DE616595C - Verfahren und Vorrichtung zur Hydrierung fester Brennstoffe bei der Erzeugung von Starkgas - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Hydrierung fester Brennstoffe bei der Erzeugung von Starkgas

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DE616595C
DE616595C DE1930616595D DE616595DD DE616595C DE 616595 C DE616595 C DE 616595C DE 1930616595 D DE1930616595 D DE 1930616595D DE 616595D D DE616595D D DE 616595DD DE 616595 C DE616595 C DE 616595C
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DE
Germany
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hydrogenation
gas
fuel
gasification
hydrogen
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Expired
Application number
DE1930616595D
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Otto Hubmann
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GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/06Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Hydrierung fester Brennstoffe bei der Erzeugung von Starkgas Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Starkgas, bei dem bituminöse Brennstoffe und Brennstoffrückstände in der Hauptsache mit Sauerstoff und Wasserdampf als Vergasungsmittel unter hohem Druck vergast werden. Die Vergasung unter Druck bewirkt eine Anreicherung des Gases mit heizkräftigen Kohlenwasserstoffen, und das erzeugte Gas steht unmittelbar mit einem Druck zur Verfügung, der für die Auswaschung der Kohlensäure und andere Veredelungsreaktionen ausreicht und keine weitere Kompression für die Fortleitung des Gases in Fernleitungen erfordert.
  • Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses Verfahrens. Sie hat zum Ziel, eine bessere Hydrierungswirkung des im Vergasungsprozeß gebildeten Wasserstoffes auf die Ausgangsstoffe herbeizuführen. Erfindungsgemäß wird der Vergasungszone noch eine besondere Hydrierungszone vorgeschaltet, in welcher der gebildete Wasserstoff längere Zeit auf den rohen Brennstoff einwirken kann. Die wasserstoffhaltigen Gase können unmittelbar aus der Vergasungszone in die Barüberliegende Hydrierungszone übertreten, während der Brennstoff allmählich in die Vergasungszone niedersinkt. Die für die Hydrierung notwendige Wärme wird größtenteils durch das aufsteigende Gas selbst geliefert. Da aber eine möglichst genaue Temperaturregelung der Hydrierungsreaktion diese sehr beschleunigt, ist eine besondere zusätzliche Heizung der Hydrierungszone vorgesehen, die in bekannter Weise, beispielsweise durch Heizkörper, erfolgen kann, welche die Hydrierungszone durchdringen und die entweder mit Gasen oder mit elektrischen Heizwiderständen geheizt werden können. Auch kann bei geeigneten Brennstoffen der Brennstoff selbst als Widerstand für den elektrischen Strom und dadurch als Heizkörper dienen. Zweckmäßig wird der Brennstoff selbst vor seinem Eintritt in die Hydrierungszone auf möglichst hohe Temperatur gebracht.
  • Das erzeugte Starkgas wird zusammen mit den in der Hydrierungszone ;entstandenen gasförmigen und kondensierbaren Kohlenwasserstoffgin -nach der Reinigungsanlage abgeführt, um dort der weiteren Behandlung, wie beispielsweise Kohlens.äureauswaschung, Entbenzinierung und Entschwefelung, unterzogen zu werden.
  • Um die Ausbeute an gasförmigen und kondensierbaren Kohlenwasserstoffgin weiter zu steigern, kann auch das in der Vergasungszone gebildete Gas oder ein Teil desselben vor seiner Einleitung in die Hydrierungszone von Kohlensäure, Wasserdampf und schwefelhaltigen Verbindungen befreit werden. Vor der Einführung wird zweckmäßig dieses Gas auf die Hydrierungstemperatur erhitzt, um die für den Hydrierungsprozeß notwendige Wärmemenge beizubringen. Das aus der Hydrierungszone abströmende Gas kami zusammen mit den aus der Vergasungszone kommenden Gasen oder für sich allein der weiteren Behandlung, wie Entbenzinierung und Kohlensäureabscheidung u. dgl., unterzogen werden.
  • Eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Sie besteht aus einem z. B. zylindrischen Schacht aus Stahl i, der je nach den gewünschten :Arbeitsverhältnissen für einen inneren Druck von beispielsweise ioo Atm. bemessen sein muß. Dieser Stahlzylinder ist in seinem Innern durch feuerfeste und isolierende Baustoffe ausgekleidet und sein Innenraum von oben nach unten in Hydrierungszone 2, Vergasungszone 3 und Aschenraum q. unterteilt. Oberhalb des Stahlzylinders befindet sich eine Beschickungseinrichtung 5 für die Zuführung des Brennstoffes. Der Aschenraum q. ist mit einer Abführungsvorrichtung 6 für die Asche versehen. Im Bereich der Hydrierungszone 2 sind Heizvorrichtungen 7 angeordnet, zweckm . 'ißi - auf dem Prinzip der elektrischen Widerstandsheizung beruhend, welche den Brennstoff nach übertritt in die Hydrierungs. tone auf eine für die Hydrierung günstige Temperatur bringen. Durch die Zuleitung 8 unterhalb der Vergasungszone 3 wird Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherte Luft in Mischung mit Wasserdampf und gegebenenfalls Kohlensäure zugeleitet. Die gasförmigen Vergasungsprodukte werden am oberen Ende der Hydrierungszone durch Leitung 9 abgeführt, um dann in bekannten ebenfalls unter Druck stehenden Einrichtungen einer Weiterbehandlung, wie Abscheidung von Wasserdampf, Kohlensäure, kondenslerbaren Kohlenwasserstoffen und schwefelhaltigen Verbindungen, unterworfen zu werden. Das gereinigte Gas steht dann unmittelbar unter Druck und mit einem für Stadtgaszwecke geeigneten Heizwert zur Verfügung. Es kann selbstverständlich auch noch weiteren Umwandlungen unterzogen werden oder für chemische Zwecke, wie Ammonialtsynthese o. dgl., nutzbar gemacht werden. Z. B. kann mit besonderem Vorteil bei Erzeugung des für die Vergasung erforderlichen Sauerstoffes aus Luft durch Kompressionsverfahren der gleichzeitig anfallende Stickstoff zusammen mit einem Teil des erzeugten Gases zur synthetischen Erzeugung von Stickstoffverbindungen nutzbar gemacht werden. Zur Steigerung der hydrierenden Wirkung kann das in der Vergasungszone 3 erzeugte Gas oder ein Teil desselben aber auch durch die Leitung io zwischen Vergasungszone und Hydrierungszone abgeführt werden und zunächst von Wasserdampf, Kohlensäure. und schwefelhaltigen Verbindungen befreit werden. Das so gereinigte Gas wird dann nach vorheriger Aufheizung auf die Hydrierungstemperatur durch die Leitung 9 in die Hydrierungszone geführt. In diesem Falle können die Hydrierungserzeugnisseentweder durch eine besondere Leitung aus dem Hydrierungsraum abgeführt werden oder durch die Leitung io zusammen mit den in der Vergasungszone entstandenen Gasen. In diesem Falle entsteht ein Kreislauf eines Teils der wassers to -fflialtigen Gase durch die Hydrierungs- e zone2 und die Ein<,richtungen für Abscheidung von Hydrierungsprodukten, Köhlensäure und Schwefehvasserstoff.
  • Die Hydrierungsreaktionen können durch Zugabe von katalytisch oder reaktionsbeschleunigend wirkenden Mitteln, wie z. B. Alkali-, Calcium- oder Eisenverbindungen. zum Brennstoff beschleunigt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von solchen Zuschlägen, welche in der Vergasungszone bei den höheren Temperaturen verflüchtigt werden und in feinster Verteilung als Nebel von den gebildeten Gasen in die Hydrierungszone zurückgeführt werden.
  • In besonderen Fällen ist -es vorteilhaft, Abfallöle, Phenolate u. dgl. Stoffe eigenen oder fremden Ursprungs in den Hydrierungsraum einzuführen, die auf diese Weise ohne besondere Kosten in leichtere Öle und hochwertige Gase übergeführt werden können.
  • Durch das Verfahren ist es möglich, ein hochwertiges Starkgas mit einer dem Leuchtgas ähnlichen Zusammensetzung kontinuierlich zu erzeugen und gleichzeitig Leichtöle in guter Ausbeute zu gewinnen. Durch Einstellung der Betriebsverhältnisse kann je nach den Marktverhältnissen die Anlage mehr auf Erzeugung von Gas oder Ölen abgestellt werden. Trotzdem unmittelbar ein Gas in dem für Ferngaszwecke geeigneten Druck erzeugt wird, wird ,eine Kompressorarbeit nur für die verhältnismäßig geringen Sauerstoffmengen, die das Verfahren erfordert, notwendig.
  • Bei geeigneter Abänderung der Apparatur kann die Vergasung und gegebenenfalls die Hydrierung oder beide Vorgänge auch mit staubförmigen oder feinkörnigen Brennstoffen im Schwebezustand ausgeführt werden. Ausführungsbeispiel Verwendet man als Brennstoff getrocknete Braunkohle und wird der Vergasungszone unter einem Druck von- q.o Atm; abs. als Vergasungsmittel ein auf 5oo° C erhitztes Sauersto!-Wasserdampf-Gemisch zugeleitet, das aus 1 2 Gewichtsprozent Sauerstoff und 88 Gewichtspro7ent Wasserdampf besteht, so erhält man bei Vergasungstemperaturen von 6oo bis 1 ooo" C ein abströmendes Starkgas von etwa folgender Zusammensetzung: C O . . . . . . 12% H. . . . . . . 150;ü CO. . . . . , . 28% C Hi . . . . . . 210`0 H. O . . . . . . 240i0 Dieses Gas wird in die Hydrierungszone eingeleitet. Die Vorwärmung -des Gases oder auch die Beheizung der Hydrierungszone wird so geregelt, daß die Hydrierung bei einer Reaktionstemperatur von q.oo bis 5o0° C vor sich geht. Hierbei werden außer dem normal entstehenden Teer bei Verwendung von Eisenosydzuschlag zum Brennstoff als Katalysator etwa 50,o des im Brennstoff enthaltenen Kohlenstoffes in ölige Produkte umgesetzt. Der erzeugte Gesamtteer ist dünnflüssiger und enthält mehr gesättigte und leichter siedende Bestandteile als Schwelteer. Die hydrierende Wirkung des Gases wird noch gesteigert, wenn das Gas vor Einleiten in die Hydrierungszone mit an sich bekannten Mitteln von Kohlendioxyd und Wasser befreit wird, wobei außerdem ein Teil des Methans anfällt.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Hydrierung fester Brennstoffe in Verbindung mit der - Erzeugung von Starkgas und Nebenprodukten nach Patent 592 223, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff vor der Vergasung unter weiterer Wärmezufuhr durch Heizkörper oder durch Aufheizung der einzuführenden Gase einer hydrierenden Einwirkung des erzeugten wasserstoffreichen Gases ausgesetzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das primär erzeugte Gaseiner Anreicherung des Wasserstoffgehaltes durch Abscheidung von Wasserdampf, Kohlensäure, schwefelhaltigen Verbindungen u. dgl. unterzogen und dann in den Brennstoff eingeleitet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Zusatz von die Wasserstoffanlagerung beschleunigenden Stoffen zum Brennstoff, wie Alkali-, Calcium- oder Eisenverbindungen, insbesondere solchen, welche bei Temperaturen, die zwischen der Hydrierungs- und Vergasungstemperatur liegen, verflüchtigt werden. q..
  4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch Einführung von Abfallölen u. dgl. in den Hydrierungsraum.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß für die Vergasung Sauerstoff verwendet wird, der aus Luft durch Kompressionsverfahren gewonnen ist, während der hierbei anfallende Stickstoff zusammen mit einem 'feil des erzeugten Gases zur synthetischen Erzeugung von Stickstoffverbindungen nutzbar gemacht wird.
  6. 6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5, gekennzeichnet durch einen druckfesten Gaserzeuger mit Heizeinrichtungen im oberen Teil des zylindrischen- Schachtes.
DE1930616595D 1930-05-16 1930-05-16 Verfahren und Vorrichtung zur Hydrierung fester Brennstoffe bei der Erzeugung von Starkgas Expired DE616595C (de)

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DE (1) DE616595C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE969772C (de) * 1949-05-14 1958-07-17 Exxon Research Engineering Co Verfahren zur Herstellung von Brenngas mit hohem Heizwert

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE969772C (de) * 1949-05-14 1958-07-17 Exxon Research Engineering Co Verfahren zur Herstellung von Brenngas mit hohem Heizwert

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