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Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung-von wasserstoffreichen Gasen
in Horizontalkammeröfen Gegenstand der Erfindung ist die weitere Ausbildung eines
Verfahrens und einer Vorrichtung zur Innenabsaugung der Destillationsgase aus Hörizontalkammeröfen
zur Koks- und Gaserzeugung durch senkrechte Gasabführrohre bzw. Kanäle in der Kammerbeschickung
von Horizontalkammeröfen, wobei die senkrechten Gasabführrohre durch den Gassammelraum
hindurch an eine gemeinsame Gassammelleitung in oder auf der Ofendecke angeschlossen
sind. Diese Gassammelleitung ihrerseits ist an eine allen Ofen einer Batterie gemeinsame
zweite Gasvorlage angeschlossen. Bei dieser Art der Abführung der Destillationsgase
aus dem Innern der Kammerbeschickung kann man zwei Gasarten getrennt aus der Ofenkammer
ableiten, nämlich ein an Methan und seinen Homologen reiches, durch die senkrechten
Rohre abgesaugtes Innengas und ein wasserstoffreiches, methanarmes Außengas, welches
durch den Gassammelraum bei nahezu Atmosphärendruck nach der üblichen Gasvorlage
abgeleitet wird. Dabei lassen sich diese beiden Gasarten zeitlich nebeneinander
oder auch nacheinander absaugen, je nach der Höhe des in der Mitte der Kohlebeschickung
in den Absaugerohren aufrecht7uerhaltenden Unterdrucks.
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Das Verfahren nach der Erfindung schließt -in den Zeitpunkt der geschilderten
Innefiabsaugung an, in welchem die genannten Außengase nur noch ausschließlich abgeführt
werden, d. h. im allgemeinen in dem Zeitpunkt, wo die Innengase infolge des
Zusammentreffens der sogenannten Teer- oder Verkokungsnähte in der Mittelebene der
Kammer überhaupt nicht mehr auftreten bzw. nicht mehr abgesaugt werden können.
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Nach der Erfindung wird Wasserdampf oder ein Gas, das nach seiner
Zusammensetzung zu Wasserstoff aufgespalten werden kann, durch die gemeinsame Gassammelleitung
für di-e Innengase nach beendeter Innenabsaugung in die glühende Brennstoffbeschickung
eingeführt und das dadurch gebildete Wasserstoffgas zusammen mit den Außengasen
durch die übliche Ofenvorlage abgeführt.
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Die bekannten Verfahren des Einblasens von Wasserdampf in Horizontalkammeröfen
bestehen darin, daß horizontale Kanäle in der Beschickung hergestellt werden und
hierin Wasserdampf durch Rohre eingeleitet wird, oder aber es wird Wasserdampf in
den Gassammelraum über der Kohlebeschickung eingeleitet und durch horizontale Rohre
in der Kohlebeschickung wieder abgesaugt. Ebenso ist es bekannt, Wasserdampf durch
senkrechte Rohre in Vertikalretorten einzuleiten. Bei allen diesen bekannten Verfahren
zur Wassergasherstellung wird aber das gebildete Wassergas mit den reichen Kohlendestillationsgasen
gemischt abgeleitet; es findet also dabei eine Veränderung in der Zusammensetzung
der Destillationsgase einer Ofenkammer oder
mindestens der ganzen
Batterie statt. Das bekannte Verfahren des Einleitens von Wasserdampf in den Gassammelrauni
und der Ab-,#,
| saugung des gebildeten Wassergases du |
| horizontale Rohre in der Beschickung, welc |
| also genau umgekehrt demjenigen nach |
liegender Erfindung ist, besitzt erliebli Nachteile, die darin bestehen, daß erstens
das gebildete Wassergas mit dem reichen Innengas nach der gemeinsamen zweiten Ofenvorlage.abgesaugt
wird, letzteres also eine unerwünschte Verdünnung beim gemeinsamen Betrieb mehrerer
öfen erfährt, und zweitens die Wasserdampfverteilung im Gassaimnelraum über die
große Ofenlänge niemals gleichmäßig ausfallen kann.
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Gegenüber diesen Nachteilen bestehen die Vorteile des Verfahrens nach
der Erfindung darin, daß beim gemeinsamen Betrieb mehrerer in einer Batterie vereinigter
Horizontalt kammeröfen mit den Einrich un-en zur Innenabsaugung der Destillationsgase
die Gewinnung der reichen Innengase von der Gewinnun- des Wassergases bzw. wasserstoffreicher
Gase in jedem Betriebsstadium restlos getrennt ist, das Innengas also mit höchstem
Heizwert gewonnen werden kann, wogegen die an sich schon wasserstoffhaltigen Außengase
der Kammern älteren Garungszustandes durch den infolge Zersetzung gebildeten Wasserstoff
des eingeleiteten Wasserdampfes bzw. Gase noch weiter an solchem angereichert und
getrennt gehalten werden, ohne den Gehalt an inerten Bestandteilen dadurch zu erhöhen.
Durch die gleichmäßige Verteilung des Wasserdampfes oder Gases bei ihrem Einleiten
in die senkrechten Rohre in der Kammerbeschickung wird schließlich die bestmögliche
Zersetzung dieser Stoffe an dein glühenden Koks herbeigeführt. Schließlich ist die
vorrichtungsmäßige Bedienung der Ofen, ihre Abschaltung von der Innenabsatigung
und ihre E inschaltung auf die Wasserstoffgewinnung denkbar einfach und zweckmäßig,
wie die nachfolgende Beschreibung der Vorrichtung nach der Erfindung ergibt.
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, el An Hand d#er Zeichnung, deren Abbildung i einen Längsschnitt
durch einen Teil eines Horizontalkarnmerofens mit (1-,r üblichen Ofenvorlage und
deren Abbildung 2 einen Querschnitt durch die Ofenkammer und -decke darstellt, sei
die Erfindung näher erläutert.
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Die Ofenkammer-i wird von den Heizzügen2 (Abb.:2) beiderseitig umgeben
und el cy -
durch die Ofentüren 3 und die Decke 4 abge schlossen. Mit
5 ist das Fülloch zum E-infüllen der Brennstoffbeschickting und mit
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der Gasabgang aus dem Gassammelrauin 12 bezeichnet. Die Außengase werden
deinentsprechend durcli das SteigrOhr 7 nach der Vorlage tg abgeleitet. Durch
das Steigrohrventil 9 kann jeder Ofen von der Vorlage 8
j.abgellängt
werden.
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im Innern der Brennstoffmasse i i ent-.-ii#,henden Innengase werden
nach der zweiten io durch die mit den Höhlkanälen:28 losbar verbundenen Absaugerohre
26 und die gemeinsame waagerechte Gassaminelleitung 18
unter Anwendung
veränderlichenUnterdrucks abgesaugt. Zwischen der Vorlage io und der Gassammelleitung
18 ist eine Regelklappe 22 zur Regelung des Absaugeunterdrucks und ein Tauchverschluß
ig, :2o zum Absperren des Unterdrucks vom jeweiligen Ofen eingeschaltet. Das obere
Ende der Absaugrohre 26
ragt in einen als Tauchverschluß ausgebildeten eisernen
Kasten 14 mit der Glocke 27 ein, um den Druck im Gassammelraum 12 gegen den
Absaugeunterdruck in dem Kasten 14 und Rohr 26 abzusperren. Gegen die Atmosphäre
ist der Tauchtopf 14 durch den ebenfalls als Tauchglocke ausgebildeten Deckel
13 abgeschlossen. Die Tauchflüssigkeit wird durch die Wasserleitung 16 und
den Rohrstutzen 15 in dem Tauchtopf 14 ergänzt. Sie läuft gemeinsam mit dem Gasstroin
durch den Seitenstutzen 17 nach der Gassanirnelleitung 18 und von da getrennt vom
Gasstrom durch die Fallleitung 23 ab.
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Die Dampfzuführung gemäß der E rfindung erfolgt durch die für
alle Öfen einer Batterie gemeinsame Leitung 32 unter Zwischenschaltung eines
Absperrventils 34 nach jeder ein-7eInenGassaminelleitung 18. In gleicher Weise ist
eine Leitung 33 mit den Absperrventilen 35
für die Zuführung von Kohlendestillationsgasen
und dengleichen angeordnet.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung get' ZN
staltet sich nun wie
folgt. Wenn der Verkokungsprozeß so weit vorgeschritt-en ist, daß der größte Teil
der Garungszeit, etwa Dreiviertel derselben, vorüber ist, so wird, wenn dies nicht
schon vorher der Fall war, die Saminelleitung 18 gegen die Gasvorlage io durch die
in der Vorrichtung ig angeordnete Tauchglocke 2o abgesperrt, und darauf wird für
den Rest der Garungszeit beispielsweise Wasserdampf aus der Leitung 32 durch
Öffnen des Absperrorgans 34 zugeleitet. Der Wasserdarnpf verteilt sich durch die
Sammelleitung 18, die Sammeltöpfe i-t und die Rohre 26 in die Vertikalkanäle:28
und von diesen aus in und durch die glühende Koksinasse 31. 111-folge der großen
Anzahl der in Längsrichtung der Ofenkammer aufeinanderfolgenden Vertikalkanäle :28,
deren Abstand praktisch meistens enger ist, als die schematische Abb. i zur Darstellung
bringt, findet eine sehr gleichmäßige und vollkommene -\"erteilung (1(#s Wasserdampfes
innerhalb der Koksinasse statt. Der Wasserdanipf zersetzt sich zu
Wassergas,
das in den oberen Gassai-nilielraumi2 eindringt und durch die Deckenöffnung6 und
das Steigrohr7 über das ge-
öffnete Ventilg in die Vorlage8 abgesatigt wird.
Dadurch entsteht eine Vergrößerung der aus der Ofenkammer erzielten Erzetigung an
Wasserstoff und an Kohlenoxydgas, zwei Gasarten, die imstande sind, einesteils die
Wasserstoffkonzentration des Durchselinittsgases zu erhöhen, was z.B. für die Zwecke
derAmmoniaksvnthese erwünscht ist, anderenteils den für vijle Arbeitszwecke mitunter
zu hohen Heizwert des Durchschnittsgases zu erniedrigen und dasselbe zu verdünnen,
ohne daß hierbei nebenlier inerte Bestandteile dein Gas zusätzlich aufgeladen werden.
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An Stelle von Wasserdampf können durch die Leitung 33 bei geöffneter
Absperrvorrichtung 35 geeignete Gase, wie z. B. Kohlendestillationsgas, zugeleitet
und in gleicher Weise in und durch die Koksmasse verteilt werden. Bei diesem Durchgang
des Kohlendestillationsgases durch den glühenden Koks findet eine Zersetzung der
Kohlenwasserstoffe des Gases, also des Methans, Äthylens, Benzols usw. ebenfalls
unter Bildung von Wasserstoff, evtl. auch Kohlenoxyd, statt. Die Wirkung ist eine
ähnliche wie beim Zuleiten von Wasserdampf.
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Statt Kohlendestillationsgas können andere geeignete Gase, die iii-i
Endergebnis eilie'#7erdünnung des im Ofen erzeugten Gases zustande bringen, genommen
werden. Wenn beispielsweise auch die Beiniengung von inerten Bestandteilen zu dein
schließlich entstelienden Mischgas zugelassen wird, so ist ein sehr geeignetes Gas
zum Durchleiten durch .den -lühenden Koks Rauchgas von dem zur Beheizung der Öfen
benutzten Kohlendestillationsgas.. Derartiges Rauch,-as enthält nämlich einen ansehnlichen
Anteil, bis etwa -,o Vo-Inmenprozent, an Wasserdadipf, außerdem Kohlensäure. Diese
Stoffe erfahren beide beim Durchleiten durch den glühenden Koks Zersetzungen, teils
zu Wassergas, teils zu Kohlenoxyd.
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Natürlich ist es ohne weiteres möglich, .noch andere Gasarten zum
Durchleiten durch -den glühenden Koks der Ofenkarnmer zu benutzen, seien es Abfallgase,
wie z. B. Gichtgas der Hochöfen, kohlensäurereiche Abgase von Kalkbrennöfen, oder
auch besonders hergestellte Gase, wie z. B. reine oder hochprozentig,- Kohlensäure,
Restgase aus der Zerlegung von Industriegasen, wie sie etwa bei der Aufarbeitung
von Koksofengas für die Wasserstoff-gewinnung zu Synthesezwecken anfallen, usw.