DE878797C

DE878797C - Process and device for the conversion of gases containing hydrocarbons into hydrogen and carbon oxide

Info

Publication number: DE878797C
Application number: DEK2619D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Totzek
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1944-03-21
Filing date: 1944-03-21
Publication date: 1953-06-05

Description

Verfahren und Einrichtung zur Umsetzung von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen zu Wasserstoff und Kohlenoxyd Nach dem Patent 869 192 werden Kohlenwasserstoffe enthaltende Gase zum Zwecke der Erzeugung eines an Wasserstoff und Kohlenoxyd reichen, praktisch von Kohlenwasserstoffen freien Gases mit Wasserdampf oder Kohlendioxyd. oder einem Gemisch von Wasserdampf und Kohlendioxyd in der Weise umgesetzt, daß zunächst der Wasserdampf oder das Kohlendioxyd oder das Gemisch beider für sich hoch, etwa auf Temperaturen oberhalb tzoo° v orerhitzt und danach mit dem kalten oder mäßig, jedenfalls auf eine Temperatur unterhalb des Bereiches der Abspaltung von elementarem Kohlenstoff vorgewärmten Ausgangsgas vermischt wird. Dem Gemisch wird danach weitere Wärme zugeführt, um die endotherme Reaktion zu beendigen. Nach dem Hauptpatent sollen ferner zur Erhitzung der Reaktionsmedien Regeneratoren benutzt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung der Erfindung des Hauptpatentes.Process and device for converting hydrocarbon-containing gases to hydrogen and carbon oxide According to patent 869 192, gases containing hydrocarbons are used with water vapor or carbon dioxide for the purpose of generating a gas that is rich in hydrogen and carbon oxide and practically free of hydrocarbons. or a mixture of water vapor and carbon dioxide reacted in such a way that first the water vapor or the carbon dioxide or the mixture of both preheated high, about to temperatures above tzoo ° and then with the cold or moderate, at least to a temperature below the range the cleavage of elemental carbon preheated starting gas is mixed. Further heat is then added to the mixture in order to terminate the endothermic reaction. According to the main patent, regenerators should also be used to heat the reaction media. The present invention relates to an improvement on the invention of the main patent.

Gemäß der Erfindung wird die Vorwärmung des Wasserdampfes od. dgl. und die Umsetzung desselben mit dem kohlenwasserstoffhaltigen Gas in einem turmartigen Regenerator durchgeführt, der zwei übereinanderliegende, aber voneinander durch eine Mischkammer getrennte Besatzräume hat, wobei das Gas in die Mischkammer zwischen den beiden Besatzräumen eingeleitet wird. Vorzugsweise wird dabei die Anordnung der Eintritte für das umzusetzende Gas so getroffen, daß das Gas ejektorartig den hoch vorerhitzten Wasserdampf od. dgl. aus dem unteren Besatzraum ansaugt, und zwar in mehreren Teilströmen, wodurch eine besonders gute Vermischung der beiden Medien erreicht wird.According to the invention, the preheating of the steam or the like. and reacting the same with the hydrocarbon-containing gas in a tower-like manner Regenerator carried out the two superimposed, but separated from each other a mixing chamber has separate filling spaces, with the gas in the mixing chamber between is initiated in the two stocking rooms. The arrangement is preferably the inlets for the gas to be converted so hit that the gas ejector-like Sucks in highly preheated steam or the like from the lower trimming space, namely in several partial streams, whereby a particularly good mixing of the two media is achieved.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Eintritte für -,las umzusetzende Gas radial in dem tüfmartigen Erhitzer vorgesehen, wobei vor jedem Gaseintritt eine Mischdüse vorgesehen ist, die in die gemeinsame, nach dem oberen Besatzraum sich öffnende Mischkammer mündet.In a preferred embodiment of the invention, the entrances for -, the gas to be converted is provided radially in the pot-like heater, whereby a mixing nozzle is provided in front of each gas inlet, which in the common after the mixing chamber that opens into the upper stocking area opens.

Die Anwendung der Erfindung ergibt eine baulich einfache und wohlfeile Ausführungsmöglichkeit für die Erfindung des Hauptpatentes. Sie sichert insbesondere eine vorzügliche Vermischung der miteinander umzusetzenden Medien, wodurch unerwünschte Nebenreaktionen weitgehend unterdrückt werden.The application of the invention results in a structurally simple and inexpensive one Possibility of execution for the invention of the main patent. In particular, it secures an excellent mixing of the media to be reacted with each other, which is undesirable Side reactions are largely suppressed.

In der Zeichnung ist eine zur Durchführung der Erfindung geeignete Einrichtung teils - in einem senkrechten Schnitt und teils in einer Seitenansicht dargestellt. Die Einrichtung umfäßt einen turmartigen, grundsätzlich nach Art der bekannten Hochofenwinderhitzer gebauten Regenerator i, der unten die Besatzräume 2 und oben einen Besatzraum 3 besitzt. Der untere Besatzraum 2 wird von einem Stützpfeiler 4 durchsetzt, welcher das Stützgewölbe 5 für die Mischkammer und den oberen Besatz trägt.In the drawing is one suitable for carrying out the invention Part of the facility - in a vertical section and partly in a side view shown. The facility includes a tower-like, basically on the type of well-known blast furnace heater built regenerator i, which is below the occupied rooms 2 and has a trimming space 3 above. The lower stocking space 2 is supported by a support pillar 4 penetrates, which the supporting vault 5 for the mixing chamber and the upper trim wearing.

In dem Stützgewölbe 5 sind eine Reihe von im wesentlichen senkrechten Kanälen 6 vorgesehen, die in je eine düsenartige Öffnung 7 übergehen, welche sich in die Mischkammer 8 öffnen. Gleichseitig zu jeder der Mischdüsen 7 ist eine zweclzrnä'Bsg wassergekühlte Gaseintrittsdüse g vorgesehen, durch welche das umzusetzende, etwa durch die Leitung io zugeführte Kohlenwasserstoffgas zutritt. Die Einrichtung ist so getroffen, daß das den Düsen 6 entströmende Gas in der Düse 7 eine Ejektorwirkung hervorruft, durch die der vörerhitzte Wasserdampf od. dgl. aus dem Regeneratorraum 2 angesaugt wird. Das Gemisch wird dann von der Mischkammer 8 aus über den Besatzraum 3 verteilt.A number of essentially vertical channels 6 are provided in the supporting arch 5, each of which merges into a nozzle-like opening 7 which opens into the mixing chamber 8. On the same side as each of the mixing nozzles 7 there is provided a two-way water-cooled gas inlet nozzle g through which the hydrocarbon gas to be converted, for example supplied through line 10, enters. The device is designed in such a way that the gas flowing out of the nozzles 6 causes an ejector effect in the nozzle 7, by means of which the preheated steam or the like is sucked in from the regenerator space 2. The mixture is then distributed over the loading space 3 from the mixing chamber 8.

Dem Besatz 2 kann der Wass,er.dampf od. dgl. aus Leitung i i zugeführt werden. Er wird im Besatz 2 auf beispielsweise iioo° erhitzt und mischt sich dann mit dem umzusetzenden Gas, das beispielsweise mit einer Temperatur von i5o° zutritt.The water, he.dampf or the like can be supplied to the filling 2 from line i i will. It is heated to, for example, 100 ° in the setting 2 and then mixes with the gas to be converted, which enters, for example, at a temperature of 150 °.

Das Gemisch .der beiden Gase wird dann in dem Besatz 3 weiter erhitzt, beispielsweise auf 125o°. Bei dieser Temperatur geht .die Reaktion zu Ende. Das dann im wesentlichen nur aus Kohlenoxyd, Kohlensäure und Wasserstoff bestehende Endgas zieht aus dem unteren Raum 12 des Regenerators i durch die Verbindungsleitung 13 in den Verbrennungsschacht 14 ab und gelangt dann durch die Verbindung 15 in einen Regenerator 16, in dem es seine fühlbare Wärme abgibt.The mixture of the two gases is then further heated in the filling 3, for example to 125o °. The reaction comes to an end at this temperature. That then essentially consisting only of carbon dioxide, carbonic acid and hydrogen End gas pulls out of the lower space 12 of the regenerator i through the connecting line 13 into the combustion shaft 14 and then passes through the connection 15 into a regenerator 16 in which it gives off its sensible heat.

Ist der Regenerator i abgekühlt, so wird die Zufuhr von kohlenwasserstoffhaltigem Gas und von Wasserdampf od. dgl. unterbrochen und der Kaminschieber 17 gezogen. Es kann nun Verbrennungsluft durch den Stutzen 18 in den Regenerator 16 eingeleitet werden, diese erwärmt sich dort und verbrennt im Brennschacht 14 mit Brenngas, das durch den Stutzen i9 zugeführt wird. Durch die heißen Abgase werden die Besatzräume 3 .und 2 aufgeheizt. Die Abgase gehen dann durch die Rohrleitung 2o zu einem Abhitzekessel 21, in .dem sie ihre fühlbare Wärme zur Erzeugung des bei der Reaktion benötigten Wasserdampfes abgeben und gelangen schließlich durch die Rohrleitung 22 zum Fuchs 23. Sobald der Besatz 3 und der Besatz :2 wieder die erwünschte hohe Temperatur haben, wird die Beheizurng unterbrochen, und es kann dann von neuem eine Betriebsperiode folgen, in der Kohlenwasserstoffe aus dem Generator 16 abgezogen werden. Anstatt den Abhitzekanal 21 zwischen dem Gasaustritt 2o und dem Fuchs 23 anzuordnen, ist es auch möglich, einen Teilstrom der Aufheizgase etwa bei 25 aus dem Besatzraum 2 unmittelbar abzuziehen und durch einen Abhitzekessel zu leiten.If the regenerator i has cooled down, the supply of hydrocarbon-containing Gas and steam or the like. Interrupted and the chimney slide 17 pulled. Combustion air can now be introduced into the regenerator 16 through the connector 18 be, this heats up there and burns in the combustion shaft 14 with fuel gas, the is fed through the nozzle i9. The hot exhaust gases become the occupation rooms 3. And 2 heated. The exhaust gases then go through the pipeline 2o to a waste heat boiler 21, in that they use their sensible heat to generate the required during the reaction Release water vapor and finally get through the pipeline 22 to the fox 23. As soon as trim 3 and trim: 2 return to the desired high temperature the heating is interrupted and a new operating period can be started follow, in which hydrocarbons are withdrawn from the generator 16. Instead of the waste heat duct 21 is to be arranged between the gas outlet 2o and the fox 23 It is also possible to extract a partial flow of the heating gases from the filling area at around 25 2 to be withdrawn immediately and passed through a waste heat boiler.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for converting gases containing hydrocarbons with water vapor or carbonic acid or a mixture of water vapor and carbonic acid to hydrogen and carbon oxide at temperatures above about iooo ° in a regenerative: operated gas heater, whereby the reactant or reactants to be reacted with the hydrocarbon-containing gas before mixing be preheated, characterized by Patent 869 i92 that the preheating of the or of the reactants (steam od. the like.) and the reaction thereof with the hydrocarbon-containing gas in a tower-like regenerator is made of two superimposed, but separated by a mixing chamber stocking rooms Has; wherein the hydrocarbon-containing gas is introduced into the mixing chamber between the two filling spaces.

2. Facility for carrying out the procedure according to Claim i, characterized in that the inlet openings for the Gas in the mixing chamber between the two filling areas of the tower-like kegenerator run radially to the regenerator axis and are coaxial with one mixing nozzle each, which open into the mixing chamber and the other with the lower trimming space stay in contact.

3. Device according to claim i, characterized in that the lower trimming space has a central support pillar which forms the bottom of the mixing chamber and carries the top trim of the regenerator supported thereon.

4. Establishment according to claim i or 2, characterized in that between the exhaust gas outlet of the Regenerators (i) and the fox (23) to generate steam, such as for the Reaction required steam serving waste heat boiler (a1) is arranged.