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Verfahren zur Herstellung von Brenngas durch Entgasen von Braunkohle
Beim Entgasen von Braunkohle und ähnlichen Brennstoffen ist es bekaant, die zuerst
abgehenden Gase mit hohem Gehalt an Kohlensäure und Wasserdampf einer hoch erhitzten
Ofenstelle zuzuführen und dort mittels des glühenden Brennstoffes zu Kohlenoxyd
und gegebenenfalls Wassergas zu verarbeiten. Wenn man die Kohlensäure des Brennstoffes
im Arbeitsgang der Entgasung zu Kohlenoxyd reduzieren will, indem man die Schwelgase
durch hoch erhitzten Koks leitet, so kann die Reduktion nur auf Kosten der wertvollen
Gasbestandteile erfolgen, welche bei den hohen Reduktionstemperaturen zu minderwertigen
Gasverbindungen aufspalten; so entstehen z. B. bei den zur Zeit bekannten Verfahren
zur Herstellung von Stadtgas nennenswerte Verluste.
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Die !neue Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Fraktion
der schwerelni Kohlenwasserstoffe, aus denen die Schwelgase zumeist bestehen, bei
einer Temperatur über 6oo` C zersetzt wird, und daß die im Schwelgas enthaltenen
Teerdämpfe bei Temperaturen von über 8oo' C zu minderwertigen Gasverbindungen. zerfallen.
Bei der Erhitzung von Braunkohle im Temperaturbereich von 6oo bis 12oo' C wird aber
ein Hochtemperaturgas gebildet, welches eine vorzügliche Reinheit und niedriges
spez. Gewicht aufweist, nur 3 bis 50;o C02 enthält und m einer Gasausbeute von etwa
75% der wertvollen Schwelgasfraktion anfällt (186 cbm gutes Schwelgas, 139 cbm Retortengas).
Will man daher die höchsten Gasheizwerte und die besten Gasausbeuten aus Braunkohle
erhalten, so muß man den jeweiligen Eigenschaften dieser Entgasungsprodukte dadurch
Rechnung tragen, daß die Braunkohle fraktioniert entgast wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß Braunkohle, und zwar vorteilhaft
in Gestalt von Briketts, in Retorten bei absatzweise gesteig@erter Temperatur so
entgast wird, daß die erste infolge hohen Kohlensäuregehalts minderwertige Fraktion,
die bei Braunkohle durchschnittlich bis ungefähr 25o' C abgeht, für sich abgeleitet
wird, während die weiteren durch Tieftemperaturentgasungerhaltenen reinenen Schwelgasse,
also bei durchschnittlicher Braunkohle bis ungefähr 500"C ,abgehenden Fraktionen,
als Nutzgas abgezogen werden. In diesen Schwelgasen ist der wertvolle Teergehalt
der Braunkohle als Teerdampf enthalten, welcher in Vorlagen abgeschieden wird. Das
so erhaltene und von den Teerdämpfen befreite Nutzgas ist bei einem geringeren Kohlensäuregehalt
reich an unzerstörten schweren Kohlenwasserstoffen und besitzt entsprechend hohen
Heizwert. Bei der darauffolgenden Hochtemperaturentgasung bis zu etwa 1loo" C @entstehen
zwar keine Gase von so hohem Heizwert, sie sind aber wegen ihrer Reinheit und i$r.es
geringen Gehalts an CO.
als Stadtgas geeignet. Der bei der Entgasung
aus dem Schwelgas anfallende Teer wird getrennt von dem Entgasungsprozeß für sich
gespalten und das hierbei entstehende heizwertreiche Gas dem Nutzgas zugeführt.
Da der Heizwert der so gewonnenen Gase für Stadtgaszwecke noch zu hoch ist, wird
:er auf die Norm gebracht, indem die festen Rückstände (sog. Hochtemperaturkoks)
in bekannter
Weise mit Wasserdampf zu Wassergas verarbeitet und
dieses dem durch Entgasung gewonnenen in erforderlicher Menge zugemischt wird. Dadurch
wird Beine hohe Gesamtausbeuteeines Gases von der Beschaff,#iir@; heit etwa des
üblichen Stadtgases erzielt.
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Bei keinem der bekannten Verfahren wurcl die fraktionierte Entgasung
so betrieben. Mang versuchte beispielsweise die Braunkohle in einem Arbeitsgang
so zu entgasen, daß in dem oberen Teil der hoch erhitzten Retorte die minderwertigen
und kohlensäurehaltigen Gasbestandteile getrennt _ abgezogen werden, während die
Schwelgasfraktion zum Spalten der Teerdämpfe durch die untere Füllung der Entgasungsretorte,
welche die höchsten Temperaturen aufweist, geleitet werden, um an dieser Stelle
zugleich mit Wasserdampf die Teerdämpfe aufzuspalten. Bei dieser Arheitsweise werden
aber die wertvollen sches er:en Kohlenwasserstioffe der Schwelgasfraktion zu minderwertigen
Gasverbindungen gespalten, während die Teerdämpfe nur unvollkommen gespalten werden.
Andere Verfahren belasten wiederum das Nutzgas mit dem bis 25o° C sich bildenden
minderwertigen Gasverbindungen, indem sie zugleich mit dem Schwelgas in Vorlagen
geleitet werden, um hier die Teerdämpfe niederzuschlagen. Es folgt dann zwar ein
Spalten des Teers in seiner getrennten Einrichtung, jedoch ist das Schwelgas reich
an Kohlensäure und muß für die Herstellung von Stadtgas davon durch Waschen befreit
werden, wodurch wiederum die Gestehungskosten des Stadtgases erhöht werden, zumal
da der beim Schwelen anfallende Rückstand nicht vollkommen entgast wird, sondern
als Halbkoks für die Vergasung des Brennstoffes verwendet wird, wobei der größte
Teil des Hochtemperaturgases bei dem sog. Heißblasen des Halbkokses in dem Wassergaserzeuger
verlorengeht. Andere Verfahren arbeiten in einem abgeschlossenen Gefäß unter Zuführung
von Sauerstoff und überhitztem Wasserdampf, um in einem Arbeitsgang in den unteren
Zonen dieses Gefäßes den Brennstoff zu vergasen, in den mittleren Zonen desselben
den Brennstoff zu entgasen und in den oberen Zonen des Gefäßes den Brennstoff zu
trocknen. Auch bei dieser Arbeitsweise lassen die einzelnen Zonen keine genügende
Trennung der Entgas!ungsvorgänge zu, und so werden große Teile wertvoller Gashestandteile
bei zu hohen Temperaturen zu minderwertigen Verbindungen gespalten.
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Das neue Verfahren liefert, wie gesagt, eine verhältnismäßig hohe
Gasausbeute. Bei dem geringen Unterschied in den Gestehungskosten des Steinkohlengases
gegenüber denen des Braunkohlengases ist aber eine geringere Gasausbeute oder ein
Wärmeverlust des Entgasungsvorganges stets mit der Erhöhung der Selbstkosten des
Stadtgases verbunden üicj wirtschaftlich untragbar.
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einzelnen gestaltet sich das neue Verf@en beispielsweise wie folgt.
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-:. heunkohlenbriketts werden in einer Retorte tLffter Luftabschluß
bis auf etwa 25o' C erhitzt. Die dabei entweichenden Gase, die ungefähr
70 Raumteile Kohlensäure und 3o Raumteile Wasserdampf mit etwas Brenngas
enthalten, werden für sich abgezogen und gegebenenfalls für den Wärmebedarf der
Heizanlagen verwertet. Die Temperatur wird dann weiter bis etwa 5oo' C gesteigert,
also bis zu üblicher Tieftemp.eraturentgasung. Die bis dahin abgehenden Gase werden
nach Abscheidung der Teerdämpfe in Vorlagen als Nutzgas aufgesammelt.
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Die Temperatur wird dann auf die übliche Retortenentgasungstemperatur
von zooo bis r2oo' C weiter gesteigert, wobei hochwertiges Gas entsteht, das dem
Nutzgas zugesetzt wird. Der bei der Tieftemperaturentgasung anfallende Teer wird
für sich gespalten, und das so erzeugte Gas ebenfalls dem Nutzgas zugesetzt, dessen
Heizwert und Menge hierdurch erhöht. werden.
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Der zurückbleibende Retortenkoks (1-3vchtemperaturkoks) wird dann
durch Wasserdampf auf Wassergas verarbeitet, das dem Nutzgas in solcher Menge zugeführt
wird, daß der Heizwert von Stadtgas erreicht wird, während der Rest für Heizzwecke
im Be. triebe verwendet werden kann.