DE897610C - Verfahren zur Erzeugung von Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung von Gasen Die Erfindung bezieht sich auf .die Erzeugung eines Gases, das ;im wesentlichen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff besteht und praktisch frei von Kohlenwasserstoffen, insbesondere teerigen Bestandteilen ist.
• Gase der vorgenannten Art werden heutzutage vielfach benötigt, um Kohlenwasserstofföle u. dgl. synthetisch herzustellen. Die Gase finden auch Verwendung bei derbekanntenSynthesevonAmmoniak aus dem Stickstoff der Luft und Wasserstoff sowie für andere Zwecke.
• In allen den genannten Fällen kommt es darauf an, ein Gas zu erzeugen, .das praktisch frei von Kohlenwasserstoffen, insbesondere solchen von höherem Siedep,tnkt, und harzartigen oder harzbildenden Besta steilen ist. Enthält das Gas solche Verunreinigunl,en, so werden die Grenzflächen der bei der nachfolgenden chemischen Reaktion benutzten Katalysatoren schon nach kurzer Zeit belegt und dadurch die katalytische Wirkung des Kontaktes aufgehoben.
• Aus der Vergasung von bituminösen stückigen Kohlen in üblichen Gaserzeugern, welche einen Vergasungsschacht besitzen, in dem die Vergasungsreaktion im Gegenstrom zwischen dem oben aufgegebenen festen Brennstoff und den unten beispielsweise durch einen Rost eintretenden Vergasungsmedien erfolgt, entsteht ein Cxeneratorg.as, das . beträchtliche Mengen von teerigen Bestandteilen, die bei der Erhitzung des Brennstoffs aus dessen Bitumen abgespalten werden, enthält.
• Um die teerigen Bestandteile des Generatorgases und die anderen in ihm enthaltenen Kohlenwasserstoffe zu beseitigen, sind. bereits verschie-,dene Vorschläge gemacht worden. Einer dieser Vorschläge sieht beispielsweise vor, zwei übliche Gaserzeuger oben miteinander zu verbinden, derart, daß das beim Gasen in dem einen Gaserschacht entstehende Mischgas durch den Verbindungskanal in den Füllraum des anderen Gaserschachtes :gelangt, den es von oben nach unten durchströmt, um durch den Rost abgezogen zu werden. Dabei wird in den Verbindungskanal zwischen den beiden Gaserzeugern Sauerstoff eingeleitet, .der mit innerer Flamme in dem Gasstrom verbrennt und diesen dabei auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur der teerigen Bestandteile bzw. Kohlenwasserstoffe erhitzt. Das erhitzte Gas geht dann durch .die Füllung des zweiten Gaserzeugers abwärts und zieht durch den Rost ab.
• Mit dem beschriebenen Doppelschachtgaserzeuger ist es zwar möglich, das -in dem jeweils ersten Vergasungsschacht entstehende Mischgas praktisch frei von Kohlenwasserstoffgin zu erhalten. Indessen besteht die Gefahr, daß das kohlenwasserstofffreie heiße Mischgas im zweiten Gas erschacht .aus den relativ kalten Teilen der Schachtfüllung erneut teeiige Bestandteile bzw. Köhlenwasserstoffe aufnimmt, .die in der Reaktionszone des zweiten Gaserzeugers nicht vollständig zersetzt werden, da dort die notwendige hohe Temperatur .nicht oder nicht mehr herrscht.
• Ein weiterer Nachteil des Doppelgaserzeugers besteht .darin, .daß ein Teil des wertvollen Kohlenoxyds und Wasserstoffs mit dem Sauerstoff zu Kohlensäure und Wasserdampf verbrannt werden muß, um die Zersetzungstemperatur für die Kohlenwasserstoffe zu erreichen.
• Schließlich ist auch noch nachteilig, daß der Rost des jeweils auf der Abzugsseite befindlichen Gaserzeugers eine wesentlich höhere Temperatur annimmt, als sie bei dem üblichen Gaserzleugerbetrieb vorkommt, weil der Rost nur zeitweilig durch die relativ kühlen Vergasungsmedien gekühlt wird.
• Gemäß der Erfindung wird nun die Erzeugung von praktisch kohlenwasserstofffreiem Generatorgas aus stückigen bituminösen Brennstoffen in folgender Weise vorgenommen: Zur Vergasung des stückigen bituminösen Brennstoffs wird ein oder eine Gruppe von üblichen kontinuierlich arbeitenden Gaserzeugern beispielsweise mit Drehrost benutzt, .in die der Brennstoff oben aufgegeben wird und die Vergasungsmedien unten eingeleitet werden. Das in diesen Gaserzengern oder Gruppe von Gaserzeugern anfallende Mischgas wird ohne wesentliche .Abkühlung direkt in ein dem Gaserzeuger zugeordnetes Regenerativsystem geleitet, wo es. im Wärmeaustausch mit feuerfestem Gitterwerk od. dgl. auf die für die Zerlegung der Kohlenwasserstoffe- bzw. deren Umsetzung mit Wasserdampf erforderliche Temperatur gebracht wird.
• Ein wesentlicher Vorteil des. Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß aus der bituminösen Stückkohle in der im normalen Generatorbetrieb bewährten und betriebssicheren kontinuierlichen Arbeitsweise ein praktisch völlig vonKohlenwasserstoffen freies, wertvolles Gas erzeugt werden kann, und zwar in der maximal möglichen Ausbeute. Dieser Vorteil wiegt insbesondere dort( schwer, wo die Vergasung mit Sauerstoff oder mit Luft von erhöhtem Sauerstoffgehalt) erfolgt, da der wertvolle reine Sauerstoff bei dem erfindungsgemäß Verfahren praktisch ausschließlich zur Bildung von Kohlenoxyd bzw. Wasserstoff benutzt wird, während zur Deckung des Wärmebedarfs der Teerzersetzung lediglich Luft gebraucht wird.
• Diese Trennung schließt allerdings im Sinne der Erfindung nicht aus, daß man unter Umständen eine geringe Menge von reinem Sauerstoff bz-,v. Luft von erhöhtem Sauerstoffgehalt in das Mischgas hineinbrennt, beispielsweise um die Temperaturspitze zu decken und dadurch den Bauaufwand für dass Regenerativsystem entsprechend zu vermindern. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens genügt dann ein einzelner Wärmeaustauscher, der abwechselnd in verschiedener Richtung beaufschlagt wird, während man im anderen Fall zwei verschiedene Regenerativsysteme benötigt, von denen in jeder Betriebsperiode nur eines zur Erhitzung des Mischgases auf die Zersetzungstemperatur der teerigen Bestandteile dient, während das andere mit, Luft und einem geeigneten Brennstoff aufgeheizt wird.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt.
• Die dargestellte Anlage besitzt eine Gaserzeugungseinrichtung A, der die beiden Regeneratoren B und C zugeordnet sind.
• Als Gaserzeuger wird I ein unten mit einem Kühlmantel; i versehener Schacht a benutzt, der oben eine Aufgabevorrichtung 3 für den zu vergasenden Brennstoff besitzt. Unten wird der Gaserschacht von dem Drehrost q. begrenzt, der mit einer Aschenschüssel 5 in bekannter Weise zusammenwirkt.
• Der Gaserschacht z ist am oberen Ende mit den beiden Austritten 6, 7, versehen, die durch die Rohrleitung 8 bzw. 9 mit einem nassem. Verschluß io bzw. ii oder entsprechenden trockenen Verschlüssen verbunden sind. Von den Ventilen io, ii führen Rohrleitungen 12 bzw. 13 unten in. die Regeneratoren B bzw. C.
• Es sei beispielsweise angenommen, daß der Regenerator C in einer vorhergehenden Betriebsperiode auf hohe Temperatur erhitzt worden ist und dazu dient, die Zersetzung der teerigen Bestandteile des Gases zu bewirken, und d'aß der Regenerator B aufgeheizt wird.
• Zu diesem Zweck wird das Ventil ii geöffnet, :so daß Gas aus dem Gaserzeuger z in den Regenerator C eintreten kann. Am Regenerabor C ist dann das Abhitzeventtil 14 und das Einlaßventil 15 für Verbrennungsluft geschlossen, während das Ventil 16 geöffnet ist, das die Rohrleitung 17 beherrscht, durch welche das umgesetzte reine Gas zur Weiterverwendung abgeleitet wird.
• Aus der Rohrleitung 18 kann nach Öffnen des Ventils i9 zusätzlich noch Dampf zusammen mit dem Generatorgas in den Erhitzer eintreten.
• Das Gas bzw. Gas-Dampf-Gemisch steigt in dem einen Teil 2o :des Generators C aufwärts und gelangt durch -den oberen Kuppelraum 21 in den zweiten Teil 2-2, der unten mit der Nutzgasleitung 17 verbunden ist. Auf diesem Wege durch den Besatz der Regeneratorabteile 2o, 22 wird das Gas hoch erhitzt, beispielsweise auf i2oo°, so daß die im Gas enthaltenen teeiigen Bestandteile bzw. Kohlenwasserstoffe, gegebenenfalls in Reaktion mit Wasserdampf, in permanente Gase oderunschädliche niedrige Kohlenwassers@toffe umgewandelt werden.
• In der gleichen Betriebsperiode wird das Regeneratorsystem B aufgeheizt, indem von unten nach Öffnen des Ventils- 23 aus, der Rohrleitung 24 Verbrennungsluft in das Abteil 25 eingeleitet wird. Ein geeignetes Heizgas wird in den Kuppelraum 26 nach Öffnen des Ventils 27 durch dieRohrleitung 28 eingeleitet. Das Heizgas verbrennt mit der in dem Schachtteil 25 vorgewärmten Luft, die heißen Ab.-gase ziehen durch das andere Abteil 29 des Regenerators B ab und gelangen durch das offene Abgasventil 30 und die Abgasleitung 3 i zum Fuchs 3i2. Während dieser Betriebsperiode ist selbstverständlich das Heizgasventil 33 am Regenerator C geschlossen.
• Sobald der Regenerator C abgekühlt ist und die Zersetzung der Kohlenwasserstoffe bzw. teeiigen Bestandteile unvollständig zu werden droht, wird die Strömungsrichtung in den beiden Regenerativsysternen gewechselt. Es wird dann der Regenerator B nach Betätigung der entsprechenden Absperrorgane mit dem Gaserzeuger 2 verbunden und der Regenerator C in der vorstehend für den Regenerator B beschriebenen Weise aufgeheizt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung von Gasen, die im wesentlichen aus, Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehen und praktisch frei von Kohlenwasserstoffen (teeiigen Bestandteilen) sind, insbesondere für die Synthese von anorganischen oder organischen Stoffen, aus bituminösen Stückkohlen, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in einem üblichen, nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Schachtgenerator mit ein-ein aus Sauerstoff und Wasserdampf bestehenden Vergasiungsgemils,ch vergast und das erzeugte, oben aus dem Schacht austretende, aus Ver- und Entgasungsgas bestehende Gasgemisch anschließend in einem dem Gaserzeuger zugeordneten Regenerativsystem bis über die Temperatur der Zersetzung der Teerkohlenwasserstoffe in permanente Gase mit Wasserdampf und gegebenenfalls Sauerstoff erhitzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß in das das Regenerativsystem durchfließende aufgeheizte Nutzgas eine geringe Menge Sauerstoff hineingebrannt wird. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 3o6 64.