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Verfahren zur Herstellung von Gas aus Öl oder Teer oder zum Kracken
von Öl und Teer Zur Erzeugung von Ölgas bzw. zum Kracken von öl sind Generatoren
benutzt «-orden, bei deren Anwendung in abwechselnden Perioden die Generatorfüllung
mit Luft «-armgeblasen wurde, während die Verbrennungsprodukte nach außen .abgeleitet
wurden, und dann Ölgas durch Einführung von 01
in die heiße Generatorfüllung
und Ableitung des Gases durch einen hydraulischen Verschluß erzeugt wurde. Bei dem
Warmblasen wurde teils während der vorhergehenden Vergasungsperiode ausgeschiedener
Kohlenstoff-, teils frisch zugeführter gasförmiger oder flüssiger Brennstoff verbrannt.
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1lan hat bereits vorgeschlagen, bei der Erzeugung von Ölgas aus Ölen,
die stark zur Kohlenausscheidung neigen, und bei deren Vergasung deshalb genügend
Kohlenstoff ausgeschieden wird, um den Wärmebedarf bei dem Warmblasen zu decken,
das Warmblasen wie die Vergasung abwechselnd in der einen oder der anderen Richtung
durchzuführen, um große Temperaturunterschiede in den verschiedenen Teilen des Generators
zu vermeiden.
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Ferner wurde vorgeschlagen, nur die Vergasung in abwechselnden Richtungen,
das Warmblasen aber immer in derselben Richtung vorzunehmen.
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Ein übelstand bei allen diesen Verfahren ist der große Brennstoffverlust
durch den großen Kohlenoxy dgehalt der Verbrennungsprodukte; ein weiterer Nachteil
ist, daß man hier nur ungefähr bei Atmosphärendruck arbeiten kann. Dagegen wird
ein Ölgas erzeugt, das nur wenig mit Verbrennungsprodukten vermischt ist.
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Mat hat auch vorgeschlagen, die zum Kracken des Öls nötige Wärmemenge
durch gleichzeitige Zufuhr von Öl und Luft und Verbrennung eines kleinen Teiles
des Öls zu erzeugen. Öl und Luft sollten unweit voneinander, aber getrennt an einem
Ende des Generators zugeführt und die erzeugten Produkte am andern Ende des Generators
abgeleitet werden. Die Durchführung war bei höherem Druck vorgesehen. Die bei allem
Kracken unvermeidliche Ausscheidung von Kohlenstoff war aber nicht berücksichtigt
worden und mußte den Generator bald mit Ruß verstopfen.
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Vorliegende Erfindung ermöglicht ein praktisch kontinuierliches Verfahren
zum Xracken von Öl oder Teer oder zum Gewinnen von Gas aus Öl oder Teer, und zwar
auch bei höherem Druck, durch gleichzeitiges Zuführen von öl und Luft zu einem mit
wärmespeicherndem Material gefüllten Generator. Gemäß der Erfindung wird .das Öl
zwischen den Enden des Generators und die Luft in abwechselnden Perioden an dem
einen oder dem anderen Ende des Generators zugeführt. Das erzeugte Gas, welches
aus einer Mischung von ölgas, Generatorgas und Dämpfen von Öl oder Teer besteht,
wird an dem der Zuführungsstelle der Luft entgegengesetzten Ende des Generators
abgeleitet. Kohlenstoff wird auf der Generatorfüllung, zwischen der Zuführungsstelle
.des Öls und der Ableitungsstelle des Gases, abgelagert und während
der
nächsten Periode von der zugeführten Luft verbrannt.
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Eine Ausführungsform eines zur Durchführung des Verfahrens geeigneten
Generators wird auf beiliegender Zeichnung .dargestellt. Der Generator besteht aus
zwei stehenden, oben und unten geschlossenen Blechzylindern _A und
B, die mit feuerfestem Futter ausgekleidet und oben durch ein ebenfalls mit
feuerfestem Futter ausgekleidetes Verbindungsstück: r verbunden sind. In jedem der
Schächte A und B sind. zwei oder mehrere Gewölbe aus feuerfestem Material eingemauert,
welche mit Durchlaßöffnungen für die Gase versehen sind. Auf diesen Gewölben sind
feuerfeste Ziegel oder anderes geeignetes Material licht aufgestapelt. Im oberen
Teil der Schächte A und B befinden sich ein oder mehrere Zerteilungsapparate 5 und
5' zwecks Einspritzung des vorgewärmten zu vergasenden Öls oder Teers. Bei 2 und
2' sind Zuleitungen für Luft und Brennstoff (flüssigen oder gasförmigen) vorhanden,
die zur Beheizung des Generators vor Beginn,der Vergasung dienen. Im unteren Teil
der Schächte A und B befinden sich: Zuleitungen3 und3' für Verbrennungsluft
während des V ergasungsprozesses, Verbindungen q. und q4' zum Schornstein (auf der
Zeichnung nicht gezeigt), Gasableitungen 7 und 7', welche durch die Ventile 8 und
8' mit Teerabscheider, Wärmeaustauscher zum Vorwärmen des zu vergasenden Öls oder
Teers 9 und weiter mit Kühler, Scrubber usw. (auf der Zeichnung nicht gezeigt) verbunden
sind, Zuleitungen 6 und 6' für Wasserdampf.
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Die Arbeitsweise ist .die folgende: Falls der Generator kalt ist,
wird er zuerst durch Heizung Von 2 aus erwärmt, wobei die Verbrennungsprodukte aufwärts
in den Schacht A steigen und dann durch das Verbindungsstück i nach untendurch Schacht
B und bei .1 .' durch eine Klappe zum Schornstein strömen, unterwegs Ge%völbe, Ziegelfüllung
und Schachtfutter erwärmend. Solange die Heizung von 2 her ausgeführt wird, sind
die Zuleitungen 3 und 3' für Luft, 6 und 6' für Wasserdampf, 5 und 5' für Öl und
2 für Luft und Brennstoff, die Gasventile 8 und 8' und die Klappe bei 4. zum Schornstein
geschlossen. Nachdem die Heizung eine Zeit in dieser Richtung gewirkt hat, wird
sie unterbrochen und die Heizung in entgegengesetzter Richtung von 2' vorgenommen,
wobei d. zum Ablauf der Verbrenuungsgase dient. In dieser Weise wird die Heizung
abwechselnd von 2 und 2 fortgesetzt, bis der Generator bis ,auf die gewünschte Temperatur
erwärmt worden ist. Die Ermittelung der Temperatur geschieht durch in dem Generator
eingebaute Pyrometer (auf der Zeichnung nicht gezeigt). Anstatt durch die Verbindungen
4 und 4' können die Verbrennungsgase durch die Ventile 8 und 8' durch den Wärmeaustauscher
9 und dann durch ein weiteres Ventil zum Schornstein geleitet werden.
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Wenn die Heizung beendet ist, werden die Heizungseinrichtungen bei
2 und z' entfernt, die entsprechenden Öffnungen im Generatorfutter zugemauert und
die entsprechenden Öffnungen in den Blechzylindern A und B mittels Fianschendeckeln
geschlossen. Falls Verbindungen bei 4 und 4' zum Schornstein vorhanden waren, werden
dieselben ebenfalls entfernt und die entsprechenden Öffnungen in Futter und Blechmänteln
geschlossen.
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Der Generator ist jetzt zum Vergasen oder Kracken bereit. Die Arbeit
wird zweckmäßig so begonnen, daß, nachdem die Ventile 8 und 8' geöffnet sind, Öl
oder Teer eine Zeitlang in den oberen Teil der Schächte A und B durch 5 und 5' eingespritzt
wird. Das Öl oder der Teer wird durch die Hitze im Generator vergast, und. das Gas
strömt durch die Schächte herunter und durch 8 und 8' zum Kühler usw. Unterwegs
werden -Ruß und Kohlenstaub auf dem Futter und der Generatorfüllung -abgeschieden;
hauptsächlich in dem oberen heißeren Teil. des Generators. Der Generator befindet
sich jetzt in normalem Arbeitazustande; die Vergasung geschieht von hier an in folgender
Weise.
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Ventil 8 wird geschlossen, Verbrennungsluft durch 3 eingeblasen und
die Ölzufuhr durch 5 und 5' den Betriebsverhältnissen gemäß geregelt. Die Luft steigt
durch die Generatorfüllung in A hinauf, wird von dieser geheizt und verbrennt den
abgeschiedenen glühenden Ruß beim Auftreffen hauptsächlich zu Kohlenoxyd, wobei
diejenige Wärme erzeugt wird, die zur Erwärmung und Vergasung des eingespritzten
Öls und zur Deckung der Wärmeverluste vom Generator nötig ist. Das Gemisch von Verbrennungsprodukten,
Ölgas und Dämpfen von Öl und Teer strömt durch B herunter und durch 8' zum Kühler
usw. Unterwegs werden Ruß und Kohlenstoff im oberen heißeren Teil des Generators
abgeschieden und der untere Teil von B durch die heißen Gase erwärmt, während das
Gas etwas abgekühlt wird. Nachdem die Vergasung eine Zeitlang wie beschrieben geführt
worden ist und der größte Teil des in A abgesetzten Rußes verbrannt ist, wird der
Luftzutritt 3 geschlossen und Wasserdampf kurz Zeit durch 6 eingeblasen, tiin unverbrauchte
Luft von A auszutreiben. Der Wassertdampf wird während des Hindurchgehens durch
A geheizt und bildet, wenn er im oberen Teil von A und B dort abgeschiedenen
Ruß und Kohlenstoff trifft, Wassergas, das mit dem Ölgase gemischt
wird.
Dann wird 6 geschlossen, (las Gasventil 8 geöffnet, das Gasventil 8' geschlossen
und die Luftzuleitung 3' geöffnet; die Vergasttllg wird dann in entgegengesetzter
Richtung geführt.
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In dieser Weise werden die Vergasung oder das Kracken fortgesetzt,
abwechselnd in der einen oder der anderen Richtung, praktisch ununterbrochen, wenn
auch mit etwas veränderlicher Zusammensetzung des abgehenden Gases.
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Die Temperatur des Generators wird durch Änderung des Verhältnisses
zwischen der Menge von Öl und Luft, welche in der Zeiteinheit zugeführt wird und
durch Änderung der Menge gebrauchten Wasserdampfes geregelt.
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Falls die Vergasung bei so niedriger Temperatur geführt wird, daß
weniger Ruß und Kohlenstoff abgeschieden werden, als zur Erzeugung der nötigen Wärmemenge
nötig ist, dann wird auch ein Teil des eingespritzten Öls oder Gases von derselben
verbrannt.
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Wird mehr Ruß und Kohlenstoff abgeschie-len, als zur Erzeugung der
nötigen \Värlnelnenge nötig ist, kann eine Aufspeicherung überflüssigen Rußes im
Generator ohne Erhöhung der Temperatur durch V er größerung der Luftzufuhr und Einblasung
einer entsprechenden Menge Wasserdampf vermieden «erden. Ist es nicht erwünscht,
das Gas n-lit dem dabei erzeugten Mischgase zu verdünnen, dann muß der V ergasungsprozeß
voll Zeit zu Zeit unterbrochen und der überflüssige Ruß mittels Durchblasen von
Luft und Wasserdampf entfernt werden.
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Das oben beschriebene Verfahren, in einem Generator Gas aus Öl oder
Teer herzustellen oder Öl oder Teer zu kracken, ermöglicht die Z=ierstellung eines
billigen Gases aus billigem Ü1, Destillationsrückstände von Rohöl, Teer, Schieferöl
u. dgl. bei geringem Brennstoffverbrauch. Da nach diesem Verfahren nicht nur das
zu vergasende Öl, sondern auch die Verbrennungsluft vorgewärmt wird, ist die Menge
Verbrennungsprodukte, die bei der für das Verfahren erforderlichen Wärmeerzeugung
gebildet wird, so klein, daß die erhaltene Gasmischung einen Brennwert von jooo
W. E. und mehr pro Kubikzentimeter haben kann. Gleichzeitig ist es möglich, das
Verfahren in der Weise zu regeln, daß große Mengen wertvoller Nebenprodukte erhalten
«erden. Dadurch, daß das Ölgas mit den Verbrennungsprodukten gemischt wird, wird
es zwar schwieriger, die bei der Vergasung gebildeten Dämpfe von kondensierbaren
Kohlenwasserstoffen aus dem Gase zu kondensieren; da aber das Verfahren praktisch
ununterbrochen ist, ist es möglich, die Vergasung und die "nachfolgende Kühlung
und Waschung des Gases bei höherem Drucke vor-'t, und dadurch die Kondensation und
das Auswaschen der in dem Gase befindlichen Dämpfe zu erleichtern.
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Anstatt die Verbrennungsluft einzublasen, ist es selbstverständlich
auch möglich, die Luft mit Hilfe eines Ventilators o. dgl. in den Generator einzusaugen.
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Der Generator für das Herstellen des Gases nach diesem Verfahren kann
auch in anderer Weise gebaut sein. So ist es z. B. möglich, die unteren Teile der
Schächte A und B,
welche als Vorwärmer für die Verbrennungsluft und
den Dampf bzw. als Kühler für das Gas dienen, als besondere Schächte auszubilden,
welche unten mit den in dieser Weise niedrigeren Schächten A und
B verbunden werden. Unten in den Schächten A und B werden dann die Heizungsvorrichtungen
2 und --' und oben in den Vorwärmungsschächten die Zuleitungen für Luft und Dampf
und die Ableitungen zu Schornstein und Gasleitung angebracht.
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Diese Anordnung kann ferner in der Weise geändert werden, daß die
Schächte A und B anstatt mit feuerfestem Material mit Kohlen oder Koks gefüllt werden;
in diesem Falle werden die Schächte A und B außer den Einspritzvorrichtungen für
Öl oder Teer oben mit einer Vorrichtung zum Aufschütten von Kohlen oder Koks während
des Betriebes und unten mit einem geeigneten Rost und einer Vorrichtung zum Entfernen
von Schlacke und Asche versehen. In dieser Form ist der Generator selbstverständlich
nur geeignet, um ungefähr bei atmosphärischem Druck zu arbeiten.
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Falls mehr auf große Gasausbeute als auf die Qualität der Nebenprodukte
Wert gelegt «-erden soll, kann die Vergasung bei höherer Temperatur vorgenommen
werden; in diesem Falle würden die Ventilverbindungen 8 und 8' unzweckmäßig werden,
weil Bußablagerungen in den Ventilen deren Bedienung verhindern würde und außerdem
die Gasleitungen mit Ruß gefüllt würden. Zwischen Generatorschacht und Gasleitung
muß dann ein W aschkastelt zur Kühlung des Gases und zum Auswaschen des größten
Teils des mitgebrachten Rußes angebracht werden. Die Ventile e und 8' werden dann
zwischen dem entsprechenden Waschkasten und der Gasleitung angebracht, und ein Flüssigkeitsverschluß
wird zwischen Generatorschacht und Waschkasten angeordnet.