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Verfahren zur Herstellung von olefinreichen Gasen aus bitumenhaltigen
Kohlen Die Herstellung eines Gases mit hohem Olefingehalt unmittelbar aus bitumenhaltigen
Kohlen. z. B. aus Braunkohle, ist bis jetzt nicht gelungen., Wenn man trockene Braunkohle
auf 3oo bis 6oo° erhitzt, wie es bei den bekannten Schwelverfahren geschieht, dann
erhält man ein Schwelgas mit einigen Prozenten Olefinen, aber kein Gas, das z. B.
dem Ölgas mit rund 30°1" Olefinen gleichwertig ist. Auch wenn man bei der Schwelung
von Braunkohle, z. B. in einem Drehrohrofen, die Gase mit den Teerdämpfen, statt
diese gleich zu kondensieren, noch durch das auf rund 5o' erhitzte Ende des Ofens
leitet, erhält man ein Gas mit nur rund 4."/" Olefinen und sehr viel Kohlensäure
und Wasserstoff.
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Es wurde nun gefunden, daß man aus bitumenhaltiger Kohle ein Gas mit
hohem Olefingehalt herstellen kann. wenn man die Kohle. zweckmäßig in pulveriger
Form. schroff auf Rotglut, z. B. auf rund 8oo°, erhitzt und die Kohle sowohl wie
das entstehende Gas schroff wieder abkühlt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen,
die gut getrocknete, staubförmige Kohle mit Hilfe von Gasen, am besten mit überhitztem
Dampf. sehr rasch durch die hocherhitzten Räume zu führen und das Gas-Kohle-Gemisch
in einer anschließenden Abscheidekammer für die entgaste Kohle abzukühlen. Der hocherhitzte
Raum muß so gebaut sein. daß sich in ihm kein Kohlenstaub absetzen kann, da dieser
sonst mit vorhandenem Wasserdampf Wasserras bilden würde.
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Man kann beispielsweise aus gut getrockneter Braunkohle. wenn man
diese durch auf rund Soo° erhitzte Rohre rasch hindurchlaufen läßt, hochwertige
Gase erhalten. Auch Apparate aus feuerfestem 'Mauerwerk. die wechselweise mit Flammengasen
z. B. auf Zoo` C erhitzt werden und durch die man die Kohle durchrieseln läßt, können
zur Ausführung des Verfahrens dienen.
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Beispiel r Durch ein 3.5m langes Chromnickelstahlrohr von 2; mm innerem
Durchmesser, das zentrisch in einem ebenso langen, liegenden zylindrischen Ofen,
in dem Wassergas verbrannt wird. sitzt. werden stündlich rund ; kg Dampf geblasen,
dem während dieser Zeit rund 9 kg pulverige Braunkohle mit einem Gehalt von 3",,
Wasser und rund I5"/" teerbildenden Bestandteilen mittels Schnecke bei-;Tegeben
werden. Das Dampf-Kohle-Gemisch bewegt sich im Rohr im Gleichstrom mit den äußeren
Heizgasen, und zwar schwankt die Temperatur um 85o' herum. Hinter dein
Rohr
befindet sich eine Abstreifkammer für den entasten Kohlenstaub, in der das Gas so
rasch als möglich auf rund 12o° abgekühlt wird. Das Gas passiert dann zur Kondensation
des Wasserdampfes einen Kühler und hat hinter diesem durchschnittlich folgende Zusammensetzung:
6"/" H_S, 25"/" C02, 24"/" CnH_n" i5"/" CO. i2"/" H_. 1.+°/" CH" 4"/" N_-lach Entfernung
des Schwefelwasserstotts und der Kohlensäure, die in bekannter Weise erfolgt. steigt
der Gehalt an Äthylen nebst Homologen auf rund 35"/". In dem Reaktionsrohr scheidet
sich auch bei stundenlangem Betrieb keine Kohle ab.
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Die rasche Kühlung des Kohle-Gas-Gemisches hinter dem 'Reaktionsrohr
ist unbedingt notwendig, weil die Kohle, sowie sie die Kohlenwasserstofte abgegeben
hat, sofort mit dem überhitzten Wasserdampf unter Bildung von Wassergas; das die
Olefine stark v erdimnen würde, reagiert. Mit der Abwärme des Gases kann auch der
Dampf überhitzt werden. Mit der anfallenden entgasten feinen Kohle kann das Reaktionsrohr
geheizt und mit der Eihlbaren Wärme der den Ofen mit rund 8oo° verlassenden Gase
die Braunkohle getrocknet werden. An Stelle des Wasserdampfes kann auch Kohlensäure.
die leicht nachträglich wieder entfernt werden kann, zum Transport der Kohle verwendet
werden.
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Aus den erhaltenen Olefinen, wie Äthylen, Propylen und Butylen, -
können die entsprechenden Alkohole oder nach bekanntem Verfahren flüssige Kohlenwasserstoffes
wie Benzine oder Benzol usw., hergestellt werden.
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Beispiel-Ein senkrecht stehendes Rohr von 5 rn Länge und rund 5o mm
innerem Durchmesser aus Nickelchromeisen, das außen isoliert ist, wird mittels Starkstrom
auf 8oo° erhitzt. Alsdann wird oben mit einer Schnecke Braunkohlenstaub mit 4.°/"
Wassergehalt und rund 15"/" teerbildenden Bestandteilen in einer Menge von stündlich
rund 6o 1 eingedreht. Der Staub fällt in dem glühenden Rohr nach unter- und es entstehen
stündlich 5 cbm Gas mit rund I2"/" H,S, 27"/a C0_, i9"/" CH--" 15"/" CO, 4"/" H_.
2o"/" CH, und 3"/" N,. Das Gas enthält auch Homologe von Äthylen sowie andere kondensierbare
Kohlenwasserstofe, die beim Durchleiten durch- aktive Kohle absorbiert werden können.
Durch Behandlung der aktiven Kohle mit Wasserdampf erhält man eine wasserklare Flüssigkeit,
die unter anderem Amylen. Benzine usw. enthält und zwischen 3o bis ioo° siedet.
In i cbm Gas sind rund 5o g derartiger Kohlenwasserstoffe enthalten. Der Kohlenstaub
setzt sich in einem am unteren Ende des Rohres befindlichen Abscheide-, der durch
Kühlung auf rund 300° gehalten wird, ab. Die flüssigen Kohlenwasserstoffe sind als
solche in einzelnen Fraktionen oder in Mischung mit anderen flüssigen Brennstoffen
in hervorragender Weise als klopffeste Betriebsstoffe für Motoren geeignet.
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An Stelle der elektrischen Heizung des Rohres, die den Vorteil der
leichten Regulierung hat. kann die Heizung auch von außen mit heißen Gasen aus-eführt
werden.
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Statt die Kohle durch den Reaktionsraum fallen zu lassen. kann man
sie auch unter Zuhilfenahme der bei dem Prozeß entstehenden (rase oder auch anderer
Base -oder sonstwie rasch durch den Reaktionsraum bewegen. Beispielsweise führt
man den Kohlenstaub von oben in eine auf rund 4.;o- gehaltene Trommel aus Nickelchromeisen
ein. in der ein aus dein gleichen Material bestehendes Schlagkreuz mit horizontaler
Achse sehr rasch rotiert. Der Kcihlenstaub bekommt in der Trommel eine sehr große
Geschwindigkeit, außerdein beginnt bereits bei 45o' die Zersetzung des Bitumens
unter Gasentwicklung und es' tritt daher in das tangential angebrachte Zersetzungsrohr,
das horizontal sein kann, ein Gemisch von Gas mit Kohlenstaub mit großer Geschwindigkeit
ein. Dieses Rohr ist etwa i o m lang und wird auf rund 8oo° gehalten. Das hierbei
entstehende Gas hat die ,deiche Zusammensetzung wie oben angegeben. In die Trommel
können auch Gase, z. B. Wasserdampf, mit eingeblasen werden. Wenn das Schlagkreuz
in der Trommel genügend stark ist, kann auch körnige bitumenhaltige Kohle, die dann
zu Staub zerschlagen wird, unmittelbar eingeführt werden.
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Man kann die Kohle auch, z. B. mit einem Teil der Reaktionsgase, die
mittels Gebläse auf höheren Druck. etwa I Atm., gebracht werden. durch den Reaktionsraum
fördern.
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Beispiel 3 Durch ein Nickelchromrohr von 25 mm lichter Weite, das
auf 25o cm Länge auf 87o° gehalten wird und um 4o" gegen die Horizontale geneigt
ist, läßt man im Verlaufe von 13 Minuten i kg körnige (2 bis .4 mm) Braunkohle mit
6"/" Wasser und 15"/" teerbildenden Bestandteilen durchrieseln. Man erhält ein Gas
mit 27.4°'" C0_ und H_S, 19,6°/" C.H=". 14"/" CO. 1 j ..6°/" H_, I4,4"4 CHF und
7°/" N_. 780 g Grude mit 6"/" teerbildenden Bestandteilen setzen sich hierbei
in einem Abscheide- ab. Bei noch längerem Heizrohr würde der Gehalt der Grude an
teerbildenden Bestandteilen noch geringer sein.
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Bei Anwendung der Kohle in pulveriger Form kann man eine nahezu völlige
Entfernung der teerbildenden Bestandteile aus der Kohle erzielen.