-
Verfahren zur Verbesserung der Ausbeute an wertvollen Kohlenwasserstoffen
bei der Verkokung bituminöser Brennstoffe bei niedrigen Temperaturen Die Erfindung
bezieht sich auf die Verbesserung der Ausbeute an wertvollen Kohlenwasserstoffen,
insbesondere solchen aromatischer Art, bei der Verkokung bituminöser Brennstoffe
bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen in Öfen zur Erzeugung von Gas und Koks,
durch eine Wärmebehandlung der Destillationsgase im Gassammelraum des Ofens bei
erhöhter Temperatur.
-
Die durch die Verkokung von bituminösen Brennstoffen bei niedrigen
Temperaturen unterhalb etwa 85o` Heizzugtemperatur entstehenden Kohlenwasserstoffe
sind in der Hauptsache solche aliphatischer Art. Benzolkohlenwasserstoffe entstehen
nur in geringen Mengen. Da Benzol und Homologen bedeutend wertvollere Stoffe als
die niedrigsiedenden aliphatischen Verbindungen sind, ist es wünschenswert, die
Ausbeute an aromatischen Kohlemvasserstoffen auch bei der Tief- oder Mitteltemperaturverkokung
von bituminösen Brennstoffen zu erhöhen.
-
Es ist bekannt, die Ausbeute an wertvollen aromatischen Kohlenwasserstoffen
durch eine Wärmebehandlung der Destillationsgase im Gassammelraum der Verkokungskammer
bei erhöhter Temperatur zu verbessern. Werden die Destillationsprodukte auf eine
Temperatur erhitzt, die vorzugsweise bei etwa 8oo bis 85o° liegt, so wandeln sich
die aliphatischen Produkte mit guter Ausbeute in solche aromatischer Art um.
-
Bei den bisher bekannten Verfahren wird die für die vermehrte Bildung
aromatischer Körper erforderliche Temperaturerhöhung'der Destillationsgase im Gassammelraum
dadurch bewirkt, daß in den Wänden des Gassammelraumes besondere Heizkanäle angeordnet
werden. Diese Art der Wärmeübertragung setzt aber voraus, daß die wärmeabgebenden
Wände eine beträchtlich höhere Temperatur als die aufzuheizenden Gase haben. Der
Temperaturunterschied zwischen Wand und Gas hängt wesentlich davon ab, ob die Gase
in überwiegend linearer oder in turbulenter Strömung an den Wandflächen entlang
streichen. Die Gasgeschwindigkeit im Gassammelraum eines Koksofens ist ziemlich
gering. Dies hat zur Folge, daß die turbulente Strömung im Gassammelraum nur sehr
klein ist. Der Temperaturunterschied zwischen der Wand des Gassammelraumes und dem
Destillationsgas muß daher auf einen beträchtlichen Wert gehalten werden, wenn es
gelingen soll, die für die Wärmebehandlung der Gase erforderliche Wärmemenge auf
dieselben zu übertragen.
Es ist beobachtet worden, daß die höchste
Ausbeute an wertvollen aromatischen Kohlenwasserstoffen nur dann erreicht wird,
wenn die Wärmebehandlung in ziemlich engenTemperaturgrenzen vor sich geht. Wird
die günstigste Temperaturlage überschritten, so zersetzen sich die aromatischen
Kohlenwasserstoffe, wobei namentlich die Ausbeute an wertvollen substituierten Benzolen
stark zurückgeht. Dieser Umstand macht eine indirekte Erwärmung der Destillationsgase
auf die Umwandlungstemperatur sehr unzweckmäßig, da ein beträchtlicher Teil der
Gase die heißen Heizwände des Gassammelraumes berührt und dabei zwangsläufig eine
höhere Temperatur als eigentlich notwendig annehmen muß, um danach die Wärme an
andere Gasteile weiterzugeben. Entsprechend der Größe des auf diese Weise überhitzten
Gasanteils zersetzt sich ein Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe. Hierzu kommt,
daß der Verkokungsofen durch die Anordnung zusätzlicher durchgehender Heizkanäle
in den Wänden des Gassammelraumes baulich geschwächt wird und daß auch die LTberwachung
der Verbrennung in diesen Heizkanälen den Betrieb des Ofens erschwert.
-
Die Erfindung sieht nun vor, in den Gassammelraum des Verkokungsofens
während der Verkokung eine gewisse Menge Luft o. dgl. einzuleiten, die mit einem
Teil der im Gassammelraum befindlichen brennbaren Gase verbrennt, wodurch die Temperatur
des Gassammelraumes je nach der Menge der regelbar zugeführten Luft in gewünschter
Weise eingestellt werden kann.
-
Es hat sich gezeigt, daß man auf diese Weise ohne betriebliche Schwierigkeiten
und ohne wesentliche Verschlechterung der Qualität des DestilIationsgaqes, dessen
Heizwert bei der Tief- oder Mitteltemperaturverkokung sowieso hoch ist, die wünschenswerte
Wärmebehandlung der Kohlenwasserstoffe in wesentlich wirksamerer Weise durchführen
und die geschilderten Nachteile des bisher bekannten Verfahrens vermeiden kann.
-
Auf der Zeichnung ist ein zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeigneter. Horizontalkammerofen zur Erzeugung von Gas und Koks dargestellt, und
zwar zeigt Abb. i schematisch einen Längsschnitt durch den Ofen, während Abb. z
einen Querschnitt gemäß Linie A-B der Fig. i der Abb. i wiedergibt.
-
Bei dem auf der Zeichnung dargestellten Ofen ist die den zu verkokenden
Brennstoff aufnehmende Kammer mit i bezeichnet. Die Kammer wird gebildet von feuerfesten
Wänden a, zwischen denen übliche senkrechte Heizkanäle 3 vorgesehen sind. Oben wird
die Kammer begrenzt von der Decke q., in der eine Reihe von verschließbaren Füllöffnungen
5 vorgesehen sind. Die Kammer ist seitlich beiderseits offen und wird mittels Türen
6 verschlossen. An der einen Seite der Kammer ist eine Öffnung 7 für den Anschluß
des Steigrohres 8 vorgesehen, das zu der Vorlage g führt.
-
Zweckmäßig an dem dem Steigrohr gegenüberliegenden Ende der Verkokungskammer
ist an der Ofendecke eine weitere Öffnung r o vorgesehen. Die Öffnung r o -der nebeneinanderliegenden
Verkokungskammern i sind in einer Linie angeordnet; sie können durch abnehmbare
U-förmige Rohre r i miteinander verbunden werden. In. dem Verbindungsrohr i i ist
eine Absperrklappe i z angeordnet, die von außen betätigt werden kann und durch
die die Verbindung zwischen den an das Rohr i i angeschlossenen Ofenkammern unterbrochen
werden kann.
-
Auf der Ofendecke ist ferner eine Preßluftleitung 13 angeordnet, die
unter Zwischenschaltung von Regulier- und Absperrhähnen i q. mit Düsenrohren 15
in Verbindung steht, welche in das Innere der Verbindungsrohre i r hineinragen.
-
Während der Verkokung oder während eines Teiles der Garungszeit, vorzugsweise
des ersten Teils der Garungszeit, wird durch die Rohrleitung 15 eine gewisse
einstellbare Menge Preßluft in die Öffnung io eingeführt. Gleichzeitig wird vorzugsweise
die Absperrklappe i z geöffnet, so daß heißes Destillationsgas aus der neben der
Verkokungskammer i liegenden Kammer ja in regelbaren Mengen überströmen kann. Die
Kammer ja befindet sich in einem späteren Garungszustand, so daß die aus der Kammer
i a entweichenden Destillationsgase eine höhere Temperatur haben als die Gase der
Kammer i, wenn dieselbe kurz vorher frisch mit Brennstoff gefüllt wurde. Die durch
die Düsenrohre 15 in die Deckenöffnung i o eingeblasene Luft mischt sich
mit den brennbaren Gasen, die in der öffnung io oder in dem Gassammelraum 16 oberhalb
der Kammerladung enthalten sind und verbrennt dort, wobei sich die Temperatur in
dem Gassammelraum 16 . entsprechend erhöht. Die Verbrennungsprodukte werden zusammen
mit den ungebrannten Destillationsgasen durch die Öffnung 7, das Steigrohr 8 und
die Vorlage 9 abgezogen. Da zur Erhöhung der Temperatur im Gassammelraum nur eine
verhältnismäßig geringe Menge Luft durch die Düsenrohre 15 einzuführen ist, ist
die durch die Verbrennungsprodukte entstehende Verunreinigung des Destillationsgases
unwesentlich.
-
Da in dem Gassammelraum 16 des Ofens in der Regel ein erhöhter Druck
herrscht, ist
der Druck der durch die Düsenrohre 15 einzuführenden
Zusatzluft entsprechend zu erhöhen.
-
Durch Einstellung der Mängel der durch die Düsenrohre 15 zugeführten
Luft läßt sich die Temperatur im Gassammelraum in praktisch beliebiger Weise erhöhen.
Vorzugsweise wird so viel Luft eingeführt, daß die Temperatur auf einen Wert von
etwa 75o bis 85o° steigt. Unter Umständen kann es übrigens zweckmäßig sein, die
Luftzufuhr gegen Ende der Verkokung zu erhöhen oder nur gegen Ende der Verkokung
Luft einzuleiten. In diesem Falle verbrennt ein geringer Teil des in der Kammer
erzeugten Kokses, wodurch eine vorteilhafte Temperatursteigerung der Wände des Gassammelraumes
herbeigeführt wird, die sich in der nachfolgenden Betriebsperiode in einer vorteilhaften
zusätzlichen Wärmebehandlung der anfallenden Destillationsprodukte auswirkt, auch
wenn zu Beginn der Verkokungsperiode Luft in den Gassammelraum nicht eingeleitet
wird.