DE742943C - Verfahren zum gleichzeitigen Gewinnen von Stadtgas und Motorengas aus Kohlendestillationsgas - Google Patents

Description

• Verfahren zum gleichzeitigen Gewinnen von Stadtgas und Motorengas aus Kohlendestillationsgas Es ist bekannt, aus dem bei .der Entgasung von Steinkohlen entstehenden Gas ein normgerechtes Stadtgas dadurch herzustellen, daß man diesem ein Gas von geeignetem Heizwert zufügt. In der Regel benutzt man hierzu Wassergas, das durch Vergasung eines Teiles des bei der Entgasung anfallenden Kokses gewonnen wird. Dieses. viel geübte Verfahren hat jedoch bekanntlich die Giftigkeit des Stadtgases beträchtlich erhöht, indem der Gehalt an Kohlenoxyd, der im Koksofengas 6 bis 8 % beträgt, auf r 5 °/o und darüber gesteigert wird.
• Es ist ferner bekannt, zum Antrieb von Motoren an Stelle von flüssigen Kohienwasserstoffen Gase zu benutzen, die vorzugsweise in komprimierter Form, z. B. in Stahlflaschen mit r So atü und mehr Fülldruck, mitgeführt werden. Wegen des beträchtlichen Gewichtes der hierzu nötigen Stahlflaschen ist man bestrebt, um das Flaschengewicht je mitgeführter Wärmeeinheit zu verringern, Gase mit einem möglichst hohen Heizwert zu verwenden. Besonders geeignet sind Kohlenwasserstoffe, z. B. Methan. Dieses ist jedoch nicht überall leicht erhältlich, so daß man vielfach genötigt war, komprimiertes Destillationsgas oder Stadtgas für solche Zwecke zu verwenden. Man hat zwar schon vorgeschlagen, den Heizwert des Gases in der Weise zu erhöhen, daß man das im Destillationsgas enthaltene Kohlenoxyd zusammen mit dem darin enthaltenen Wasserstoff über geeigneten Katalysatoren zu Methan umsetzt nach der Reaktionsgleichung: CO+3Hn=CH4 H= O. Die praktische Durchführung dieser Reaktion macht jedoch beträchtliche Schwierigkeiten, da einmal der ini Gase enthaltene Schwefel einschließlich der organischen Schwefelverbindungen restlos entfernt werden muß und andererseits diese Reaktion eine außerordentlich starke positive Wärmetönung besitzt. Die Reaktionswärme mti1) abgeführt werden,' da bei höheren Temperaturen infolge der ungünstigeren Gleichgewichtslage der Umsatz schlecht wäre.
• Man hat ferner schon vorgeschlagen, einen Teil des erzeugten Destillationsgases nach völliger Befreiung von dem darin enthaltenen Kohlendioxyd einer Gaszerlegungsanlage zuzuführen und dabei bei tiefen Temperaturen in einen kohlenwasserstoffreichen flüssigen Anteil, hauptsächlich bestehend aus Methan, Äthan, Äthylen, Propylen usw., und einen gasförmigen Rest, bestehend aus Wasserstoff, Kohlenoxyd und Stickstoff, zu zerlegen. Die Kohlenwasserstofffraktion soll als Motortreibmittel verwendet werden. Das wasserstoffreiche Restgas soll an Stelle von Wassergas einem anderen Teil des Destillationsgases zugemischt werden, dessen Heizwert dadurch auf den genormten Heizwert erniedrigt wird. Die praktische Durchführung dieses Iv'erfahrens scheiterte jedoch bislang an den hohen Anlagekosten und dem hohen Kraftverbrauch sowie an dein Cheinikalienv erbrauch, der sich aus der Notwendigkeit einer völligen Entfernung des Kohlendioxyds ergibt. Das Verfahren dürfte sich daher nur für ganz große Anlagen eignen.
• Diese -Nachteile .werden nach der vorliegenden Erfindung vermieden, indem man einen Teil des erzeugten Koksofengases als Reduktionsgas für das an sich bekannte Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus Lisen und Wasserdampf gebraucht. An der Reduktion beteiligen sich nur Kohlenoxyd und Wasserstoff, während die übrigen Gase (Kohlendioxyd, Methan, Stickstoff usw.) nicht angegriffen werden. Es entsteht dabei also ein wegen der Anreicherung an Methan heizkräftiges Restgas, das als Motortreibmittel Verwendung linden soll. Das in diesem Gas enthaltene Kohlendioxyd kann nach bekannten Verfahren drucklos oder unter Anwendung erhöhten Druckes entfernt werden, wodurch eine weitere Steigerung des Heizwertes erzielt wird. Bei der anschließenden Behandlung des im Reduktionsprozeß entstandenen Eisens mit Wasserdampf wird eine der für die Reduktion verbrauchten :Menge Kohlenoxyd und Wasserstoff entsprechende Menge von fast reinem Wasserstoff erzeugt. Dieser Wasserstoff wird dem übrigen, nicht behandelten Destillationsgas in einem solchen Verhältnis zugemischt, daß der Heizwert des entstehenden Mischgases den 'Normen für Stadtgas entspricht.
• Als besondere Vorteile des Verfahrens sind noch zu erwähnen, daß die Anlage- und @etriebskosten gering sind und da]', sich das Verfahren auch für mittlere und kleine, ja sogar für kleinste Betriebe gleich gut eignet wie für Großbetriebe. Die Kohlensäure braucht nicht aus dem ganzen Gas, sondern nur aus dem Restgas, und auch hier nicht vollständig, sondern nur bis auf etwa i 0"f, entfernt zu werden, wodurch Chemikalien für die restlose Entfernung erspart «-erden. Das vorliegende Verfahren bietet die 'Möglichkeit, in jedem Gaswerk neben normgerechtem Stadtgas eine entsprechende Menge eines heizkräftigen, als 'Motortreibstoff verwendbaren Gase: zu erzeugen. Dadurch wird an Transportkosten für den 'Motortreibstoff gespart. _11s weiterer Vorteil ist zu erwähnen, daß infolge der Zumischung von fast reinem Wasserstoff zum Destillationsgas ein kohlenoxy darmes, also nur wenig giftiges Stadtgas erzeugt wird.
• Zur Durchführung des Verfahrens benutzt man beispielsweise den an sich beim Erzeugen von Wasserstoff nach dein Eisen-Wasserdampf-Verfahren bekannten Schachtofen mit einigen geringen Abänderungen. Der Schachtofen besteht aus einem zylindrischen Unterteil, der das Eisenerz enthält, und einem dar-Ciber angeordneten Regenerator (vgl. Abb. i). Beim Reduktionsvorgang durchläuft das Reduktionsgas die etwa 8oo° heiße Eisenerzschicht von unten nach oben. Am oberen Ende wird der größte Teil des bei der Reduktion umgewandelten Gases abgezogen, während gleichzeitig an einer oberhalb der Entnahmestelle für dieses an Methan reiche Gas gelegenen Stelle Destillationsgas und Luft eingeführt werden. Zusammen mit dem nicht abgezogenen umgewandelten Gas verbrennt das Heizgas dort und verläßtdieEinrichtung durch den Regenerator, der dabei aufgeheizt wird.
• Beim Gasen wird der Wasserdampf oben in den Reger_erator eingeleitet, wobei er sich überhitzt. Er zersetzt sich dann in Berührung mit dem reduzierten Erz unter Bildung von Wasserstoff. Der Wasserstoff wird unten am Schacht abgezogen.
• Die zur Bedienung einer solchen Anlage erforderlichen Absperrorgane I bis VII können von Hand oder selbsttätig mittels einer geeigneten Vorrichtung umgestellt werden. Zur Trennung des Restgases von dem Brenngas kann eine weitere, in der Abb. i nicht gezeichnete Vorrichtung (Schieber, Ventil, Klappe) vorgesehen werden. Das Vermischen der Gase kann auch durch Regelung der Drucke in ausreichender Weise verhindert werden. 4us Abb. 2 ist eine zweckmäßige Ausführungsform des Verfahrens zu ersehen, bei der zwei solcher Schachtöfen vorhanden sind, wovon jeweils einer reduziert wird, während der andere gedampft wird. Man kann jedoch auch mit nur einem einzigen Schachtofen. arbeiten, wenn man den Wasserstoff in einem Gasbehälter sammelt und sodann dem Destillationsgas zumischt.
• Das Verfahren soll durch ein Beispiel erläutert-werden: Aus zoo m3 eines Steinkohlengases, das aus 20/,C0?, 2°/oCrzHm, 8,5% CO, 54% Hz, 30% CH4 und 35% N, besteht und einen oberen Heizwert (H0) von 5 5oo Kcal/m3 besitzt, entstehen bei Verwendung als Reduktionsgas 46 m3 eines methanreichen Restgases von folgender Zusammensetzung: 18,50/a CO#_, 4,40/0 CO, 440/0 H., 63 % CH4 und 7,60/0 N.. Nach Entfernung ,der Kohlensäure .bis auf etwa 10/0 entstehen 38m3 Gas von folgender Zusammensetzung: 13 % CO-, 5,3/- CO, 5,30/.H#, 79% C H4 und 9,10/0 1N'2. Der obere Heizwert dieses Gases beträgt 7800 Kcal./m3. Das Gas ist als Treibgas für Motoren vorzüglich geeignet. Beim darauffolgenden Gasen werden etwa 5o m3 Wasserstoff erhalten. Diese werden mit 52 ms des obigen Steinkohlengases vermischt, wodurch rot m3 eines Stadtgases mit einem oberen Heizwert von etwa 440o Kcal? entstehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum gleichzeitigen Gewinnen eines normgerechten Stadtgases und eines an Methan reichen Gases aus Kohlendestillationsgas, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Destillationsgases als Reduktionsgas bei der Herstelung von Wasserstoff nachdem Eisen-Wasserdampf-Verfahren verwendet und hierbei in ein an Methan reiches Treibgas umgewandelt wird und daß der anschließend an den Reduktionsprozeß durch Überleiten von Dampf über das glühende Eisen erhaltene Wasserstoff dem anderen Teil des Destil ; lationsgases in solcher Menge beigemischt wird, daß die Mischung ein normgerechtes Stadtgas ergibt. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes. vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.