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Verfahren zum Erhöhen und Regulieren der Ausbeute von Nebenprodukten
aus Destillationsgasen durch Einleiten von wasserdampfhaltigem Wassergas in die
Verkokungskammern normaler Koksöfen Im Hauptpatent 567 630 ist ein Verfahren
nebst zugehöriger Vorrichtung zur Erhöhung der Ausbeute und zur Regulierung der
Gewinnung von Nebenprodukten aus den Destillationsgasen durch Einleiten von Wasserdampf
in die Verkokungskammern normaler Koksöfen beschrieben, bei welchem der Wasserdampf
durch an geeigneten Stellen des Brennstoffbesatzes angeordnete, vorzugsweise senkrechte,
mit einer Koks-, Halbkoks- oder Kohlefüllung beliebiger Körnung versehene Kanäle
dem Ofenbesatz erst dann zugeführt wird, wenn zwar die Verkokung des an diese Kanäle
angrenzenden Brennstöffes, aber noch nicht die Verkokung des übrigen Brennstoffes
beendigt ist, so daß die Destillationsgase und die übrigen aus der Aufspaltung des
Wasserdampfes entstehenden Gase gemeinsam zu den in der Mitte des Besatzes angebrachten
Gasabzugskanälen strömen und die Destillationsgase in besonders wirksamer Weise
hydriert werden. Hierbei werden die zur Zuführung ,des Wasserdampfes dienenden Kanäle
an den zuerst durch die Heizung erwärmten bzw. an denjenigen Stellen angeordnet,
wo die Verkokung beginnt und somit die Verkokungszone am raschesten diejenigen Stellen
des Besatzes überschreitet, an welchen die Zuführungskanäle für den Wasserdampf
angebracht sind.
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Dieses Verfahren des Hauptpatents hat nun einen gewissen Nachteil,
der darin besteht, daß die Erhitzung und Aufspaltung des zugeführten Wasserdampfes
eine gewisse Wärmemenge und somit auch eine zusätzliche Heizung der Ofenkammer erfordert.
Außerdem hat es sich gezeigt, daß die Koksschichten, die diese Dampfzuführungskanäle
unmittelbar umgeben, kleinstückiger und rissiger als der übrige Koks sind. Im Zusatzpatent
Gor 736 ist daher vorgeschlagen worden, in diese mit kleinstückigem Koks gefüllten
seitlichen Kanäle statt Wasserdampf wasserdampfhaltiges Wassergas einzuleiten. Im
übrigen bleibt das Gasgewinnungs- und Verkokungsverfahren das gleiche wie beim Hauptpatent.
Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß nunmehr nur der aus Wasserdampf
bestehende Bestandteil des Wassergases in der beschriebenen Weise aufgespalten wird,
im übrigen aber in der gleichen Weise wirkt wie beimHauptpatent, während die gasförmigen
B2standteile des Wassergases, in der Hauptsache Kohlenoxyd und der in den molekularen
Zustand übergegangene und daher weniger reaktionsfähige Wasserstoff,
als
Spülmittel wirken und dafür sorgen, daß die im Besatzinneren entstehenden wertvollen
Schwelgase nicht mit der heißen,, Kammerwandung in Berührung kommen,,f"A'@ welcher
sie sich zersetzen würden, sonderz@. auf raschestem Wege zu den in der Mitte rf:"
Besatzes angeordneten Abführungskanälen ge= langen. Obwohl nunmehr, besser als bei
dem Verfahren des Hauptpatents 567 63o, Gewähr für die Gewinnung unzersetzter wertvoller
Schwel- bzw. Verkokungsgase und für die Erzeugung eines guten aschearmen Halb- oder
Ganzkokses geleistet ist, .setzt das Verfahren des Zusatzpatents doch die Verwendung
eines W assergasgenerators voraus, der seinerseits wiederum Heizung erfordert, ganz
abgesehen davon, daß es zweckmäßig ist, dieses zuzuführende Wassergas vorzuwärmen,
um die sonst erforderliche zusätzliche Heizung der Ofenkammern möglichst zu verringern.,
Diese Nachteile beseitigt der Gegenstand der Erfindung. Im Grunde genommen handelt
es sich hier um eine Vereinigung der Verfahren des genannten Hauptpatents 56763o
und des Zusatzpatents 6oi 736 mit dem Ziele, ohne irgendwelche Abänderung dieser
Verfahren auf eine möglichst wirtschaftliche Weise das bei dem Verfahren des Zusatzpatents
6o1736 erforderliche wasserdampfhaltige Wassergas zu erzeugen. Die Verwendung eines
besonderen und besonders zu heizenden Wassergasgenerators ist dabei entweder vollkommen
überflüssig, oder aber er wird nur dazu verwendet, wenn erforderlich, zu den im
Sinne der vorliegenden Erfindung erzeugten Wassergasmengen ergänzend zu wirken.
Die Erzeugung des Wassergases im Sinne der Erfindung erfolgt nämlich dadurch, daß
nach Beendigung der Verkokung einer Ofenkammer und nach Abschluß der Absaugungsleitung
für die Destillationsgase in die seitlichen, mit kleinkörnigemKoks gefüllten Kanäle
des Besatzes, die vorher zur Zuführung des Wassergases im Sinne des Hauptpatents
567 630 gedient hatten, nunmehr Wasserdampf eingeleitet wird, der sich unter
Umbildung dieser Koksfüllungen in Asche :aufspaltet, und zwar, wie bereits erwähnt,
in Wasserstoff und Sauerstoff. Der letztere bildet wiederum mit dem Kohlenstoff
der Zuführungskanäle Kohlenoxyd, während der Wasserstoff unverändert bleibt, da
er in dem ausgegarten Besatz der Verkokungskammer keine Destillationsgase mehr vorfindet,
die er hydrieren könnte. Dieses Verfahren hat natürlich seine Grenze, denn man wird
es nur so weit durchführen, als die Koksfüllung der Kanäle zur Abgabe des zur Bildung
des Kohlenoxyds erforderlichen Kohlenstoffes ausreicht, _ weil sonst der Aschegehalt
der diese Kanäle umgebenden Koksschichten in unerwünschter Weise vergrößert werden
würde. Daher kann es möglich sein, daß das auf diese Weise erzeugte Wassergas @`»r
die Verwendung in der nächsten Ofenmer nicht ausreicht, so daß die Verwenw@'' @;
ng eines zusätzlichen Wassergasgenerators "erforderlich wäre.
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Dieses Verfahren hat einen weiteren erheblichen wirtschaftlichen Vorteil
insofern, als die zur Erzeugung des Wassergases erforderliche Wärmemenge ohne jede
besondere Heizung oder sonstige Wärmezufuhr dem glühenden Koksbesatz der ausgegarten
Ofenkammer entnommen wird. Ganz abgesehen davon, daß sich dabei dessen Aschegehalt
nicht vermehrt, da die Aschebildung lediglich auf die kleinkörnige Koksfüllung der
Zufüfirungskanäle beschränkt bleibt, wird die Temperatur des glühenden Kammerbesatzes
ganz erheblich herabgesenkt, so daß die Temperaturdifferenz zwischen diesem und
der Außenluft nach dem Ausstoßen der Ofenkammer geringer ist. Das hat zurFolge,
daß der erzeugteKoks stückiger und fester ist und weniger Neigung zum Rissigwerden
und zur Grusbildung zeigt.
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Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist also, daß der Wasserdampf
lediglich zur Wassergasbildung in den fertig verkokten, also fertig ausgegarten
Besatz einer Verkokungskammer eingeleitet wird, und zwar im Sinne des erwähnten
Hauptpatents 567 630
und Zusatzpatents Gor 736 nicht unmittelbar in diesen
Besatz, sondern in die Kleinkoksfüllung besonderer, an geeigneter Stelle desselben
angeordneter Zuführungskanäle, wobei sich die Aschebildung auf diese Kleinkoksfüllung
beschränkt. Dabei ist die Heizung der Ofenkammer abgestellt, und die Erhitzung dieserKleinkoksfüllung
erfolgt durchWärmeentzug aus der Umgebung, also den angrenzenden Koksschichten des
ausgegarten Kammerbesatzes. Die Menge des auf diese Weise zu erzeugenden Wassergases
hängt dabei von .der Menge des in diese Kanäle eingefüllten Kleinkokses ab und kann
natürlich beliebig gewählt sein, da man diese Kleinkoksmenge gleichfalls beliebig
wählen kann. Man hat nur zu beachten, daß die dabei eintretende Temperatursenkung
des glühenden Kammerbesatzes die Zersetzungsgrenze für Wasserdampf, nämlich etwa
8oo° C, nicht unterschreitet, da sonst kein Wassergas mehr, sondern lediglich überhitzter
Wasserdampf aus der Ofenkammer abgesaugt werden würde.
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Es ist bereits ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem die in einer
Verkokungskammer, und zwar in der ersten Hälfte der Verkokungsdauer entwickelten
Destillationsgase gemeinsam mit Wasserdampf über den größtenteils oder fertig verkokten
Besatz einer benachbarten Verkokungskammer geleitet
werden. Hierbei
wird aber der größteTeil der in den Anfangsstufen der Verkokung sich bildenden wertvollen
Kohlenwasserstoffe zersetzt. Gemäß vorliegender Erfindung wird aber im Gegensatz
hierzu nicht eine Zersetzung der hochwertigen Kohlenwasserstoffe herbeigeführt,
sondern es wird durch die zwangsweise Führung der Destillationsgase mittels des
Wassergases eine Schutzwirkung auf die Kohlenwasserstoffe unter gleichzeitiger Verdünnung
und Hydrierung derselben erreicht. Bei einem weiteren bekannten Verfahren werden
die Destillationsgase, bevor sie mit Wasserdampf in die höher erhitzte Kammer geführt
werden, von ihren Nebenprodukten befreit, so daß also hier zwar eine Zersetzung
der hochwertigen Kohlenwasserstoffe vermieden wird, jedoch ist bei diesem Verfahren,
im Gegensatz zur Erfindung, eine Hydrierung der Destillationsgase nicht möglich.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen
in schematischer Darstellung veranschaulicht. Es zeigen Abb. z die neue Anordnung
mit an einer Stirnseite der Ofenkammer angebrachten Leitungen für Wasserdampf, Wassergas
und Destillationsgase, Abb. 2 in vergrößertem Maßstabe die Verbindung der Rohrleitungen
für Wasserdampf, Wassergas und Destillationsgase mit der Ofenkammer, Abb.3 eine
andere Ausführungsform der neuen Anordnung, bei welcher die Rohrleitungen für Wasserdampf
und Destillationsgase an einerStirnseite derOfenkammer, dieRohrleitungen für die
Wassergaszu- und Wassergasableitung an der anderen Stirnseite der Ofenkammern angeordnet
sind, Abb. ¢ in vergrößertem Maßstabe die Verbindung der Rohrleitungen gemäß Abb.
3 mit der Ofenkammer.
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Wie aus Abb. r und 2 ersichtlich, bedeutet a die Verkokungskammer,
b die mit glühenden Koksstückchen gefüllten Kanäle zur Zuführung des Wasserdampfes
bzw. Wassergases, c die Abführungskanäle für das Wassergas bzw. das Gemisch derselben
mit den Destillationsgasen, d die Gasabführungsleitung, e die Dampfzuführungsleitung,
f die Zuführungsleitung für das Wassergas, g dieAbsaugungsleitung für das gebildete
Wassergas, lt ein Absaugungsgebläse, i den Gasometer, in die Zuführungsleitung
für Wasserdampf zum Generator 1.
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Das neue Verfahren geht folgendermaßen vor sich: Es wird angenommen,
daß die linke Ofenkammer a der Abb. z soeben fertig verkokt ist. In diese Ofenkammer
wird daher zum Erzeugen von Wassergas durch die Leitung e dem fertigen Besatz Wasserdämpf,
und zwar durch die Zuführungskanäle b zugeführt. Das durch die Einwirkung des Wasserdampfes
auf den fertigen Koks der Kanäle b erzeugte Wassergas wird aus der Ofenkammer durch
die Kanäle c mittels der Leitung g und des Gebläses h abgesaugt und entweder unmittelbar
oder aber durch den Reiniger h dem Gasbehälter i zugeführt. In der rechten Ofenkammer
der Abb. z soll nun bereits die Verkokung begonnen haben und so weit fortgeschritten
sein, daß die an den beiden geheiz-, ten Kammerwandungen entstehenden Glühzonen
die Kanäle b eben überschritten haben. Von diesem Augenblick an wird nun das erforderliche
Wassergas dem Gasbehälter i durch die Leitung f entnommen und in die Kanäle b im
Besatz dieser Ofenkammer eingeleitet. Das zugeführte Wassergas strömt nun zusammen
mit den entstehenden Destillationsgasen zwangsweise durch den Besatz nach den Gasabführungskanälen
c, von wo aus durch die Leitung d die Gasabführung erfolgt. Ein Teil des erforderlichen
Wassergases kann auch in dem besonderen Wassergasgenerator Z erzeugt werden, welchem
durch die Leitung in Wasserdampf zugeführt wird, falls das vorhandene Wassergas
nicht ausreichen sollte, die Hydrierung der Destillationsgase der zweiten Ofenkammer
und das Ausspülen bzw. die Verdünnung derselben zu ermöglichen. Der Gasgenerator
l wird in üblicher Weise mit minderwertigem Koks beschickt.
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Abb. 2 zeigt lediglich in vergrößertemMaßstabe die Verbindung zwischen
den erwähnten Zuführungs- und Ableitungsrohren d, e, f, g mit der Ofenkammer. Die
Ventilstellung ist bei dieser Abbildung derart, daß die Wasserdampfzuleitung und
die Wassergasableitung geöffnet, die Destillationsgasableitung und die Wassergaszuleitung
aber geschlossen sind. Demnach ist der Besatz der in Abb. 2 dargestellten Ofenkammer
bereits fertig verkokt. Wasserdampf wird zugeleitet, Wassergas abgeleitet.
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In den Abb. 3 und 4, welche im allgemeinen den Abb. r und 2 entsprechen
und die die gleichen Bezugszeichen haben, ist lediglich eine Abart der Anordnung
der Rohrleitungen veranschaulicht. Die Leitungen d und e,
welche zur
Zuführung des Wasserdampfes bzw. zur Ableitung des Gemisches von Wassergas und Destillationsgasen
dienen, sind hier an der einen Stirnseite der Ofenkammer angebracht, während die
Leitungen f und g zur Einführung und zur Ableitung des Wassergases an der anderen
Stirnseite des Ofens angeordnet sind. Auch hier wiederum stellt Abb.4 in vergrößertem
Maßstabe die Rohrverbindungen
dar unter gleichzeitiger Andeutung
der Ventilstellungen bei derjenigen Verfahrensstufe, bei welcher in den fertig verkokten
Besatz aus der Dampfleitung e Wasserdampf eingeführt und durch die Leitung g Wassergas
zum Gasbehälter i abgeführt wird.