Herstellung wasserstoffreicher Gasgemische durch Teilverbrennung von
Methan mit Sauerstoff Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung wasserstoffreicher
Gasgemische aus methanhaltigen Gasen durch Teilverbrennung des Methans mit Sauerstoff
in einem Bett von glühendem Koks beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das methanlYaltige
Gas abwechselnd .einem der beiden mit Koks gefüllten Schächte eines Zweischachtofens
zugeführt, in dem einen Schacht angewärmt, mit dem am unteren Ende der Schächte
zugeführten Sauerstoff im Koksbett zu einem Wasserstoff= Köhlenoxyd-Gemisch umgewandelt
und in dem anderen wieder abgekühlt. Zur Regelung der Temperatur und Ausdehnung
der Brennzöine wurde dabei in an sieh bekannter Weise dem eingeblasenen Sauerstoff
Wasserdampf zugesetzt. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Verbesserung dieser
Arbeitsweise. Erfindungsgemäß werden dem Sauerstoff bei oder vor seiner Einführung
in den Ofen Gase beigemischt, deren Reaktionsprodukte mit dem Sauerstoff bzw. dem
glühenden Koks keine Verunreinigung des erzeugten wasserstoffreichen Gasgemisches
bedingen. Dierartige Gase sind z. B. Kohlenwasserstoffe oder ein Teil des umzusetzenden
m"ethanlialtigen Gases selbst.Production of hydrogen-rich gas mixtures by partial combustion of
Methane with oxygen In the main patent is a process for the production of hydrogen-rich
Gas mixtures of gases containing methane through partial combustion of the methane with oxygen
described in a bed of glowing coke. In this process, the methane-containing
Alternating gas in one of the two coke-filled shafts of a two-shaft furnace
fed, warmed in one shaft, with the one at the lower end of the shafts
supplied oxygen in the coke bed converted to a hydrogen = carbon dioxide mixture
and cooled down again in the other. To regulate the temperature and expansion
The firing zone became in a well-known way the blown oxygen
Added steam. It is an object of the present invention to improve these
Way of working. According to the invention, the oxygen at or before its introduction
gases mixed into the furnace, their reaction products with the oxygen or the
glowing coke does not contaminate the hydrogen-rich gas mixture produced
condition. Such gases are e.g. B. hydrocarbons or part of the to be converted
The ethane gas itself.
Hierdurch wird eine Wirkung ähnlich wie beim Zusatz von Wasserdampf
bei der Arbeitsweise nach dem Häuptpatent erzielt.This has an effect similar to that of adding steam
achieved in the way of working according to the chief patent.
Wenn man gemäß der Erfindung den Sauerstoff, welcher dem Koksbett
zugeführt wird, mit methanhaltigen Gasen verdünnt,
die bei der Umsetzung
mit dem heißen Koks und dem Sauerstoff lediglich Kohlenoxyd und Wasserstoff bilden,
so läßt sich ohne Verunreinigung des wasserstoffreichen Gasgemisches, das in dem
Ofenerzeugt wird, ebensq. wie beim Wasserdampfzusatz die Flamm; n=@ tone in hohem
Maße vergrößern und so über den ganzen Querschnitt des Schachtes erstrecken, ohne
daß eine umerwünschte zusätzliche Vergasung des Kokses wie beim Wasserdampfzusatz
eintritt.If, according to the invention, the oxygen, which the coke bed
is supplied, diluted with methane-containing gases,
those in the implementation
with the hot coke and the oxygen only form carbon oxide and hydrogen,
so can without contamination of the hydrogen-rich gas mixture that is in the
Furnace is produced, as well. as with the addition of steam, the flame; n = @ tone in high
Enlarge the dimensions so that they extend over the entire cross-section of the shaft without
that an undesired additional gasification of the coke as with the addition of steam
entry.
Die Menge der dem Sauerstoff zugesetzten brennbaren Gase wird derart
gewählt, daß nicht gerade stöchiometrischeVerhältnisse, die der vollständigen Verbrennung
zu Wasser und I%olilensäure entsprechen, vorliegen, welche besonders hohe Temperaturen
erzeugen, sondern entweder ein Sauerstoff- oder ein Gasüberschuß angewendet wird.
Der normale Betriebszustand wird in der Regeleinen Sauerstoffüberschuß .erfordern.
Es bleibt jedoch der Betriebshandhabung überlassen, gegCbenenfalls auch mit Gasüberschuß
zu arbeiten, was im besonderen bei Regulierungsvorgängen erforderlich sein kann.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß keine fremde Kohlensäure
dem Ofen zugeführt wird, d. h. daß sämtlicher bei den Verbrennungs-und Spaltvorgängen
auftretender Kohlenstoff entweder dem Methan oder der Koksfüllung entstammt.The amount of the combustible gases added to the oxygen becomes such
chosen that not exactly stoichiometric ratios that of complete combustion
correspond to water and I% oleic acid, which are particularly high temperatures
generate, but either an oxygen or a gas excess is used.
Normal operating conditions will usually require an excess of oxygen.
However, it is left to the operational management, possibly also with excess gas
to work, which may be necessary in particular in regulatory processes.
It is essential for the process according to the invention that no foreign carbonic acid is present
is fed to the furnace, d. H. that all in the combustion and fission processes
occurring carbon comes either from the methane or the coke filling.
Die Mischung des Hilfsgases mit dem Sauerstoff kann im Ofen selbst
,erfolgen, indem , man es durch Düsen, die den Sauerstoffdüsen benachbart sind,
in den Sauerstoffstrom einbläst.The mixture of the auxiliary gas with the oxygen can be done in the furnace itself
by passing it through nozzles that are adjacent to the oxygen nozzles,
blows into the oxygen stream.
Eine etwas abweichende Arbeitsweise besteht darin, daß man das Hilfsgas
in einer Vorkammer mit dem Sauerstoff verbrennt und dann erst die Verbrennungsprodukte
zusammen mit etwaigem Sauerstoff- oder Gasüberschuß in den Ofen einbläst. Wasserdampf
kann dem Sauerstoff vor den Düsen beigemischt werden. Auf jeden Fall wird durch
diese Maßnahme die Konzentration des Sauerstoffs in dem das Koksbett erreichenden
Gemisch erheblich geringer als beim Arbeiten mit reinem Sauerstoff. Infolgedessen
werden in der Flammentone ebenso wie beim bekannten Zusatz von Wasserdampf unnötig
höhe Temperaturen vermieden, während ihre räumliche Ausdehnung wächst, so daß es
leicht gelingt, den ganzen Querschnitt des Koksbettes gleichmäßig zu erhitzen und
auf diese Weise sicherzustellen, daß das gesamte durch den Ofen geführte methanhaltige
Gas die Flammenzone durchsetzt.A slightly different way of working is that the auxiliary gas
burns in an antechamber with the oxygen and only then the combustion products
blown into the furnace together with any excess oxygen or gas. Steam
can be added to the oxygen in front of the nozzles. Definitely will be through
this measure the concentration of oxygen in the one reaching the coke bed
Mixture considerably less than when working with pure oxygen. Consequently
become unnecessary in the flame clay as with the known addition of steam
avoided high temperatures while their spatial extent grows, so it
It is easy to heat the entire cross-section of the coke bed evenly and
in this way to ensure that all of the methane-containing
Gas penetrates the flame zone.