurm geht, welcher zur Herstellung von Heizgasen gerade nicht benutzt wird. Das Leuchtgas, welches jetzt noch etwas Kohlensäure und Wasserdampf enthält, setzt bei seinem Durchgange durch den glühenden Koks im Koksthurm dieses in Kohlenoxyd und Wasserstoffgas um, wobei ein Theil des Wasserstoffgases aufserdem Kohlenwasserstoffverbindungen erzeugt. Das nun von Kohlensäure und Wasserdampf befreite Leuchtgas geht ferner durch eine der Röhren F und F¹ nach dem Ventil G und von da durch Rohr H¹, Röhren H² und Kühlapparate / und P, woselbst es bedeutend abgekühlt wird, nach dem Reservoir /², von wo ein Theil des Gases wiederum von der Gebläsevorrichtung in Circulation gesetzt und der Rest, welcher der nun gewonnenen Menge entsprischt, entfernt und auf gewöhnliche Weise gereinigt wird, um als Gas zum Gebrauch fertig zu sein.til N ³ in an overheated state from below into generator A, sweeps through the coals in the upward direction, here gives off its excess heat and thereby causes the gasification of the coals by supplying coke as a product, which is at the bottom of the Generator and here from time to time observing the precautionary rule that. no significant quantity of air flows in, is removed, and furthermore a larger amount of luminous gas, which goes from here through one of the tubes C or C ¹ to that coke tower which is currently not used for the production of heating gases. The luminous gas, which now still contains some carbonic acid and water vapor, converts this into carbon oxide and hydrogen gas as it passes through the glowing coke in the coke tower, a part of the hydrogen gas also producing hydrocarbon compounds. The luminous gas now freed from carbonic acid and water vapor also goes through one of the tubes F and F ¹ to the valve G and from there through tube H ¹ , tubes H ² and cooling devices / and P, where it is significantly cooled down, to the reservoir / ² from where a part of the gas is again put into circulation by the blower device, and the remainder, which corresponds to the quantity now obtained, is removed and purified in the usual manner, in order to be ready for use as gas.

Es versteht sich von selbst, dafs die Ventile L, Q und iV³ gleichzeitig umgestellt werden müssen; aber sie sind von den anderen Ventilen unabhängig, und es läfst sich mit Leichtigkeit so einrichten, dafs die Ventile L und Q durch ein und dieselbe Operation gestellt werden. Auch können beide Ventile N³ leicht durch eine Bewegung gehandhabt werden, welche das eine öffnet und das andere schliefst.It goes without saying that the valves L, Q and IV ³ must be switched over at the same time; but they are independent of the other valves, and it can easily be arranged so that valves L and Q are set by one and the same operation. Also, both valves N ³ can easily be manipulated by a movement that opens one and closes the other.

Die Ventile G und C² müssen ebenfalls gleichzeitig umgestellt werden, und zwar unabhängig von den übrigen Ventilen L, Q und N³. The valves G and C ² must also be switched over at the same time, independently of the other valves L, Q and N ³ .

Die Kohle im Generator A und der Koks in den Koksthürmen D und E werden im Verlaufe des Verfahrens aufgebraucht und müssen daher von Zeit zu Zeit erneuert werden. Dies geschieht von oben durch eine abschliefsbare Gicht, so dafs ein Luftzutritt so gut wie ganz verhindert wird.The coal in generator A and the coke in coke towers D and E are used up in the course of the process and must therefore be renewed from time to time. This is done from above by means of a lockable gout, so that the entry of air is almost entirely prevented.

Bei der Darstellung von Leuchtgas aus Steinkohlen sind zwei Punkte von Wichtigkeit, nämlich der Ausschlufs von Luft und eine Temperatur von mindestens ι ooo ° C. Dies hat man bisher erreicht, indem man die Kohlen in Retorten einschlofs und diese von aufsen erhitzte. Diese Operationen verlangen viel Arbeit und bedeutenden Verbrauch an Brennmaterial. Bei dem vorliegenden, einen ununterbrochenen Betrieb gestattenden Verfahren ist das Beschicken mit Kohle und die Entfernung des Koks verhältnifsmäfsig leicht auszuführen und die Arbeitskosten sowie der Brennmaterialverbrauch äufserst gering.
■ Wie oben erwähnt, wird das Gas von dem Generator durch glühenden Koks geleitet, wobei Kohlensäure und Wasserdampf in Kohlenoxyd, Wasserstoffgas und Kohlenwasserstoffe umgesetzt werden. Dadurch gewinnt man ein Leuchtgas von ausgezeichneter Beschaffenheit und in ungefähr doppelt so grofser Menge, als man bei den jetzt gebräuchlichen Herstellungsverfahren erzielte. Da das Gas frei von Kohlensäure hergestellt wird, so vermindern sich hierdurch nicht unwesentlich die Reinigungskosten.In the representation of coal gas from hard coal, two points are important, namely the exclusion of air and a temperature of at least ι 000 ° C. This has so far been achieved by enclosing the coals in retorts and heating them from the outside. These operations require a lot of labor and consumption of fuel. In the present continuous operation method, charging of coal and removal of coke are relatively easy to perform, and labor costs and fuel consumption are extremely low.
As mentioned above, the gas from the generator is passed through glowing coke, whereby carbonic acid and water vapor are converted into carbon dioxide, hydrogen gas and hydrocarbons. In this way one obtains a luminous gas of excellent quality and in about twice as much quantity as is obtained with the manufacturing processes currently in use. Since the gas is produced free of carbon dioxide, this not insignificantly reduces the cleaning costs.

Wünscht man hauptsächlich Koks zu gewinnen, so kann man die Koksthürme und die dazu gehörigen Ventile entbehren; in diesem Falle aber werden die resultirenden Gase von schlechterer Beschaffenheit sein.If you mainly want to obtain coke, you can use the coke towers and the no associated valves; but in this case the resulting gases are be of poorer quality.

Claims

Patent Claims:

1. Process for the production of luminous gas and coke, consisting in that one overheated Gases through coal conducts respectively. praises, then lets the resulting gases pass through glowing coke and finally some of the gases are superheated and this part is again passed through the coals or through the coals. praises.

2. The claim i. characterized process for the production of coke under simultaneous production of gas, with the modification that it is obtained when passing it through from superheated gases through coals does not pass gases through glowing coke, but a part of it again overheated and again passes through coals or prefst.

For this purpose ι sheet of drawings.