DE916447C

DE916447C - Verfahren zur Erzeugung von reinem Kohlenoxydgas

Info

Publication number: DE916447C
Application number: DEK4363D
Authority: DE
Inventors: Konrad Hahn
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1942-07-12
Filing date: 1942-07-12
Publication date: 1954-08-09

Description

Verfahren zur Erzeugung von reinem Kohlenoxydgas Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines praktisch ganz aus Kohlenoxyd bestehenden Gases durch Vergasen stückiger, fester Brennstoffe mit einem Gemisch von Sauerstoff und Kohlensäure, wobei der Brennstoff mit einem Gemisch von Sauerstoff und Kohlensäure in Abwesenheit von Wasserdampf vergast und die Asche verflüssigt wird und in flüssigem Zustand abläuft.
Die Erfindung besteht darin, das durch Vergasen des Brennstoffes mittels eines Gemisches von Sauerstoff und Kohlensäure erzeugte Kohlenoxydgas teilweise ohne wesentliche Abkühlung aus dem Gaserzeuger als Nutzgas abzuziehen und teilweise durch den Rohbrennstoff zwecks Vorerhitzung, Trocknung und Entgasung desselben zu leiten. Der zweite Gasstrom kann darauf für Beheizungszwecke od. dgl. weiterverwendet werden.
Durch das gemäß der Erfindung durchgeführte Verfahren wird infolge der eigenartigen Unterteilung des Gasstromes ein erheblich höherer C 0-Gehalt des Nutzgases erzielt. Dieses ist darauf zurückzuführen, daß die Umwandlung des Kohlenoxydes in Kohlensäure fortfällt, die bei Abkühlung von Generatorgas in Gegenwart von elementarem Kohlenstoff mit beträchtlicher Geschwindigkeit vor sich geht. .
Indem man gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren den Nutzgasteil aus dem Gaserschacht mit hoher Temperatur abzieht und außerhalb des Gasers, d. h. ohne daß das Gas mit dem Brennstoff (Kohlenstoff) in Berührung ist, abkühlt, z. B. in einem Dampfkessel, bleibt der hohe CO-Gehalt des Gases, der infolge der hohen Arbeitstemperatur des Schlackenabstichgaserzeugers primär erreicht werden kann, praktisch unverändert. Das Generatorgasgleichgewicht wird also im Bereich eines hohen C 0-Gehaltes eingefroren, und die zur Kohlensäurebildung führende Sekundärreaktion wird unterdrückt.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage wird der zu vergasende Brennstoff, beispielsweise Koks, durch den Gichtverschluß i in eine nach unten sich konisch verjüngende Kammer 2 eingefüllt, in welcher die Trocknung und Entgasung des Brennstoffes stattfindet. Vom unteren Ende der Vorerhitzungskammer 2 geht eine verengte öffnung 3 in einen zweiten, ebenfalls nach unten sich konisch verjüngenden Reaktionsraum 4, in dem die Vergasung des Brennstoffes durchgeführt wird. Zur Vergasung dient bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Gemisch von Sauerstoff und Kohlensäure, welches durch die Rohrleitung 5 einer Verteilerleitung 6 zugeführt wird, die mit über den unteren Teil des Reaktionsschachtes 4 verteilten wassergekühlten Düsen 6a in Verbindung steht.
Das Vergasungsmittel, welches bei der Erzeugung von C 0-Gas wasserdampffrei zugeführt wird, wird hinsichtlich des Verhältnisses von Sauerstoff und Kohlensäure so eingestellt, daß im Reaktionsraum die günstigste Arbeitstemperatur ständig aufrechterhalten wird.
Die bei der Umsetzung des Vergasungsmittels mit dem Brennstoff anfallende Asche wird in dem verengte Unterteil 7 des Reaktionsschachtes verflüssigt und läuft bei 8 ab.
Das bei der Reaktion entstandene Gas steigt zunächst im Schacht 4 aufwärts. Es verläßt die Reaktionszone des Schachtes 4 mit etwa 1500° und gibt unter Umständen im oberen Teil des Schachtes an den Brennstoff so viel Wärme ab, daß ein Teilstrom des Gases mit etwa 1200 bis 13oo° durch den Stutzen 9 aus dem ringförmigen freien Raum oberhalb der Böschungen io abgezogen werden kann.
Der Rest des im Schacht 4 erzeugten Gases strömt durch die Verengung 3 in den Vorerhitzungsraum 2 und gibt dort seine Wärme an dem kalt aufgegebenen Brennstoff zwecks Trocknung und gegebenenfalls Entgasung ab. Das auf etwa ioo bis 200° abgekühlte Gas verläßt den Vorerhitzungsraum 2 durch den Stutzen i i und gelangt durch die Rohrleitung 12 in einen Kühler und Wascher 13, in dem es auf etwa 30° abgekühlt und gleichzeitig von Staub u. dgl. befreit wird. Bei 14 kann ein Brenngas mit etwa 85 bis 9o olo Kohlenoxyd abgezogen werden, das zu Heiz- oder sonstigen Zwecken verwendet werden kann.
Das durch den Stutzen 9 aus dem Reaktionsschacht 4 abgezogene, praktisch ganz aus Kohlenoxyd bestehende Nutzgas wird zunächst in einem Dampfkessel 15 vorgekühlt und gelangt dann in einen Wärmeaustauscher (Rekuperator) 16, in dem es unter Vorwärmung von Gas oder Luft weiter gekühlt wird. Die Temperatur des Nutzgases beträgt am Ausgang des Rekuperators 16 etwa 25o bis 270°. Das Gas gelangt dann in einen Kühlwascher 17, in dem es auf etwa 30° gekühlt und von Staub u. dgl. befreit wird.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage folgt hiernach eine Feinreinigung des Gases in einem Desintegrator 18, der in einen Wasserabscheider (Tropfenfänger) i9 überleitet. Alsdann wird das gereinigte und gekühlte Gas durch den Rekuperator 16 geleitet, um es auf etwa 2oo° aufzuheizen und bei dieser Temperatur in der Einrichtung 2o einer Schwefelreinigung zu unterwerfen. Anschließend erfolgt in dem Kühler 21 nochmals eine Kühlung und schließlich, vorteilhaft nach Verdichtung in dem Kompressor 22, eine Behandlung mit Kalilauge od. dgl. in einem Kolonnenapparat 23, um etwa in dem Gas noch enthaltene Spuren von Kohlensäure zu binden.
Bei 24 kann aus der dargestellten Anlage ein verdichtetes Kohlenoxydgas abgezogen werden, das praktisch frei von Wasserstoff, Wasserdampf. Stickstoff, Kohlensäure und Schwefelverbindung ist.
Der besondere Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in erster Linie darin, daß die Reaktion im Schacht 4 genau einwandfrei beherrscht werden kann, nämlich durch die einfach auszuführende Regelung des Mengenverhältnisses von Sauerstoff und Kohlensäure im Vergasungsmittel. Hierdurch läßt sich einerseits eine einwandfreie Verflüssigung der Brennstoffschlacke erreichen und andererseits jegliche nachteilige Verdampfung der Schlacke verhindern. Der Betrieb gestaltet sich somit trotz der angewandten hohen Reaktionstemperaturen relativ einfach. Andererseits sichern die hohen Arbeitstemperaturen, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingehalten werden können, eine sehr hohe Kohlenoxydbildung und eine weitgehende Umwandlung der eingeführten Kohlensäure durch den Kohlenstoff des Brennstoffes, so daß ein praktisch ganz aus Kohlenoxyd bestehendes Nutzgas erzeugt wird.
Bei der bisher geschilderten Betriebsweise muß etwa die Hälfte des in der Reaktionskammer erzeugten Gases durch die Vorerhitzungskammer 2 zwecks Vorbereitung des Brennstoffes geleitet werden. Wenn die für die Vergasung zur Verfügung stehende Menge an Sauerstoff begrenzt ist oder auf den angegebenen hohen Gehalt des aus dem Vorerhitzungsschacht 2 abgehenden Gases an Kohlenoxyd kein Wert gelegt wird, ist es möglich, die Wärme für die Vorerhitzung des Brennstoffes mehr oder weniger durch einen heißen Gasstrom zu decken, der an geeigneter Stelle in die Vorerhitzungskammer 2 oder die Verengung 3 eingeleitet wird. Hierbei wird jedoch vorteilhaft stets ein wenn auch geringer Teilstrom des Gases aus dem Reaktionsschacht. durch die Verengung 3 nach oben abgezogen, um ein Eindringen des unreinen Heizgases in den Reaktionsraum 4 und damit eine Verunreinigung des dort erzeugten Kohlenoxydgases zu verhindern.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist unter Umständen dem Brennstoff ein Zusatz eines den Schmelzpunkt der Asche erniedrigenden Stoffes zu geben. Hierfür kommen in erster Linie in Betracht Schlacke des Siemens-Martin-Ofen-Verfahrens, arme Eisenerze, Kalkstein u. dgl. Diese Zuschläge werden gemeinsam mit dem Brennstoff in den Gaser eingeführt und mit dem Brennstoff im Vorerhitzungsschacht erhitzt, wobei die Karbonate der Zuschläge ihre Kohlensäure verlieren und selbstverständlich auch eine Trocknung der Zuschläge erfolgt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erzeugung eines praktisch ganz aus C O bestehenden Gases durch Vergasen stückiger, fester Brennstoffe mit Sauerstoff und Kohlensäure, wobei der Brennstoff mit einem Gemisch von Sauerstoff und Kohlensäure in Abwesenheit von Wasserdampf vergast und die Asche verflüssigt wird und in flüssigem Zustand abläuft, dadurch gekennzeichnet, daß von dem entstehenden Kohlenoxydgas ein Teil ohne wesentliche Abkühlung aus dem Gaser als Nutzgas abgezogen und der andere Teil durch den Rohbrennstoff zwecks Vorerhitzung, Trocknung und Entgasung desselben geleitet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 534 66o, 540 316, 571 168, 580 566; Dr.-Ing. J. G w o s d z , »Generatorgas «, Halle, 1921, s. 17o bis 173; Dr. Ferd. Fischer, »Kraftgas«, Leipzig, I921, S. 123; Dr. Karl Bunte, »Zum Gaskursus«, München, 1929, S. 75 bis 79.