DE906969C

DE906969C - Verfahren zur Erzeugung von Starkgas mit hohem Heizwert durch Vergasen von festen Brennstoffen mit Sauerstoff

Info

Publication number: DE906969C
Application number: DEM3960D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Hubmann
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1942-01-01
Filing date: 1942-01-01
Publication date: 1954-03-18

Description

Verfahren zur Erzeugung von Starkgas mit hohem Heizwert durch Vergasen von festen Brennstoffen mit Sauerstoff Es ist bekannt, durch Vergasung fester Brennstoffe, z. B. von Steinkohle oder Braunkohle, mit Sauerstoff und Wasserdampf unter einem Druck von mehreren Atmosphären, z. B. 2o at, ein Gas zu erzeugen, das infolge seines hohen Gehaltes an synthetisch gebildetem Methan einen Heizwert von ungefähr 380o bis 420o kcal/Nm3 aufweist und für die Verwendung als Stadtgas geeignet ist. Auch hat man schon Methan durch Einleiten von wasserstoffreichem Gas in ein auf 70o bis 80o° C erhitztes Brennstoffbett erzeugt. Ferner wurde bei der Druckvergasung mit Sauerstoff und Wasserdampf einer über der Vergasungszone vorgesehenen Hydrierzone Wärme besonders zugeführt und wasserstoffreiches Gas durch diese Zone zwecks Hydrierung des Brennstoffes geleitet, wobei außer Teer auch noch Methan entstand. Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß dem Druckraum, in dem der Brennstoff behandelt wird, von außen Wärme zugeführt wird, was auf konstruktive Schwierigkeiten stößt.
Gemäß der Erfindung wird ein methanreiches Gas dadurch gewonnen, daß die Druckvergasung fester Brennstoffe mit einem sauerstoffhaltigen Vergasungsmittel, z. B. Mischungen von Sauerstoff, Wasserdampf und bzw. oder Kohlendioxyd, und die Bildung von Methan durch Hindurchführen eines wasserstoffreichen Gases, z. B. bei der Einführung des Vergasungsmittels erzeugten und gegebenenfalls von Wasserdampf und einem Teil des Kohlendioxyds - befreiten Gases, durch ein heißes Brennstoffbett in periodischem Wechsel im gleichen Gaserzeuger durchgeführt werden.
Beispielsweise wird ein Druckgaserzeuger bekannter Bauart unter einem Druck von z. B. 2o at wechselweise derart betrieben, daß io Minuten mit Sauerstoff und Wasserdampf geblasen wird, wobei ein primäres Gas folgender Zusammensetzung: 300/0 C 02, 18"/& CO, 4o '/o H2, i o % C H4, 10/0 CnHm, i0/0 i\T2 entsteht, und daß dann für 5 Minuten ein wasserstoffreiches Gas folgender Zusammensetzung: 5% CO2, 25019 CO, 5611/a 121 1q.0/0 C I-141 i,2%, Cn Hm, 1,411/a N2 durch das Brennstoffbett geleitet wird, das durch Waschen eines Teiles des primären, mnt Sauerstoff und Wasserdampf erblasenen Gases mit Wasser unter Druck entstanden ist. Durch Reaktion zwischen diesem Gas und dem Kohlenstoff des Brennstoffbettes entsteht ein methanreiches Gas etwa folgender Zusammensetzung: ""/0 11/a C021 200/0 CO' 33'/o H2, W/0 C H4, o,5 % Cn Hm, 2,5 °/a N2. Durch Mischung dieses Gases mit primärem Gas und Entfernung eines Teiles der Kohlensäure läßt sich dann ein Starkgas erzeugen, dessen Heizwert bis zu d5oo kcal/Nm3 und selbst mehr betragen kann.
Beispielsweise wird, wenn eine Anlage mit mehreren Gaserzeugern ausgestattet ist, zweckmäßig unter Zwischenschaltung eines ausgleichenden Gasspeichers, in einem Teil der Gaserzeuger wasserstoffreiches primäres Gas erzeugt, das, gegebenenfalls nach Abtrennung von Wasserdampf und Kohlendioxyd, in einen oder mehrere erfindungsgemäß betriebene Gaserzeuger geleitet wird.
Besonders gut gelingt die Aufrechterhaltung eines möglichst gleichmäßigen Temperaturzustandes im Brennstoffbett dadurch, daß von den verschiedenen Sektoren oder Teilen des Gaserzeugerquerschnittes die einen mit Vergasungsmittel und die anderen mit wasserstoffreichem Gas beaufschlagt werden. Das Brennstoffbett wird dann in den einzelnen Sektoren abwechselnd auf Vergasung mit Sauerstoff und Wasserdampf einerseits und auf Methanbildung durch Reaktion zwischen dem heißen Brennstoff und dem eingeleiteten Wasserstoff betrieben. Den Gaserzeuger verläßt einMischgas mit erhöhtem Methangehalt, so daß selbst bei Verarbeitung gasarmer Brennstoffe ein Heizwert des Gases von 450o kcal/Nm3 dauernd erreicht werden kann.
Die wechselweise Beaufschlagung der Sektoren des Gaserzeugers kann durch paarweise Anordnung von Düsen am Mantel des Gaserzeugers erfolgen, von denen die eine eines jeden Paares an die Zuleitung für das Vergasungsmittel, die andere an die Zuleitung für wasserstoffreiches Gas angeschlossen ist. Die Zuleitungen zu den Düsen eines jeden Paares werden mittels bekannter Steuerorgane wechselweise geöffnet und geschlossen, am zweckmäßigsten so, daß die in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Sektoren des Schachtes abwechselnd mit dem Vergasungsmittel und dem wasserstoffreichen Gas betrieben werden.
Noch einfacher kann dieser Wechsel der Beaufschlagüng des Brennstoffbettes dadurch erreicht werden, daß die Düsen für die Zuleitung der Gase am Umfang eines sich drehenden Rostes angeordnet sind, derart, daß in der Drehrichtung abwechselnd eine Düse an die Zuleitung für Sauerstoff und Wasserdampf und die nächste an die Zuleitung für wasserstoffreiches Gas angeschlossen ist. Es ergibt sich auf diese Weise eine vollständig kontinuierliche Betriebsweise ohne Umschaltung.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung gelingt es, aus festen Brennstoffen ein methanreiches Gas von 4500 kcal/Nm3 durch restlose Vergasung mit Wasserdampf und Sauerstoff zu erzeugen, auch wenn diese Brennstoffe, wie beispielsweise Koks oder Magerkohle, infolge geringen Gehalts an flüchtigen Bestandteilen und geringerer Reaktionsfähigkeit nicht besonders zu einer Erzeugung von Methan geeignet sind. Das Verfahren ermöglicht daher, bei Anlagen zur restlosen Druckvergasung auch in diesen Fällen den Heizwert des Kokereigases zu erreichen; und beseitigt darn,it ein großes Hindernis für den Ausbau der Großgasversorgung zu einem gemeinsamen, über weite Gebiete sich erstreckenden Gasversorgungsnetz.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung von Starkgas mit hohem Heizwert durch Vergasen von festen Brennstoffen mit Sauerstoff unter einem Druck von mehreren Atmosphären, dadurch gekennzeichnet, daß in das Brennstoffbett eines Gaserzeugers in periodischem Wechsel sauerstoffhaltiges Vergasungsmittel, z. B. Mischungen von Sauerstoff, Wasserdampf und bzw. oder Kohlendioxyd, und wasserstoffreiches Gas, z. B. bei der Einführung des Vergasungsmittels erzeugtes und gegebenenfalls von Wasserdampf und einem Teil des Kohlendioxyds befreites Gas, eingeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergasungsmittel und das wasserstoffreiche Gas abwechselnd durch die einzelnen Sektoren des Schachtquerschnittes des Gaserzeugers geführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergasungsmittel und das wasserstoffreiche Gas durch Öffnungen in einem sich drehenden Rost eingeführt werden, die in der Drehrichtung abwechselnd an die Zuleitung für das Vergasungsmittel und an die Zuleitung für das wasserstoffreiche Gas angeschlossen sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 540 316, 592 223.