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Anlage zum Reinigen von Gasen der Vergasung oder pyrogenen Zersetzung
kohlenstoffhaltiger Rohstoffe Bei der Herstellung synthetischer Brennstoffe aus
Gasen und Dämpfen der Vergasung oder pyrogenen Zersetzung von kohlenstoffhaltigen
Rohstoffen müssen die Gase oder Dämpfe vor ihrer katalytischen Behandlung gereinigt,
und zwar insbesondere entschwefelt werden. Zu diesem Zweck werden die Gase und Dämpfe
durch mit geeigneten Massen gefüllte Reinigungskammern hindurchgeführt, wobei die
Reinigungsmassen den Schwefel auffangen. Um einen ununterbrochenen Betrieb aufrechtzuerhalten,
hat man eine Mehrzahl von Reinigern vorgesehen, dergestalt, daß die zu reinigenden
Gase abwechselnd durch einen oder einen Teil dieser Reiniger hindurchgeleitet wurden,
während der oder die übrigen Reiniger durch Hindurchblasen von Luft vom Schwefel
befreit, also regeneriert wurden.
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Um eine möglichst vollkommene Reinigung oder Entschwefelung der zu
reinigenden Gase zu erzielen, ist vorgeschlagen, Reiniger hintereinanderzuschalten,
so daß die zu reinigenden Gase der Reihe nach eine Mehrzahl von Reinigern durchlaufen,
von denen dann jeweils der am meisten mit Schwefel beladene Reiniger, also in der
Strömungsrichtung der Gase gesehen der erste, abgeschaltet und durch einen wieder
regenerierten Reiniger ersetzt wird, der am Ende der Reinigerreihe zugeschaltet
wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Reinigungsmasse eines einzelnen Reinigers
sich nicht in der ganzen Länge des Reinigers gleichmäßig mit Schwefel belädt, sondern
von dem Eintrittsende der zu reinigenden Gase nach dem Austrittsende in allmählich
wachsender Weise. Um nun nicht die zu reinigenden Gase längere Zeit durch eine schon
vollkommen mit Schwefel gesättigte Zone der Reinigungsmasse hindurchstreichen lassen
zu müssen, wie dies bei großen Reinigern der Fall wäre, die die gesamte Reinigungsmasse
enthalten, unterteilt man die Reinigungsmasse und bringt sie in eine Mehrzahl hintereinander
geschalteter Reiniger unter und kann dann den oder die der ersten am stärksten mit
Schwefel beladenen Zone des gesamten Reinigers entsprechenden Reiniger abschalten
und am anderen Ende durch regenerierte Reiniger ersetzen, ohne den Betrieb unterbrechen
zu müssen und ohne Gefahr zu laufen, daß die zu reinigenden Gase zu stark verschmutzte
Reiniger durchlaufen.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß bei der aus in Reihen angeordneten
Reinigern bestehenden Anlage Schaltmittel derart angeordnet werden, daß gleichzeitig
in dem je-
weilig auf Gasreinigung stehenden Teil der
Anlage
die Reiniger hintereinander und in dem jeweilig auf Regenerierung stehenden Teil
der Anlage die Reiniger parallel geschaltet werden können; hierdurch werden die
folgenden Vorteile erzielt.
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Zur Regenerierung der Reiniger wird Luft oder Sauerstoff durch die
Reiniger geblasen. Bei Hintereinanderschaltung mehrerer Reiniger würde also die
Regenerierungsluft nacheinander die verschiedenen Reiniger durchströmen, dabei aber
in dem ersten Reiniger voll wirksam sein, während die Regenerierung der folgenden
Reiniger nicht mit Sicherheit erwartet werden könnte, da hier nicht mehr reine Regenerierungsluft
oder Sauerstoff eintritt, sondern ein Gasgemenge, das zum Teil aus Luft oder Sauerstoff
und zum Teil aus den Rückstandsgasen der Regenerierung des ersten bzw. zweiten usw.
Reinigers sich zusammensetzt.
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Da weiter die Regenerierung mit einer erheblichen Temperatursteigerung
verbunden ist, so würden die Gase in die folgenden Reiniger in stark erhitztem Zustande
eintreten, so daß hier eine übermäßige Temperatursteigerung sich ergeben würde,
die die Reinigungsmasse schädigt, und schließlich würde auf diesem Wege die Zeit
der Regenerierung außerordentlich verlängert werden, da so lange Luft geblasen werden
müßte, bis auch der letzte der in Reihe geschalteten Reiniger vollkommen regeneriert
ist. Es würde also sowohl in bezug auf die erforderliche Zeit wie auch auf die erforderliche
Luftmenge eine unwirtschaftliche Erhöhung eintreten.
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Wenn mehrere hintereinander geschaltete Reiniger gleichzeitig aus
dem Strom der zu reinigenden Gase ausgeschaltet und der Regenerierung unterzogen
werden sollen, so ist es klar, daß die einzelnen Reiniger verschieden stark mit
Schwefel gesättigt sind, infolgedessen auch zu ihrer- Wiederbelebung verschieden
große Luftmengen und verschieden lange Zeit bedürfen. Auch diesem Umstande wird
die Erfindung gerecht.
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Die bekannten Reinigungsvorrichtungen (vgl. Abb. z) umfassen eine
Mehrzahl von Elementen A', A2 . . ., in denen beispielsweise nacheinander die Ausscheidung
des mineralischen Schwefels und des organischen Schwefels stattfindet. Jedes dieser
Elemente oder dieser Reihen von Elementen ist an dem einen Ende durch ein Rohr mit
Absperrhähnen BI-bl, B2-b2 ... an eine Zuführungsleitung B für das zu reinigende
Gas und an dem anderen entgegengesetzten Ende durch eine Rohrleitung mit Hähnen
Gl-cl, C2-C2 . . . an eine Sammelleitung C zur Abführung der gereinigten Gase angeschlossen.
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Einige dieser Elemente (z. B. das Element A') finden sich. in: der
Periode der Reinigung, während andere (z. B. das Element A2) in der Periode der
Regenerierung der Reinigungsmassen sich befinden, wobei der Luft- oder Sauerstoffstrom
durch die Leitung D und durch die mit Hähnen versehenen Rohrstutzen Dl-d', D2-d2
... in die Reinigerelemente eintritt; die schweflige Säure und der Stickstoff
entweichen dann mit Spuren rückständiger Luft oder Sauerstoff durch eine Leitung
E, und zwar durch die mit Hähnen versehenen Rohrstutzen E'-el, E2-e2 ...
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Bei einer derartigen Anlage vergiftet sich die Reinigermasse mit Schwefel
am schnellsten in der Zone, die dem Eintritt der zu reinigenden Gase zunächst liegt.
Nach Verlauf einer bestimmten Zeit ist das Metall in dieser Zone I vollkommen in
Sulfid verwandelt, während die darauffolgenden Zonen II, III, IV weniger und weniger
mit Schwefel beladen sind. Um aber die Reinigermasse in dem Element möglichst vollständig
auszunutzen, wäre es notwendig, daß man die Gase durch das Element A' so lange hindurchströmen
läßt, bis auch die an der Austrittsseite befindliche Zone IV mit Schwefel gesättigt
ist. Dabei wird dann während der Zeit, welche zur Sättigung der Zone II notwendig
ist, die Zone I in gänzlich unwirksamer Weise von den zu reinigenden Gasen durchstrichen,
die die in dieser Zone bereits vollkommen gesättigte Reinigungsmasse nur verschmutzen
können. In gleicher Weise durchstreichen dann die Gase der Reihe nach ohne nützliche
Wirkung die schon gesättigten Zonen II und III, bevor schließlich die Zone IV vollkommen
gesättigt ist. Im übrigen ist es, auch wenn man die Dauer des Durchströmens der
Gase durch ein Element genügend verlängert, vollkommen unmöglich, zu erreichen,
daß von dem einen Ende des Reinigers bis zum anderen stets die gleiche Schwefelmenge
von dem Metall der Reinigermasse gebunden wird.
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Bei der Regenerierung würde der Luftstrom, je nach dem Ende, an welchem
er eingeführt wird, auf Zonen treffen, die mehr und mehr oder weniger und weniger
mit Schwefel beladen sind, derart, daß es dann praktisch sehr schwierig wäre, die
Verbrennungstemperatur auf einem zulässigen, mittleren Wert zu erhalten, der einerseits
genügend hoch liegt, andererseits aber so niedrig ist, daß er unter dem kritischen
Punkt liegt, bei welchem das zu regenerierende Metall schmilzt, dabei aber doch
über der Temperatur bleibt, bei welcher sich die Sulfate reichlich bilden.
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Man hat deshalb bereits mehrere Reiniger hintereinander geschaltet,
die dann den Zonen I, II, . . . der Abb. z entsprechen, und vorgeschlagen, den ersten
Reiniger nach erfolgter
Sättigung mit Schwefel abzuschalten und
durch einen regenerierten Reiniger am Ende der Reihe zu ersetzen; eine solche Anlage
ist in den Abb. a und 3 veranschaulicht. Die Anlage umfaßt zwischen einer Sammelleitung
B für den Eintritt der zu reinigenden Gase und einer Sammelleitung C für den Austritt
der gereinigten Gase Elemente in ausreichender Zahl I-I, II-II, III-III, IV-IV.
Jedes dieser Elemente kann die Form eines [J haben, wie dies die Abb.3 veranschaulicht,
@vobei zwei Behälter unten miteinander durch eine Leitung verbunden sind. Diese
Elemente sind mit dem einen ihrer Behälter mittels eines mit Absperrhähnen versehenen
Rohrstutzens BI-bl. B2-b2 ... mit der Gaszuführung B und mit ihrem anderen
Behälter mit der Gasableitung C durch mit Absperrhähnen versehene Rohrstutzen Cl-cl,
C2-c2 ... verbünden. An die Rohrstutzen Cl, C2, C3, C4 sind mit Hähnen versehene
Rohrleitungen Dl-dl, D2-d2 angeschlossen, die mit einer Leitung D
für die
Zuleitung der regenerierenden Luft oder des Sauerstoffes verbunden sind. An die
Rohrstutzen B1, B2, B3, B4 schließen sich mit Hähnen versehene Rohrleitungen El-el,
E2-e2, E3-e3 . . . an, die in eine Leitung E für die Abführung der Gase der
Regenerierung münden.
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Außerdem sind die Elemente I-I, II-II, III-III, IV-IV untereinander
in geschlossener Reihe verbunden, und zwar durch Leitungen, die mit Absperrhähnen
versehen sind (F'-fl. F2-f2, F3-f3, F4-f4) und es ermöglichen. daß man das Austrittsende
jedes Elementes mit dem Eintrittsende des in der Reihe folgenden Elementes verbinden
kann.
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Bei ununterbrochenem Betriebe werden beispielsweise die Elemente I
und II miteinander durch Offnen des Hahnes f l zur Reinigung in Verbindung gebracht,
wobei der Hahn f= geschlossen ist, um die Verbindung zwischen II und III zu verhindern,
wie auch ebenso der Hahn f4, um die Verbindung zwischen IV und I unmöglich zu machen.
Gleichzeitig müssen die Hähne b1 und c2 offen sein, während b2, b3, b4 und cl, c3,
c4 geschlossen sind. Ebenso müssen die Hähne d3, d4 und es, e4 offen sein, während
f3, dl, d2, e1, e2 geschlossen sind. Unter dieser Voraussetzung gehen die zu reinigenden
Gase, die von B kommen, durch I und Il und entweichen durch c2 in die Sammelleitung
C. Während dieser Zeit geht das regenerierende Agens, also Luft z. B., die durch
D zugeführt wird, durch d3 und d4 in die parallel geschalteten Elemente III und
IV und bewirkt hier die Bildung von S02 -E- N2, die mit Spuren rückständiger Luft
zusammen durch e3, e4 und die Sammelleitung E entweichen, um dann in bekannter Weise
aufgefangen zu werden.
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Sobald die Reinigungsmasse in dem Anfangselement I bis zu einem als
genügend angesehenen Grade mit Schwefel gesättigt ist, wird dieses Element aus dem
Kreislauf der zu reinigenden Gase ausgeschaltet, und zwar durch Schließen der Hähne
bi und f1. Das folgende oder Schlußelement II, dessen Sättigung an Schwefel begonnen
hat, bleibt dann in dem Kreislauf und wird Anfangselement; das Element III, dessen
Regenerierung inzwischen vollendet ist, wird dann in den Kreislauf eingeschaltet,
um das Schlußelement für den Reinigungskreislauf zu bilden. Es genügt hierzu, die
Hähne b2, f 2 und c3 zu öffnen und die Hähne d3 und e3 zu schließen. Das
Element IV verbleibt noch in der Regenerierungsperiode und das Element I beginnt
mit der Regenerierung, wozu die Hähne d4, e4, dl und e1 geöffnet, f4 und f1 geschlossen
sind. Die Arbeitsweise wird in der beschriebenen Weise weiter fortgesetzt, wobei
gemäß der Erfindung die auf Reinigung stehenden Reiniger stets hintereinander und
die zur Regenerierung ausgeschalteten Reiniger parallel geschaltet werden.