DE607254C

DE607254C - Verfahren zur Herstellung von Leuchtgas oder aehnlichen technischen Gasgemischen

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Publication number: DE607254C
Application number: DEST50943D
Authority: DE
Original assignee: STUDIEN und VERWERTUNGS GES M
Current assignee: STUDIEN und VERWERTUNGS GES M
Priority date: 1933-06-04
Filing date: 1933-06-04
Publication date: 1934-12-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Leuchtgas oder ähnlichen technischen Gasgemischen Das aus etwa gleichen Teilen von Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehende, leicht herstellbare Wassergas ist für viele technische Zwecke, insbesondere auch als Leuchtgas, nicht brauchbar, weil es -einen oberen Heizwert von nur etwa 3ooo Kal. und eine Dichte von o,5 besitzt und außerdem durch seinen hohen Kohlenoxydgehalt sehr giftig ist.
Es ist bekannt, daß man Kohlenoxyd mit Wasserdampf auf katalytischem Wege in Kohlensäure und Wasserstoff umsetzen kann nach der Gleichung CO+H20=C02+H2. Das auf diesem Wege erhaltene Gas ist aber wegen seines hohen Gehaltes an Kohlensäure praktisch nicht verwendbar, auch durch Entfernung der Kohlensäure läßt sich nur Wasserstoff gewinnen, der heiztechnisch nicht in Frage kommt.
Es ist weiter bekannt, daß man Kohlensäure mit Wasserstoff durch bestimmte Bakterien in Methan umwandeln kann, eine Beobachtung, die zuerst im Jahre r 9 r o von Söhngen beschrieben wurde. Die Methode wurde von uns durch umfangreiche Untersuchungen so ausgearbeitet, daß man praktisch verwertbare Umsetzungsgeschwindigkeiten erzielen kann, während nach den Angaben von S ö h n g e n technisch nicht gearbeitet werden kann.
Es wurde nun durch -eingehende Untersuchungen gefunden, daß man durch Kombination der beiden oben angegebenen Methoden einen praktisch anwendbaren, auf anderem Wege nicht in so einfacher Weise erzielbaren Effekt dadurch erreichen kann, daß man Wassergas zunächst katalytisch ganz ,oder teilweise in Kohlensäure und Wasserstoff umwandelt und anschließend das auf diesem Wege erhaltene Gasgemisch, evtl. nach Auswaschen eines Teiles der Kohlensäure, biologisch ganz oder teilweise zu Methan umsetzt. Man gelangt so auf einfache Weise zu einer Umwandlung des Wassergases in häherwertige Gasgemische, die durch ihren Gehalt an Methan einen größeren Heizwert als das Ausgangsgas besitzen und außerdem infolge ihres verminderten Kohlenoxydgehaltes weniger giftig sind. Je nach der beabsichtigten Verwendung des Endgases kann man die biologische und katalytische Umsetzung mehr Moder weniger vollständig verlaufen lassen, so daß man Gasgemische von verschiedenem Heizwert erhalten kann. Besonders vorteilhaft bei der vorgeschlagenen neuen Methode ist, daß der Umwandlungsprozeß giftfest, d. h. unempfindlich ist gegen den Einfuß von Schwefelverbindungen, deren Entfernung bei anderen ähnlichen Prozessen sehr schwierig und kostspielig ist.
Wassergas enthält etwa 5o % Kohlenoxyd und 5o oho Wasserstoff mit -einem oberen Heizwert von etwa 3000 Kal. und einer Dichte von o,5. Wenn das Gas katalytisch vollkommen .mit Wasserdampf umgewandelt würde, so entstände ein Gas mit -1/s Kohlensäure und 2/g Wasserstoff; das ursprüngliche Volumen würde sich auf das i1/2fache ausdehnen. Der obere Heizwert des :neu entstandenen Gases würde auf ungefähr 2ooo-Kal. sinken. Der anschließende biologische Prozeß kann optimal so geleitet werden, daß der Wasserstoff vollständig verschwindet. Das Endgas, das nur noch die Hälfte des Volumens der angewendeten Gasmischung besitzt, enthält 5o % Kohlensäure und 5o % Methan, der obere Heizwert würde etwa 480o Kal. und die Dichte 1,04 betragen. Der Prozeß kann nun so geleitet werden, daß die Umsetzung nicht quantitativ erfolgt, sondern daß ein Gas entsteht, das aus Kohlensäure, Kohlenoxyd, Wasserstoff und Methan zusammengesetzt ist und dessen Heizwert größer ist als 3ooo Kal., aber kleiner als 480o Kal., z. B. etwa 4000 K ,a1. wie das gebräuchliche Leuchtgas. Es kann weiter durch teilweises Entfernen der Kohlensäure das Endgas auf eine Dichte von 0,45 gebracht werden.
Es wurde also ein Verfahren gefunden,` welches ermöglicht, aus Wassergas und anderen ähnlichen, technisch anfallenden Gasgemischen auf einfachem und billigem Wege ein hochwertiges Leuchtgas herzustellen. Das Verfahren zeichnet sich vor anderen bereits bekannten ähnlichen Verfahren dadurch aus, daß die Entfernung des Schwefels, insbesondere des organisch gebundenen Schwefels, aus dem Ausgangsgas sowohl für den Vorgang in der .ersten Stufe, der katalytischen, als auch in der zweiten, der biologischer Umwandlung, nicht erforderlich ist. Die bei anderen Gasreaktionen notwendige, schwierige und kostspielige Beseitigung der Schwefelverbindungen fällt bei dem neuen Verfahren fort. Beispiel Als Beispiel sei angenommen ein teachnisch hergestelltes Wassergas mit einem oberen Heizwert von etwa 280o Kal. und einer Dichte von 0,544 das 2;9 % C02, 41,2 % CO, 48,9 % H2, 1,2 % C H4 enthält. Man sättigt das beschriebene Gas mit Wasserdampf von 86° und leitet die Mischung über einen Eisen-Chrom-Katalysator bei 35o0. Durch diese katalytische Umwandlung dehnt sich das Gas um 36,6 % aus. Es enthält dann: 29,0 % C02, 3,4 % CO,. 62,6 % H2, o,8 % C H4 und hat einen oberen Heizwert von 2o9o-Kal. Nach Entfernung von 6o o/o der in diesem Gase vorhandenen Kohlensäure resultiert ein Gas mit 14,7 % C02, 4,8 % CO, 74,9 % H2, 015 % C H4. Dieses Gas wird durch ein Rohr geleitet, in dem sich Bakterien befinden, welche die Kohlensäure mit dem Wasserstoff zu 'Methan umsetzen. Die Durchsatzgeschwindigkeit wurde so eingestellt, daß nur 77 % der Kohlensäure biologisch umgewandelt wurden. Das nach der biologischen Umsetzung resultierende Gas hatte dann folgende Zusammensetzung: 7,7 % C02, 5,0 0%o CO, 49,2 % H2, 24,9% CH4; es hat einen oberen Heizwert von 402o Kal. und eine Dichte von 0,467. Die Kontraktion gegenüber dem ursprünglichen Wassergas beträgt rund 5o %.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r-. Verfahren zur Herstellung von Leuchtgas oder ähnlichen technischen Gasgemischen, insbesondere aus solchen, die von Schwefel nicht befreit worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Kohlenoxyds mit Wasserdampf katalytisch zu Kohlensäure und Wasserstoff umgesetzt wird und daß die erhaltene Kohlensäure mit dem Wasserstoff biologisch zu Methan umgewandelt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Leuchtgas nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vor der biologischen Umwandlung ein Teil der Kohlensäure herausgenommen wird.