DE576134C - Verfahren zur Erzeugung von Starkgas und Nebenprodukten durch Vergasung von bituminoesen Brennstoffen oder Entgasungsrueckstaenden mittels Wasserdampfes unter hoeherem Druck - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung von Starkgas und Nebenprodukten durch Vergasung von bituminösen Brennstoffen oder Entgasungsrückständen mittels Wasserdampfes unter höherem Druck Die bisher bekannten Verfahren, auf dem Wege der Vergasung ein Starkgas herzustellen, arbeiten bei ungefähr atmosphärischer Pressung. Man hat solches Starkgas bisher entweder auf dem Wege des Wassergasverfahrens oder des Doppelgasverfahrens durch wechselweises Heißblasen und Vergasen mit Wasserdampf einer Brennstoffschicht erzeugt oder durch Einleiten von Wasserdampf in von außen beheizte Kammern. Beide Verfahren haben neben einer schlechten Wärmewirtschaft den Nachteil, daß durch den Anteil an normalem Wassergas im Gesamtgas der Heizwert in erheblichem Maße herabgedrückt wird und gleichzeitig der Gehalt des Gases an giftigem Kohlenmonoxyd erheblich ansteigt.
• Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Brennstoffe unter einem Druck von mehreren Atmosphären, z. B. 5 bis 100 Atm., mit Sauerstoff und Wasserdampf zu vergasen. Nach diesem Verfahren entsteht ein Gas, das erhebliche Mengen an synthetisch entstandenqm- Methan enthält, und zwar steigt der Methangehalt des Gases im allgemeinen mit dem Druck, unter dem die Vergasung ausgeführt wird.
• Es wurde nun gefunden, daß die Methanbildung auch eintritt, wenn bituminöse Brennstoffe oder Entgasungsrückstände unter genügend hohem Druck allein mit Wasserdampf zur Reaktion gebracht werden. Diese Erkennthis wird nach der Erfindung zur Erzeugung eines Starkgases in der Weise ausgenutzt, daß Wasserdampf auf über 6oo° C, zweckmäßig auf 8oo bis iooo° C, überhitzt und unter einem Druck, -der etwa 2o Atm. und mehr beträgt, zur Einwirkung auf die Brennstoffe gebracht wird. Die _ Überhitzungswärme, die der Wasserdampf in die Reaktion einbringt, und die unter Einwirkung des Druckes im Vergleich zur Wassergasreaktiön unter atmosphärischem Druck gesteigerte Kohlendioxyd-, aber verminderte Kohlenmonoxydbildung mit einer mehr nach der exothermen Richtung verlaufenden Wärmetönung sowie der Umstand, daß Wärme aus der Methanbildungsr eaktion frei wird, ermöglichen es, das Verfahren gemäß der Erfindung kontinuierlich zu gestalten. So gelingt es beispielsweise, unter Vergasung von Schwelkoks bei einer Pressung von 2o Atm. kontinuierlich ein Gas zu erzeugen, das nach Auswaschen der Kohlensäure nur 20% Kohlenmonoxyd, 2o% Methan und über 5o% Wasserstoff enthält, wenn die Temperatur des als Vergasungsmittel benutzten Wasserdampfes zwischen cgoo bis i ioo° C gehalten wird.
• Eine derartig hohe Überhitzung des Wasserdampfes ist aber nicht unbedingt erforderlich, da die Wärme, die der Wasserdampf in das Verfahren einführt, auch durch erhöhte Methanbildung ersetzt werden kann. Wählt man also einen hohen Reaktionsdruck, z. B. von 8o Atm., so bildet sich durch Synthese auch bei einer Überhitzungstemperatur des Wasserdampfes von etwa 6oo° C so viel Methan, daß der Wärmebedarf der Vergasungsreaktion ziemlich niedrig wird. Versuche haben gezeigt, daß auch bei niedrigen Reaktionstemperaturen unter Verwendung des bekanntlich sehr reaktionsfähigen Braunkohlenschwelkoks noch ganz beträchtliche Umsetzungen des Wasserdampfes stattfinden.
• Es ist nun .aber keineswegs erforderlich, immer auf den höchsten Gehalt des Gases an Methan hinzuarbeiten. Ein hoher Wasserdampfverbrauch; der bei geringerer Methanbildung sich ergibt, spielt nämlich bei dem Verfahren gemäß der Erfindung bezüglich Betriebskosten nicht -mehr die Rolle wie bei anderen Vergasungs- und Wassergasverfahren, die unter gewöhnlichem Druck ausgeführt werden. Denn es läßt sich aus dem erzeugten Gas durch Kondensation des darin enthaltenen Wasserdampfes unter Druck Wasserdampf mittlerer Spannung wiedergewinnen, der entweder in Kraftmaschinen oder nach Kompression für das Verfahren selbst ausgenutzt werden kann. Durch die Wiedergewinnung des Wasserdampfes wird es .erfindungsgemäß auch wirtschaftlich noch möglich, ein Gas für synthetische Zwecke mit möglichst hohem Wasserstoff- und geringerem Methangehalt zu gewinnen, durch entsprechende Abkürzung der Reaktionszeit, d. h. also durch stärkeres Blasen und durch Einhalten einer geringeren Höhe der Brennstoffschicht im Vergaser. Für die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung lassen sich z. B. die bekannten, für kontinuierlichen Betrieb eingerichteten Gaserzeuger verwenden, deren Wandungen entsprechend dem erforderlichen Betriebsdruck genügend stark dimensioniert sind und die gasdicht gegen die Atmosphäre abgeschlossen. werden können. Die Überhitzung des Wasserdampfes findet entweder in kontinuierlich betriebenen Überhetzern oder in diskontinuierlich betriebenen Cowpenl statt. Die Überhitzung wird möglichst hoch getrieben, so daß der Wasserdampf die Wärine als fühlbare Wärme mitbringt, die noch notwendig ist, um die Reaktion gemäß der Erfindung durchzuführen. Die Überhitzung muß um so höher getrieben werden, je geringer der Vergasungsdruck ist, unter dem der Generator arbeitet.
• Nach den bekannten Vergasungsmethoden, bei denen das 'mit Wasserdampf erblasene Gas ungefähr unter atmosphärischem Druck anfällt, war es nicht möglich, den Generator kontinuierlich zu betreiben, da in diesem Falle die Reaktion unter vorwiegender Bildung von Kohlenoxyd verläuft, während nach der Erfindung bei der Vergasung unter Druck erhebliche Wärmemengen durch die weitgehende Bierdung des Sauerstoffes zu Kohlensäure und durch die sekundäre Methanbildung frei gemacht werden. Selbstverständlich wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung der Wasserdampf nicht vollständig aufgespalten, so daß auch der nicht zersetzte Wasserdampf einen Teil der für die Zersetzungsreaktion notwendigen Wärme liefert. In besonderen Fällen kann gemäß der Erfindung eine zusätzliche Beheizung der Reaktionszone erfolgen, um den Zersetzungsgrad des eingeführten Wasserdampfes zu erhöhen. Diese Beheizung wird zweckmäßig ausgeführt mittels elektrischer Heizkörper oder nach dem Prinzip der elektrischen Widerstandsheizung, wobei der Brennstoff selbst als Widerstand benutzt werden kann. Das erzeugte Gas wird in eine Kondensationsanlage abgeführt, die ebenfalls unter Druck steht und in der die Hauptmenge an nicht zersetztem Wasserdampf und kondensierbaren Kohlenwasserstoffen abgeschieden wird. Im allgemeinen muß das Gas infolge seines hohen Kohlensäuregehaltes einer Kohlensäurewäsche unterzogen werden, die aber dadurch erleichtert wird, daß das Gas bereits unter hohem Druck steht.
• Erfolgt vor der Vergasung eine Entgasung der Brennstoffe durch unmittelbare Einwirkung des erzeugten Gases, so geht sie in Gegenwart von Wasserstoff und unter erheblichem Druck vor sich. Demgemäß werden die flüchtigen Bestandteile, insbesondere die Teerbildner der-Brennstoffe, zum größten Teil in niedrig siedende Kohlenwasserstoffe übergeführt. Diese können aus dem gekühlten Gas vor oder nach der Kohlensäurewäsche nach bekannten Methoden, z. B. durch Berieselung . mit Öl oder durch aktive Kohle, abgeschieden werden. Z. B. für die Zwecke der Stadtgasversorgung muß_ das Gas noch einer Nachreinigung von Schwefel oder Schwefelverbindungen unterzogen werden, soweit die schwefelhaltigen Bestandteile nicht bereits durch die Knhlensäurewäsche ausgeschieden wurden. Das vollständig ,gereinigte Gas steht unter einem für Fernleitung geeigneten Druck zur Verfügung, ohne daß besondere Kompressoren für die Erzeugung dieses Druckes notwendig wären.
• Zur Beschleunigung der gewünschten Reaktionen können in bekannter Weise katalytisch wirkende Zuschläge, wie Eisenoxyd oder Alkalien o. dgl., dem= Brennstoff beigemischt werden.
• Will man den Vergasungswasserdampf möglichst hoch erhitzen, z. B. auf Temperaturen von über iooo°, was insbesondere beider Vergasttng von wenig reaktionsfähigen Brennstoffen, wie z. B. Zechenkoks, zweckmäßig sein kann, so wird der Wasserdampf vorteilhaft dadurch auf die gewünschte Temperatur gebracht, daß man ihn wechsel-,veise unter Druck durch mit feuerfestem Baustoff ausgestattete Elberhitzer leitet, die periodisch unter atmosphärischem Druck mit Verbrennungsgasen aufgeheizt und die während des Durchleitens des Wasserdampfes luftdicht abgeschlossen werden, damit der Wasserdampf seine Spannung nicht verliert. Derartige überhitzer müssen naturgemäß im Gegensatz zu den bisherigen Bauarten mit einem für die Spannung des zu überhitzenden Dampfes ausreichenden starkwandigen Mantel versehen werden.
• Durch die Ausführung der Reaktion unter Druck wird die Leistung des Gaserzeugers mit Rücksicht auf das erheblich verminderte Volumen des Vergasungsmittels auf ein Vielfaches des Durchsatzes der bisher-bekannten Gaserzeuger gesteigert.
• Das neue Verfahren gestattet, -bituminöse Brennstoffe und selbst Entgasungsrückstände in einem kontinuierlichen Wassergasprozeß unter restloser Vergasung in ein dem normalen Leuchtgas ähnliches Gas überzuführen. Gleichzeitig werden die bituminösen Bestandteile des Brennstoffes in hoher Ausbeute in leicht siedende Koblenwasserstoffe übergeführt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung von Starkgas und Nebenprodukten durch Vergasung von bituminösen Brennstoffen oder Entgasungsrückständen mittels Wasserdampfes unter einem Druck von mehreren Atmosphären, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserdampf unter Bedingungen, die die Kohlendioxyd- und Methanbildung begünstigen, insbesondere unter Vorerbitzung des Wasserdampfes auf über 6oo° C, zweckmäßig 8oo bis iooo° C, und unter einem Druck von etwa 5 Atm. und mehr mit den Brennstoffen zur Reaktion gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf in wechselweise betriebenen Erhitzern, z. B. Cowpern, erhitzt wird, die mit Verbrennungsgasen von ungefähr atmosphärischer Pressung periodisch. aufgeheizt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergasungsraum zusätzliche Wärme, wie bei der Wassergaserzeugung an sich bekannt, z. B. durch elektrische Beheizung zugeführt wird.