-
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.