DE663575C

DE663575C - Verfahren zur Herstellung von ungiftigem Stadtgas aus kohlenoxydhaltigen Brenngasen

Info

Publication number: DE663575C
Application number: DEG87175D
Authority: DE
Original assignee: Gasentgiftung Ges GmbH
Current assignee: Gasentgiftung Ges GmbH
Priority date: 1934-01-05
Filing date: 1934-01-05
Publication date: 1938-08-09

Description

Verfahren zur Herstellung von ungiftigem Stadtgas aus kohlenoxydhaltigen Brenngasen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von ungiftigem Stadtgas, das die wesentlichsten Leistungseigenschaften des bisher erzeugten normengerechten, nicht entgifteten Stadtgases besitzt, aus kohlenoxydhaltigen Brenngasen und besteht darin, daß zunächst ein übliches Mischgas (durch Rauchgas, Generatorgas oder Wassergas gestrecktes Kohlengas, carburiertes Wassergas o. dgl.) durch Erhöhung des Anteils des heizwertreicheren Grundgases mit einem Heizwert hergestellt wird, der den normengerechten Heizwert übersteigt, und daß dieses Gas, das auch im spezifischen Gewicht und der Zündgeschwindigkeit nicht normengerecht zu sein braucht, nur einer Wasserdampfkatalyse bis zur Entgiftung auf einen Kohlenoxydgehalt von et«-a, r % ohne Kohlensäurewäsche und ohne Methankatalyse unterworfen wi rd,worauf ein Gas mit den wesentlichen Leistungseigenschaften des bisher erzeugten normengerechten, nicht entgifteten Stadtgases erreicht wird.
Die Erhöhung des Heizwertes im Anfangsgas über den normengerechten Heizwert muß gerade so viel betragen, wie der nachfolgenden Erniedrigung infolge der Volumenvermehrung durch die Wasserdampfkatalyse entspricht. Es hat sich gezeigt, daß durch die Anwendung der Wasserdampfkatalyse auf ein derart eingestelltes Anfangsgas ein Endgas erhalten wird, das nicht nur in bezug auf den Heizwert, sondern auch hinsichtlich des spezifischen Gewichtes und der Zündgeschwindigkeit normengerecht ist, d. h. es wird dabei ein ungiftiges Endgas gewonnen, das in seinen Brenneigenschaften, vor allem im Heizwert, dem spezifischen Gewicht und der Zündgeschwindigkeit praktisch jenem giftigen Stadtgas entspricht, an dessen Stelle es treten soll. Die bei der Wasserdampfkatalyse entstehende Kohlensäure wird nicht ausgewaschen, sie dient vielmehr in Verbindung mit dem gleichzeitig entstehenden Wasserstoff zur Einstellung der Leistungseigenschaften des ungiftigen Stadtgases.
Bisher wurde bei der Entgiftung von Brenngasen für Verteilungsnetze von einem Gas ausgegangen, dessen Heizwert höchstens gleich dem Heizwert des Endgases war. Die Menge des Anfangsgases war also gleich der des Endgases, bei heizwertarmen Anfangsgasen war sie entsprechend größer. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, daß die Leistungsfähigkeit des Gaswerkes erhöht wird, weil die Menge des zu erzeugenden und zu verarbeitenden Anfangsgases infolge der Heizwerterhöhung geringer als die des Endgases sein muß. Ferner gelangt man in einem einzigen Arbeitsgange zu dem verlangten ungiftigen Stadtgas und braucht dieses weder einer Kohlensäurewäsche zu unterziehen, noch es mit anderen Gasen zu verschneiden. Es ist im Schrifttum bereits darauf hingewiesen worden, daß man die Entgiftung von Mischgas mit Hilfe nur einer Katalyse, nämlich der Wasserdampfkatalyse, durchführen kann. Man ging hierbei jedoch das eine M von Gasen mit normalem Heizwert aus un.'d':. mußte nach der Katalyse den Heizwert de@@`-katalysierten Gases durch Auswaschen der Kohlensäure wieder auf die normale Höhe bringen. Hierbei wurden aber weder die Zündgeschwindigkeit noch das spezifische Gewicht des normengerechten Stadtgases wieder erreicht. Das andere Mal wurde eine theoretische Betrachtung über die Entgiftung von reinem Kohlengas angestellt, bei der nur eine einzige Katalyse mit Wasserdampf in Betracht gezogen wurde. Hierbei wird aber ein Gas erreicht, das einen viel zu hohen Heizwert aufweist. Außerdem wird an dieser Schriftstelle zugegeben, daß ein solches Arbeiten aus dem Grunde wirtschaftlich nicht zulässig sei, weil mit einem hundertfachen Dampfüberschuß gearbeitet werden müsse und selbst bei Belassung von i,50/, CO im Gase mit einem dreißigfachen Dampfüberschuß zu rechnen sei. Außerdem wird hier eine zweckmäßige Reaktionstemperatur von Soo bis 5501 als notwendig angegeben. Die Erfinderin hat dagegen schon mit zehnfachem Dampfüberschuß, der sich wirtschaftlich ohne weiteres tragen läßt; den Kohlenoxydgehalt auf 10/0 und weniger herabgesetzt. Dies ist ohne weiteres möglich, wenn ein Katalysator ',Verwendung findet, der die Reaktion bei etwa 4ön° genügend beschleunigt. Die Erfinderin haf auch erkannt, daß ein solches Gas ungiftig i: st ,'und hat als erste durch Angabe eines entsprechenden Mischgases einen Weg gezeigt, auf dem man durch die Wasserdampfkatalyse allein, also ohne Methankatalyse und ohne Kohlensäurewäsche und ohne Verschneiden mit anderen Gasen, auch aus Gasen, die keiner der Normen entsprechen, zu einem normengerechten, ungiftigen Stadtgas gelangen kann: Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung aufgeführt.

I. Angenommen, ein Gaswerk will ein ungiftiges Stadtgas mit höchstens 101, CO unter Verwendung eines Destillationsofens mit Naßbetrieb herstellen, das bei der Abgabe in das Leitungsnetz einen Heizwert von etwa 44oo kcal/m3, ein spezifisches Gewicht von etwa o,47o und einen Wasserstoffgehalt von etwa 5o0/, aufweist; alsdann kann durch entsprechendes Leiten des Naßbetriebes der Kammern zunächst ein Gas folgender Zusammensetzung hergestellt werden:

Wasserstoff. . . . . . . . . . . . . . .-. . . 5o,00/0 = 1525 kcal = 0,035

Kohlenoxyd . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,5)/o = 259 - = o,082

Methan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23,2 °/o -- 22Tr - - 0,T23

Schwere Kohlenwasserstoffe ... 3,3% = 825 - = 0,05=

Kohlendioxyd . . . . . . . . . . . . . . . 3,2% - = 0,048

Stickstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1i,80/, - = 0,1I5

Heizwert = 482o kcal/m3 = 0,454 spezifisches Gewicht

Wird dieses Gas mit einer angemessenen Menge Wasserdampf gemischt und bei einer Temperatur von 35o bis 5oo ° über einen geeigneten Kontakt geleitet, so setzt sich das Kohlenoxyd mit dem Wasserdampf nach be kannter Reaktion zu Kohlendioxyd und Wasserstoff um, und es entsteht aus i m3 i,og m3 ungiftiges Gas folgender Beschaffenheit:

Wasserstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . 533% = 1626 kcal = 0,037

Kohlenoxyd . . . . . . . . . . . . . . . . . o,60/0 - 18 - = o,oo6

Methan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21,4% = 2040 - = 0,114

Schwere Kohlenwasserstoffe... 3,00/0 = 750 - = 0,046

Kohlendioxyd . .......... .... 1o,80/0 - = o,164

Stickstoff . . . . . . . . .. . . . . . . . . 1o,90/0 - = o,lo6

Heizwert = 4434 kcal/m3 = 0,473 spezifisches Gewicht

Dieses Gas weist die gewünschten brenntechnischen Eigenschaften beziiglich Heizwert, spezifisches Gewicht und Zündgeschwindigkeit auf. Das Gas ist, trotzdem es noch o,60/0 Kohlenoxyd enthält, tatsächlich ungiftig, da bei einem so geringen Prozentsatz an Kohlenoxyd niemand so viel Gas einatmen kann, adaß durch den Anteil des Gases an Kohlenoxyd Vergiftungserscheinungen ein treten können.

II. Will ein Gaswerk ein ölcarburiertes Wassergas mit höchstens i 0/0 CO-Gehalt von etwa 43001ccal/m2 und etwa o,6oo spezifisches Gewicht und etwa 5o'/(, Wasserstoff herstellen, so kann dies dadurch geschehen, daß ein carburiertes Wassergas unter einem Aufwand von 300 g Gasöl je i m3 erzeugt wird. Dieses Gas hat folgende Zusammensetzung:

Wasserstoff ............................................... 49,0% = 149o kcal

Kohlenoxyd ........................................ . ...... 15,40/0 = 470 -

Methan .................................................. 18,70/0--- 178o -

Äthylen .................................................. 6,80/0 = 1o50 -

Benzol ................................................. . 2,3% = 810 -

Kohlendioxyd ............................................. 5,1% -

Stickstoff ................................................. 2,70/0 -

Heizwert = 56oo kcal

Wird dieses Gas mit einer angemessenen Menge Wasserdampf gemischt und bei einer Temperatur von 35o bis 5oo ° über einen geeigneten Kontakt geleitet, so setzt sich das Kohlenoxyd um, und es. entstehen aus i m3 dieses Gases 1,29 m3 eines Gases von folgender Zusammensetzung:

Wasserstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . 49,20/0 = 1500 kcal = 0,034

Kohlenoxyd . . . . . . . . . . . . . . . . . o,80/0 - 24 - = o,oo8

Methan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14,50/0 = 138o - - 0,077

Äthylen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,3% = 816 - - 0,051

Benzol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,8 0/0 = 630 - 0,048

Kohlendioxyd . . . . . . . . . . .. . . . 26,30/0 - = 0,400

Stickstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2,1"/o - = 0,020

Heizwert = 4350 kcaljm3 = o,638 spezifisches Gewicht

Dieses Gas hat also einen Kohlenoxydgehalt unter 10/, sowie den gewünschten Heizwert, das gewünschte spezifische Gewicht und die gewünschte Zündgeschwindigkeit.

III. Will ein Gaswerk ein Kohlengas mit höchstens i °/0 CO, einem Heizwert von etwa 425okcal/in3 eirein spezifischen Gewicht von etwa 0,45 und einem Wasserstoffgehalt von etwa 5o'/, herstellen, so kann dies dadurch geschehen, daß unter Einschränkung der Saugung, durch die üblicherweise Rauchgas, also Stickstoff und Kohlensäure, dem Gas beigemischt werden, der Stickstoffgehalt nicht mehr als etwa i 10/, beträgt, wobei die Kohlensäure in üblicher Weise zum größten Teil beim Waschen des Gases entfernt wird. Es entsteht alsdann ein Gas folgender Zusammensetzung:

Wasserstoff .............................................. 52,5% - 16oo kcal

Kohlenoxyd .............................................. 7,o0/0 = 213 -

Methan .. .............. .............................. 21,9% = Zo9o -

Schwere Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,4% = 6oo -

Kohlendioxyd ............................................. 5,2% -

Stickstoff...... ........................................ 11,o0/" -

Heizwert = 4503 kcal

Leitet man dieses Gas mit einer angemessenen Menge Wasserdampf bei 35o bis 500' über einen geeigneten Kontakt, so erhält man aus diesem reicheren Gas mit einem Heizwert von rund 4500 kcal/ml i,o6 m3 Gas folgender Zusammensetzung:

Wasserstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . 55,2'/o = 168o kcal = 0,039

Kohlenoxyd . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,90/0 = 27 - = 0,009

Methan . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 20,70/0 = 1973 - = 0,110

Schwere Kohlenwasserstoffe. . . 2,30/0 = 575 - = 0034

Kohlendioxyd . . . . . . . . . . . . . . . 1o,60/0 - = O,161

Stickstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,30/0 - = 0,100

Heizwert = 4255 kcalrm3 - 0,453 spezifisches Gewicht

Dieses Gas ist praktisch ungiftig und besitzt die gewünschten brenntechnischen Eigenschaften bezüglich Heizwert, Zündgeschwindigkeit und spezifisches Gewicht.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung kann beispielsweise ein bestehendes Gaswerk sich leicht auf die Herstellung eines praktisch ungiftigen Gases einstellen, weil nur eine einzige Katalyse auszuführen ist. Das Gaswerk braucht lediglich an Stelle des bisher erzeugten Gases ein Gas von etwas höherem Heizwerte herzustellen, um als Endprodukt sogleich ein dem bisherigen Gas an Heizwert und sonstigen Leistungseigenschaften entsprechendes Gas zu erhalten.
Der Gedanke der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere darin, daß die zum Zwecke der Entgiftung durchgeführte Bildung von Kohlensäurewassergas gleichzeitig zur Einstellung der Leistungseigenschaften des Stadtgases dient.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von ungiftigem Stadtgas, das die wesentlichsten Leistungseigenschaften des bisher erzeugten normengerechten, nicht entgifteten Stadtgases besitzt, aus kohlenoxydhaltigen Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein kohlenoxydhaltiges Mischgas (durch Rauchgas gestrecktes Kohlengas, sog. Mischgas, carburiertes Wassergas o. dgl.) unter entsprechender Erhöhung des Anteiles des heizwertreichen Grundgases in dem Mischgase von einem Heizwert hergestellt wird, der den normengerechten Heizwert übersteigt und dieses Gas nur einer Wasserdampfkatalyse bei einer Temperatur von 35o bis 5oo ° bis zur Entgiftung auf etwa z % Kohlenoxydgehalt ohne nachfolgende Methankatalyse und ohne Kohlensäurewäsche unterworfen wird.