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Verfahren und' Vorrichtung zur Spülgasschwelung von festen, bituminösen
Brennstoffen, insbesondere Braunkohle Die Erfindung geht von dem bekannten. Verfahren
der Spülgasschwelung fester, bituminöser Brennstoffe, wie Steinkohlen oder Braunkohlen,
aus, bei dem durch Kreislaufführung der Schwelgase eine besondere Schwelzone über
einer Kokskühhone aufrechterhalten wird. Die durch Kühlung und Auswaschung von ihren
kondensierbaren Bestandteilen und dampfförmigen Kohlenwassierstoffen befreiten Schwelgase
werden dabei entweder mittelbar oder unmittelbar durch Verbrennung eines Teils des
überschußgases, das aus dem Kreislauf ständig entnommen wird, auf die für die Schwelung
notwendige Temperatur gebracht.
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Dabei kann ein Teil: des Kreislaufgases, und zwar im allgemeinen der
größere, durch den heißen Koks, d. h. die sog. Kühlzone des Schwelofens geführt
werden, um einerseits den Koks abzukühlen, andererseits um eine Vorwärmung des Gases
zu erreichen, welches dann nach Beimischung von heißen Brennergasen der Schwelbrenner
mit 6oo bis 70o° C in die Schwelzone gelangt.
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Eis ist bekannt, die hauptsächlich von ihren Teerbestandteilen. befreiten
Schwelgase mit den - darin enthaltenen leicht siedenden Bestandteilen im Kreislauf
in die Schwelzone zurückzuführen. Hierbei werden die im Schwelgas enthaltenen leicht
siedenden Bestandteile unter Kohlenstoffab-scheidung gekrackt, sofern das Kreislaufgas,
welches die
leicht verkrackbaren Stoffe enthält, Tenipieraturen
von über 6oo° C erreicht. Man hat deshalb bei Mischung eines heißen Verbrennungsgases
mit einem kühleren, zersetzbaren Gas vor dem Mischen der beiden Gase einen Wärmeausgleich
durch Temperaturwirkung zwischen ihnen bereits in der Weise durchgeführt, daß dieser
Wärmeausglieich so weit durchgeführt wird, daß bei der Mischung durch das heiße
Verbrennungsgas Bestandteile des kühleren Gases nicht mehr zersetzt werden.
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Nach der Erfindung wird die Sp ülgä,sschwelung mittels im Kreislauf
geführter entteerter und entbenzinierter Schwelgase unter-Aufheizung der Schwelgase
durch Verbrennen eines Teils des aus dem Kreislauf abgezweigten überschußgases in
der Weise durchgeführt, daß die etwa unter i oo° C, insbesondere unter 8o' C siedenden
Kohlenwasserstoffe im Schwelgas belassen und erst nach mehrfachem Hindurchleiten
durch die Schwelzone für sich aus dem überschußgas ausgewaschen oder auf andere
Weise :entfernt werden. Es werden also gegenüber dem bekannten Verfahren nicht sämtliche
leicht siedenden Bestandteile in die Schwelzone zurückgeführt, sondern vornehmlich
die als Vorläufe bezeichneten Leichtöle. Diese Kohlenwasserstoffeerfahren, wie gefunden
wurde, eine überraschend günstige Verbesserung in ihrer chemischen Zusammensetzung,
beispielsweisse hinsichtlich :einer höheren Klopffestigkeit, was wahrscheinlich
auf eine Art Aromatisierung dieses Vorlaufs, insbesondere der zwischen 5cr bis ioo'
C sieden-(71n-Bestandteile, zurückzuführen ist, wogegen die unter 5o' C siedenden
Bestandteile im wesentlichen unverändert bleiben. Durch die nach der Erfindung vorzunehmende
Aufteilung der leicht siedenden Kohlenwasserstoffe in solche über und unter i oo'
C weiden die bekannten Nachteile der Krackung der Bestandteile über ioo' C vermieden
und die Bestandteile unter ioo' C wesentlich verbessert. Ferner ergibt sich mit
dem Verfahren der Erfindung eine günstigere Gestaltung der Auswaschung der Kohlenivasserstoffe
aus dem Kreislaufgas., indem das überscliußgas bei tiefen Temperaturen ausgewaschen
und das hierzu verwendete Waschöl vor seinem Abtrieb nochmals zur Auswaschung des
Kreislaufgasstroms bei höheren Temperaturen verwendet wird. Nach einem weiteren
Merkmal der Er-Findung kann zunächst der im Kreislauf ge-@ührte Gasstrom ausgewaschen
und das hierzu verwendete Waschöl nach Tiefkühlung zur Auswaschung des überschußgasstroms
benutzt ;werden, wie dies an Hand von Ausfüh-@ungsbeispielen nachstehend des näheren
eräutert ist.
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Die beiliegende Zeichnung zeigt schematisch eine-bekannte. Ausführungsform
der Spülg asschwelung.
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Mit i ist die obere Brennstoffzufuhr, mit 2 eine besondere Trockenzone,
die bei stark wasserhaltigen Brennstoffen, wie Braunkohle, vorteilhaft ist, mit
3 die Schwelzone und mit .l die Kokskühlzone bezeichnet, die in :einem gemeinsamen
Schwelofen untergebracht sind. Die Schwelgase werden aus der Schwelzone 3 oben durch
die Leitung 5, in den Kühler 6, die Leitung 7 vermittels des Gebläses 8 abgesaugt
und in den Wäscher (Wäschergruppe) 9 gedrückt. In dieser Waschanlage 9 werden nach
der Erfindung nur die über ioo° C, insbesondere über 8o° C siedenden Anteile ausgewaschen,
so daß also in der anschließenden Leitung i o nur Gasol- und Benzin- bzw. Vorlauf-
und gegebenenfalls benzolhaltiges Gas in die Kokskühlzone ¢ zurückgeleitet werden.
Die Mittel, um die Auswaschung in der Anlage 9 in dem .nach der Erfindung gewünschten
Sinne der Trennung in die über und unter ioo° C siedenden Bestandteile zu erreichen,
können in an sich bekannter Weise in der Wahl einer geringeren Waschölmenge und/öder
höheren Waschtemperatur und/oder unzureichenden Abtrieb des Waschöls (Belassung
der bis i oo° C siedenden Anteile im Waschöl) und/oder in der Wahl kleinerer Waschflächen
liegen. Die Leitung i i führt in an sich bekannter Weise das überschußgas ab, das
nach dein -Beispiel der beiliegenden Zeichnung in weitere drei Teilströme aufgeteilt
wird, indem ein Teilstrom durch die Leitungen 13,14 zur Verbrennung in dem Schwelbrenner
15 für die Schwelzone und der andere Teil durch die Leitungen 13 und 16 dem Schwelbrenner
17 für die Trockenzone 2 zugeleitet wird. Das dann noch verbleibende Restgas verläßt
die Anlage durch die Leitung 18. Den beiden Schwelbrennern i 5 und 17 wird in bekannter
Weise Frischluft 'aus dem oberen Teil der Trockenzone 2 durch die Leitungen 19,
21 und 22 vermittels des Gebläses j 2o zugeführt.
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In die Abzweigleitung i i wird nach der Erfindung eine weitere verhältnismäßig
kleine Waschanlage 12 (Einzehv:ascher oder Waschergruppe) mit oder ohne besondere
Abtrei)eranlage eingeschaltet, die dazu dient, die im Gaskreislauf über die Leitungen
5, ;, io, 23 verbliebenen, untrer etwa i oo' C siedenden Kohlenwasserstoffe nachträglich
auszuwaschen. Die hier ständig aus dem Kreislauf herausgenommene Gasmenge beträgt
etwa 1/1 bis '"'-der gesamten Gasmenge aus der Leitung io.
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Das in dieser Waschanlage 12 zur Anwendung kommende Waschöl kann ein
übliches Waschöl mit den Siedegrenzen von Zoo bis 300' C sein und in diesem.
Falle zv-eckmäßig nach Beladung mit den leichten Kohlenwasser-
Stoffen
(Gasol; Benzin, Benzol) zur Aus Waschung der schwerer siedenden Kohlen. Wasserstoffe
in der Waschanlage g verwende werden. Es, kann aber auch umgekehrt sc vorgegangen
werden, daß das, in -der Wasch anlage 9 verwendete Waschöl nach Beladung mit den
hier auszuwaschenden, -wesentlich übei i oo° C siedenden Kohlenwassiersitoffen zunächst
tiefgekühlt und alsdann in der Waschanlage 12 zur Gewinnung der niedrigsiedenden
Anteile verwendet wird, bevor @es wieder von den zu gewinnenden KOhlenwaS,Sexstoffiel7
befreit (abgetrieben) wird. Sofern verschiedene Waschöle Verwendung finden sollen,
empfiehlt es sich, in der Waschanlage 12-beispielsweise Schwerbenzin oder gegebenenfalls
Schwerbenzol als Waschmittel zu verwenden.
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Anstatt, wie bisher üblich, die Waschanlage 9 vor die Abzweigstelle
der Leitung I I
von der Leitung i o zu legen, empfiehlt es sich, diese Waschanlage
nunmehr hinfier die Abzweigstelle, d. h. nach der Zeichnung in die Leitung 23 als
Waschanlage 24 zu verlegen (als Waschanlage 24 in der Zeichnung bezeichnet). Diese
Schaltung hat den. Vorteil, daß die Waschanlage 24 eine kleinere Gasmenge zu verarbeiten
hat als bisher die Anlage 9, wodurch die Auswas,chimgsbedingungen günstiger gestaltet
werden können.
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Ausführungsbleispäel m einer Spülgas,schwelanlage für Braunkohlenbriketts
beträgt die stündlich aus der Schwelzone durch die Leitung 5 abgeführte Gasmenge
6ooo Nm3 bei einem Gehalt der Kreislaufgase an Leichtölen (bis 18o° C siedend) von
i 8 g/Nm3 und i o g Gasol/Nm3. Hiervon werden q.500 Nm3 im Kreislauf über die Leitungen
5, 7, 10 und 23 geführt und 150o m3 durch die Leitung i i aus dem Kreislauf abgeneigt.
Die Auswaschung in der Anlage 9 erfolgt bei 2o° C mit etwa 4 m3 Waschöl/h in der
Weise, daß die unter 10o° C siedenden Kohlenwasserstoffe im Austrittsgas enthalten
bleiben, nämlich
6,5 g/Nm3, die dann zuni größten Teil über die Leitung 23,
übler dile Kokskühlzone 4 in die Schwelzone 3 mehrmals im Kreislauf gelangen. Die
durch die Leitung i i aus diesem. Kreislauf herausgenommenen i 50o mg stündlich
werden. zweckmäßig nochmals weiter abgekühlt (diese Nachkühlung ist in der Zeichnung
nicht angegeben) und bei -j-- 5° C in dem Wäscher 12 mit 2 m3 Sehwerbenzin/h ausgewaschen.
Hierdurch werden weitere 6 g Leichtöle und 6 g Gasolle
je Nm3 Gas gewonnen.
Die Octanzahl des in dem Wäscher 12 gewonnenen Leichtöls (Benzin, Benzol) liegt
bei etwa 95. Der Siedeverlauf des Leichtöls ist folgender:
| bis 5o° C sieden 27 Volumprozent, |
| - 8o° C - 80 - , |
| - ioo° C - 9o - , |
| - I50° C - 96 - |
| - 18o° C - 99 . |
Während das bisher in der Waschanlage g gewonnene Leichtöl infolge seines Gehaltes
an ungesättigten Verbindungen nur eine Octanzahl von etwa 40 aufweist, gelingt es
durch das Verfahren der Erfindung, einen hochwertigen, klopffeisten Treibstoff zu
gewinnen. Es liegt deshalb im Rahmen der Erfindung, unter Umständen bereits. gewonnene,
weniger klopffeste Treibstoffe, insbesondere den Vorlauf (bis 78° C siedend), ,auch
nachträglich in das Kreislaufgas einzuführen, um es durch mehrfaches Hindurchleiten
durch die Kühlzone 4 und Schwelzone 3 klopffest zu machen.