DE944340C - Verfahren und Vorrichtung zur Krafterzeugung unter gleichzeitiger Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Brennstoffen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Krafterzeugung unter gleichzeitiger Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Brennstoffen

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DE944340C
DE944340C DEN1976A DEN0001976A DE944340C DE 944340 C DE944340 C DE 944340C DE N1976 A DEN1976 A DE N1976A DE N0001976 A DEN0001976 A DE N0001976A DE 944340 C DE944340 C DE 944340C
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ALFRED WILLIAM NEWBERY
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Description

Ein bekanntes kontinuierliches Verfahren zur Carburierung von Kohlenmonoxyd-Wasserstoff-Gasgemischen besteht darin, das Anreicherungsmaterial einem Strom von heißem Kohlenmonoxyd-Wasserstoff-Gasgemisch zuzufügen und das so erhaltene Gemisch durch einen Kanal im Gegenstrom zu einem Strom eines nicht angereicherten Gasgemisches aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff in einem benachbarten Kanal zu leiten. Dabei erfolgt ein Wärmeaustausch durch die die Kanäle trennende Wandung hindurch von dem verhältnismäßig ärmeren und heißeren Gasgemisch zu dem Gemisch aus Kohlenmonoxyd, Wasserstoffgas und Anreicherungsmaterial zwecks Zuführung von Wärme zu der endothermen Reaktion, durch weiche der größere Teil des Anreicherungsmaterials in permanente Gase übergeführt wird.
Das Anreicherungsmaterial kann aus Kohlenwasserstoffen bestehen.
Die Abtrennung wertvoller Produkte, wie Benzol, Toluol und andere flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe und andere Gase, aus den Spaltprodukten ist hinsichtlich der zu erstellenden Anlage und der benötigten Kraft und Wärme sehr kostspielig.
Zum Verbrennen bzw. Spalten von ölen, ζ. Β. von Gasöl, Dampfkesselölen, Teeren, Pechen u. dgl., werden diese Stoffe bisher im wesentlichen unter
Verwendung von Dampf oder Luft bei erhöhter Temperatur und in manchen Fällen unter Vo wärmung und Filtern des · Öles bzw. der anderen Stoffe fein verteilt bzw. versprüht. Bei der direkten Verbrennung von Öl u. dgl. wird im übrigen ein verhältnismäßig großer Überschuß an Luft für die vollständige Verbrennung benötigt, z.B. ein Überschuß von 6o°/o über die theoretisch benötigte Menge, wodurch der Verlust
ίο in den Abgasen erhöht und die . Verbrennungstemperatur erniedrigt wird. Außerdem kann in den meisten Fällen das öl nicht mit Vorteil in Verbrennungsmotoren verwendet werden.
Weiterhin ist es nicht mehr neu, zur Ergänzung von carburiertem Wassergas Kohle oder Koks als primären Brennstoff teilweise, und zwar so weit in einem Generator zu verbrennen, wie zum Aufrechterhalten der Reaktionstemperatur erforderlich ist, und das erzeugte brennbare Wassergas mit Gas oder dampfförmigen anderen Brennstoffen zu vermischen, wobei die Wärme des ersten Gases zum Spalten des zweiten dient, worauf das gesamte Gemisch gekühlt und gegebenenfalls gereinigt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Krafterzeugung unter gleichzeitiger Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Brennstoffen, wie Ölen, Teeren, pulverförmiger! Pechen, pulverförmigen Kohlen oder Kohlenwasserstoffgasen, sowie eine für dieses Verfahren geeignete Vorrichtung. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff zum überwiegenden Teil oder völlig in einem Verbrennungsraum unter einem wesentlich über dem Atmosphärendruck liegenden Druck verbrannt wird, wonach Öle, Teere, pulverförmige Peche, pulverförmige Kohlen oder/und Wasserstoffgase mit den erhaltenen Verbrennungsgasen vermischt werden, deren fühlbare Wärme in an sich bekannter Weise zum Spalten dieser Stoffe hinreicht, worauf das Gemisch aus Spalt- und Verbrennungsprodukten in an sich bekannter Weise in einem oder mehreren Wärmeaustauschern -gekühlt und gegebenenfalls zwecks Kondensation eines Teils der Spaltprodukte oder Verbrennungsprodukte komprimiert und die fühlbare Wärme der restlichen Gase gegebenen-' falls nach Erhöhung der Temperatur derselben in einem oder mehreren Wärmeaustauschern durch arbeitleistende Expansion in Kraftmaschinen teilweise in mechanische Energie umgewandelt wird.
Andererseits? können an Stelle des Hindurchleitens durch einen oder mehrere Wärmeaustauscher zwecks Erhöhung ihrer Temperatur die erwähnten restlichen Gase als Brennstoff bzw. Treibstoff für einen Verbrennungsmotor verwendet werden, dessen Zufuhrluft unter dem gewünschten · Druck durch einen oder mehrere der Wärmeaustauscher geht, oder es kann der Rest als Brennstoff für eine Dampferzeugungsanlage verwendet werden, wobei die Gase, aus denen ein Teil der Spaltprodukte oder Verbrennungsprodukte kondensiert worden ist, und/oder die Zufuhrluft durch eine oder mehrere der Wärmeaustauscher geschickt werden können. -
Wenn die Gase in einem Verbrennungsmotor verwendet werden, so werden die Gase und die Luft unter Überdruck bzw. bei Kompression in den Motor eingeführt. In diesem Falle können die Auspuffgase des Verbrennungsmotors für die Vorwärmung der in dem Verfahren verwendeten Brennstoffe benutzt werden, oder -die fühlbare Wärme der Auspuffgase kann durch Rückführen dieses Gases zur Einlaßseite des Verbrennungsraums ausgenutzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet infolge der unter erhöhtem Druck erfolgenden Verbrennung und Crackung in äußerst wirtschaftlicher Weise und führt neben einer verbesserten Krafterzeugung zu einer erhöhten Ausbeute an wertvollen Spaltprodukten, beispielsweise Benzol und Toluol.
Beispiele von Kohlenwasserstoffgasen, die gemäß dem Verfahren der Erfindung gespalte/i werden können, sind Erdgase und ■ Koksofengase.
Vorzugsweise wird als Brennstoff zur Erzeugung der Wärme ein kleiner Teil des Öls oder Teers oder gepulverten Pechs oder der gepulverten Kohle oder der Kohlenwasserstoffgase verwendet, die gespalten werden sollen, und wenn das Verfahren einmal ausgelaufen, ist, kann ein geringer Teil, z. B. 5 bis 10%, der erzeugten Gase rückgeführt und als Brennstoff für die Erzeugung der erforderlichen Wärme benutzt werden, wobei Luft oder Dampf die Rückführung bewirken.
Gewünschtenfalls kann das Verfahren der Erfindung unter Druck durchgeführt werden, und es ,95 können Katalysatoren benutzt werden.
Sowohl die Primärluft als auch die Sekundärluft und ebenso die in dem Verfahren verwendeten Brennstoffe können gewünschtenfalls vorerhitzt sein.
Das Spalten im Verbrennungsraum kann durch Einführen des Öls oder der anderen Stoffe an mehreren Stellen in Stufen durchgeführt werden, und es können gewünschtenfalls verschiedene Arten von Öl oder gepulvertem Pech oder gepulverter Kohle oder Teer oder Kohlenwasserstoffgasen an diesen verschiedenen Stellen eingeführt werden.
'Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung mit einem Verbrennungsraum mit Einlassen no für Brennstoff und Luft an einem Ende einer Leitung zum Einführen von öl oder Teer oder gepulvertem-Pech oder gepulverter Kohle oder Kohlenwasserstoffgasen in die Verbrennungsprodukte, einer Auslaßleitung für die Entfernung der Spaltprodukte, einem Kompressor zum Komprimieren der Luft oder der Spaltprodukte und einem oder mehreren Wärmeaustauschern -zwecks Austausche der Wärme der erwähnten Gase und einer oder mehreren Krafterzeugungsanlagen.
■Betont sei, daß der hier benutzte Ausdruck Luft auch andere Sauerstoff enthaltende Gase und ebenso Sauerstoff selbst mit oder ohne Zusatz von Dampf oder Kohlendioxyd umfaßt. In den Verbrennungsraum können Teer oder Öl oder Gas zwecks Erzeugung von Generatorgas, Wassergas,
und Kombinationsgase bzw. Mischungen dieser Gase teilweise verbrannt werden. Die fühlbare Wärme dieser Gase und unzersetzten Dampfs oder Kohlendioxyds wird zum Spalten der öle, Teere und Gase verwendet. Die für die Reaktion erforderliche Luft bzw. die Sauerstoff enthaltenden Gase oder Sauerstoff sowie der Dampf bzw. das Kohlendioxyd können in vorgewärmtem oder überhitztem Zustand verwendet werden,
ίο Die abgeänderte Ausführungsform kann auch mit Vorteil zur Erzeugung von Synthesegasen in Verbindung mit der synthetischen Herstellung von Ölen, z. B. nach dem Fischer-Tropschund ähnlichen Syntheseverfahren und Hydrierverfahren, verwendet werden. In diesem Fall wird Sauerstoff für das Verfahren verwendet.
Im folgenden werden als Beispiele einige Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die in den Fig. 1 bis 12 schematisch zwölf Ausführungsformen von Einrichtungen zur Durchführung der Verfahren der Erfindung zeigen.
Gemäß Fig. 1 wird Kohlenwasserstoffgas oder Öl dem Verbrennungsraum 1 durch die mit Ventil 2a ,versehene Leitung 2 unter erhöhtem Druck zugeführt. Sauerstoff oder Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft wird dem Verbrennungsraum durch die mit Ventil 3ß versehene Leitung 3 zugeführt, während Dampf und/oder Kohlendioxyd ebenfalls unter Druck auf entsprechende Weise durch die mit Ventil 4a versehene Leitung 4 zugeführt wird. Kohlenwasserstoffhaltige Gase werden durch die mit Ventil 5a versehene Leitung 5 durch den Wärmeaustauscher 6 geführt, wo sie erhitzt werden, und gehen dann durch die mit Ventil Ja versehene Leitung 7 in den Verbrennungsraum i, in dem sie durch die heißen Verbrennungsprodukte gespalten werden. Die die gespaltenen Kohlenwasserstoffgase enthaltenden heißen Verbrennungsprodukte verlassen den Verbrennungsraum ι durch die mit Ventil 8a versehene Leitung 8 und gehen durch den Wärmeaustauscher 9, in dem sie gekühlt werden, und dann durch" die mit Ventil ioa versehene Leitung io zu dem Wärmeaustauscher 11, in dem sie weiter gekühlt werden, und dann durch die mit Ventil I2a versehene Leitung 12 in den Kühler bzw. Abscheider 13, in dem leicht verflüssigbare Gase und Dämpfe kondensiert werden, die ihn über die mit Ventil I4a versehene Leitung 14 verlassen. Die nicht kondensierten Gase werden dann durch Hindurchführen durch den Wärmeaustauscher 11 erhitzt, durch die mit Ventil i5ß versehene Leitung 15 geführt, gelangen dann zu der Gasturbine 16, von der sie durch die mit Ventil 17« versehene Leitung 17 durch den Wärmeaustauscher 9 zu der Gasturbine 18 gelangen, die sie durch die mit Ventil iga versehene Leitung 19 verlassen, strömen durch den Boiler bzw. Wärmeaustauscher 20 und dann bei atmosphärischem oder erhöhtem Druck je nach Wunsch zu dem Verbraucher.
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 werden öl und/oder Teer und/oder Kohlenwasserstoffgase in den Verbrennungsraum 21 durch die mit Ventil 22a versehene Leitung 22 eingeführt; Luft und/oder Sauerstoff wird durch die mit Ventil 23a versehene Leitung 23 eingeführt, während Dampf und/oder Kohlendioxyd durch die mit Ventil 24a versehene Leitung 24 eingeführt wird. Das öl und/oder Teer und/oder Gas wird in dem Verbrennungsraum verbrannt, und Öl und/oder Kohlenwasserstoffgase, die gespalten werden sollen, werden durch die Leitungen 25 und 26, die mit Ventilen 2Sa und 2Öa versehen sind, zugeführt. Die die Spaltprodukte mit sich führenden Verbrennungsprodukte gehen ab durch die mit Ventil 21Ja versehene Leitung 27 und strömen durch den Wärmeaustauscher 28 und die mit Ventil 29,, versehene Leitung 29 zu dem Wärmeaustauscher 30 und von da über die mit Ventil 3.I0 versehene Leitung 31 zu dem Kühler und Abscheider 32, in dem Dämpfe und leicht verflüssigbare Gase kondensiert werden, die durch die mit Ventil 33a versehene Leitung 33 abgezogen werden. Die nicht kondensierten Gase gehen durch die mit Ventil 34a versehene Leitung 34 ab und gehen durch den Raum 35 mit aktiver Kohle und von da über die mit Ventil 36ß versehene Leitung 36 zu dem Kompressor 37 und dann durch einen weiteren Raum 38 mit aktiver Kohle und die mit Ventil 39a versehene Leitung 39 durch den Wärmeaustauscher 30 zu der Gasturbine 40; die die Turbine 40 verlassenden Gase strömen durch die mit Ventil 4ia versehene Leitung 41 durch den Wärmeaustauscher 28 zu der Gasturbine 42, die die Gase über die mit Ventil 43a versehene Leitung 43 verlassen; ein Teil geht an den Verbraucher, und ein anderer Teil geht über die mit Ventil 44a versehene Leitung 44 durch den Boiler oder Wärmeaustauscher 45, wobei ein Teil des Gases dann zu den Leitungen 39 und 41 (wie dargestellt) durch Leitungen 46, 47, die mit Ventilen 4O0 und 47a versehen sind, zurückgeschickt wird, während weitere Teile des Gases zu dem Verbrennungsraum 21 über die mit Ventil 483 versehene Leitung 48 und zu der Leitung 22 über die mit Ventil 49a versehene Leitung 49 zurückgeschickt werden.
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 3 wird Luft durch die mit Ventil 50a versehene Leitung 50 dem Kompressor S ι zugeführt, den sie unter Druck durch die mit Ventil 52a versehene Leitung 52 verläßt; Öl und/oder Gase werden durch die mit Ventil 53a versehene Leitung 53 eingespritzt. Das Gemisch geht dann in den Verbrennungsraum 54, in dem es verbrannt wird; Öl und/oder Kohlenwasserstoffgase werden durch die Leitungen 55 und 56 eingeführt, die mit Ventilen 5Sß und s6a versehen sind, und werden durch die Verbrennungsprodukte gespalten. Die Verbrennungsprodukte und Spaltprodukte fließen über die mit Ventil 57a versehene Leitung 57 ab und gelangen durch den Wärmeaustauscher 58 und die mit Ventil 59a versehene Leitung 59 zu dem Wärmeaustauscher 60 und dann über die mit Ventil 6ia versehene Leitung6i zu dem Kubier bzw. Abscheider 62, in dem flüssige Kohlenwasserstoffe und leicht verflüssigbaire Gase und Dämpfe abgeschieden und über die mit Ventil 63a
versehene Leitung 63 entfernt werden; ein Teil der nicht kondensierten, Gase wird ebenfalls über die mit Ventil 64a versehene Leitung 64 entfernt, während der Rest durch die mit Ventil 65a versehene Leitung 65 durch den Wärmeaustauscher 60 zu der Gasturbine 66 geführt wird, die die Gase durch die mit Ventil 6ya versehene Leitung 67 durch den Wärmeaustauscher 58 verlassen; sie gehen dann zu der Gasturbine 68, aus der die Gase über die mit Ventil 6ga versehene Leitung 69 abgehen, und gelangen mit dem erforderlichen Druck zu dem Verbraucher.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 wird Luft durch die mit Ventil yoa versehene Leitung 70 dem Kompressor 71 zugeführt; die Luft verläßt unter Druck den Kompressor durch die mit Ventil 1JZ11 versehene Leitung 72.; öl und/oder gepulverte Kohle wird durch die mit Ventil 73a versehene Leitung 73 zugeführt; das Gemisch wird in dem Verbrennungsraum 74 teilweise oder ganz verbrannt, dem öl und/oder gepulverte Kohle und/oder Pech durch die mit Ventil 75a versehene Leitung 75 zugeführt wird, wobei die Temperatur der Verbrennungsprodukte hinreichend hoch ist, um dieses Material zu spalten. Das Gemisch von Verbrennungsprodukten und Spaltprodukten verläßt den Verbrennungsraum über die mit Ventil j6a versehene Leitung 76, wobei ein Teil der Gase in den Kühler und Abscheider yy geht, aus dem die kondensierten Flüssigkeiten, Dämpfe und leicht verflüssigbaren Gase über die mit Ventil 78a versehene Leitung 78 entfernt werden; die unkondensierten Gase gehen über die mit Ventil 79a versehene Leitung 79 in den Verbrennungsmotor 80, der mit Luft unter Druck bei Kompression beschickt wird, über die mit Ventil 8ia versehene Leitung 81, die wie dargestellt von dem Kompresisor 71 beschickt wird. Die Auspuffgase gehen über die mit Ventil 82a versehene Leitung 82 durch den Wärmeaustauscher 83 ab; der Rest der Gase aus der Leitung 76 geht über die mit Ventil 84a versehene Leitung 84 durch den Wärmeaustauscher 83 und wird dann über die mit Ventil 8ss versehene Leitung 85 zurück zu der Leitung 76 geschickt.
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 5 wird Luft durch die mit Ventil 86a versehene Leitung 86 in den Kompressor 87 eingeführt, aus dem die Luft unter Druck über die durch Ventil 88a versehene Leitung 88 durch den Wärmeaustauscher 89 in die Gasturbine 90 geht, von wo· sie über die Leitung 91 mit ihrem Ventil 9I0 durch den Wärmeaustauscher 92 in die Gasturbine 93 gelangt; von dort strömt die Luft, noch unter Druck, in die mit Ventil 94a versehene Leitung 94; ein Teil der Luft wird in die mit Ventil 95,, versehene Leitung 95 geführt, in die öl und/oder Teer durch die mit Ventil 9O0 versehene Leitung 96 eingeführt wird; das Gemisch wird in dem Verbrennungsraum 97 verbrannt; öl und/oder Teer wird durch die Leitung 98 mit ihrem Ventil 98a in die Verbrennungsprodukte eingeführt, in denen das Öl und/oder der Teer gespalten wird; das Gemisch von Verbrennungsprodukten und Spaltprodukten fließt über die mit Ventil 99^ versehene Leitung 99 ab und dann durch den Wärmeaustauscher 92 und die mit Ventil iooo versehene Leitung 100 zu dem Wärmeaustauscher 89 und dann über die mit Ventil 10 ia versehene Leitung 101 zu dem Kühler und Abscheider 102, in dem Teer kondensiert und durch die mit Ventil iO3a versehene Leitung 103 abgeführt wird; das Gas verläßt den Kühler und Abscheider durch die mit Ventil io4a versehene Leitung 104; ein Teil des Gases wird dann durch die mit Ventil iO5a versehene Leitung 105 in den Verbrennungsmotor 106 geschickt, der mit dem Rest der kompromierten Luft aus der Leitung 94 über die mit Ventil io7a versehene Leitung 107, nach Durchgang durch den Kühler 108 vor Erreichen des Verbrennungsmotors, gespeist wird. Die Auspuffgase des Verbrennungsmotors strömen durch die mit Ventil iO9a versehene Leitung 109 durch den Boiler bzw. Wärmeaustauscher 110 ab und werden zur Erzeugung von Kraft verwendet. Der Rest der Gase aus Leitung 104 geht über die mit Ventil 11 ia versehene Leitung 111 und wird zu den Leitungen 88 und 91, wie dargestellt, zur Verbrennung zurückgeführt über Leitungen 112 und 113, die mit Ventilen ii2a und H3a versehen sind.
Bei der Vorrichtung der Fig. 6 wird Luft durch die mit Ventil 1 i/\.a versehene Leitung 114 in den Kompressor 115 geschickt; sie verläßt ihn unter Druck durch die mit Ventil n6a versehene Leitung 116. Öl und/oder Teer wird durch die mit Ventil H7a versehene Leitung· r 17 zugeführt und das Gemisch in der Verbrennungskammer 118 verbrannt, in die Öl und/oder Teer durch die mit Ventil H9a versehene Leitung 119 eingeführt wird; das öl und/oder der Teer wird durch die fühlbare Wärme der Verbrennungsprodukte gespalten. Das Gemisch von Verbrennungsprodukten und Spaltprodukten geht über die mit Ventil I2oa versehene Leitung 120 ab und strömt weiter durch den Wärmeaustauscher 121, durch die mit Ventil I22a versehene Leitung 122, durch den Wärmeaustauscher 123 und dann über die mit dem Ventil i24a versehene Leitung 124 zu dem Kühler bzw. Abscheider 125, in dem flüssige Kohlenwasserstoffe und leicht verflüssigbare Gase kondensiert und durch die mit Ventil I26a versehene Leitung 126 entfernt werden. Die unkondensierten Gase gehen über die mit Ventil i27a versehene Leitung 127, in der die Gase in zwei Ströme unterteilt werden, ab; ein Teil gelangt über die mit Ventil i28a versehene Leitung 128 zu der Verbrennungskammer 129 und der andere Teil über die mit Ventil 13O0 versehene Leitung 130 zu der Verbrennungskammer 131; Luft für die Verbrennung in der Verbrennungskammer 129 wird durch den Kompressor 115 über die mit Ventil I32a versehene Leitung 132 zugeführt; die Luft wird in dem Wärmeaustauscher 123 vorgewärmt. Die die Verbrennungskammer 129 verlassenden Verbrennungsprodukte enthalten überschüssigen Sauerstoff; sie gehen unter Druck durch die mit Ventil i33a versehene Leitung 133, durch die Gasturbine 134 und die mit Ventil i35a versehene Leitung 135 durch den Wärmeaustauscher 121 zu der
Verbrennungskammer 131, in der eine weitere Verbrennung stattfindet. Die Verbrennungsgase verlassen die Verbrennungskammer 131 über die mit Ventil 13O0 versehene Leitung 136, strömen durch die Gasturbine 137 und dann durch die Leitung 138 mit ihrem Ventil I38ß ab und können für die Vorwärmung oder Dampferzeugung verwendet werden.
Bei der Einrichtung der Fig. 7 wird Luft über die mit dem Ventil 14% versehene Leitung 149 dem Kompressor 150 zugeführt, den sie unter Druck über die mit dem Ventil i5iß versehene Leitung 151 verläßt; sie geht durch den Wärmeaustauscher 152 in die Gasturbine 153, die sie über die mit Ventil I54O versehene Leitung 154 verläßt; sie gelangt durch den Wärmeaustauscher 155 in die Gasturbine 156. Ein Teil der noch unter Druck stehenden Luft verläßt die Turbine durch die mit Ventil I57ß versehene Leitung 157; in diese Leitung wird Öl und/oder Teer und/oder gepulverte Kohle durch die mit Ventil I58a versehene Leitung 158 eingeführt; das Gemisch wird in der Verbrennungskammer 159 verbrannt, öl und/oder Teer und/oder gepulverte Kohle wird durch die mit Ventil ΐ6οα versehene Leitung 160 eingeführt und durch die fühlbare Wärme der Verbrennungsprodukte gespalten. Das Gemisch der Verbrennungsprodukte und der Spaltprodukte geht über die mit Ventil i6ia versehene Leitung 161 durch den Wärmeaustauscher 155, die durch das Ventil 162a versehene Leitung 162 durch den Wärmeaustauscher 152, die mit Ventil 163,, versehene Leitung 163 zu dem Kühler und Abscheider 168, in dem flüssige Kohlenwasserstoffe kondensiert werden und aus dem sie durch die mit Ventil I09ß versehene Leitung 169 entfernt werden. Die unkondensierten Gase verlassen ihn über die mit Ventil 170,, versehene Leitung 170 und gehen zu dem Boiler 164, in dem sie mittels unter Druck durch die mit Ventil i65a versehene Leitung 165 zugeführter Luft verbrannt werden; ein weiterer Teil der unter Druck stehenden Luft wird über die mit Ventil i66ö versehene Leitung 166 dem Verbraucher zugeführt. Die Abgase verlassen den Boiler über die mit dem Ventil ΐ6γα versehene Leitung 167 und können für Heizzwecke verwendet werden oder durch den Kamin des Boilers entweichen.
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 8 wird ein Kohlenwasserstoffgas, wie Methan, Erdgas, Koks-So ofengas, ein Restgas der Fischer-Tropsch-Synthese oder eines ähnlichen Syntheseverfahrens oder eines Hydrierverfahrens (wenn es Schwefelwasserstoff enthält) zwecks Entfernung von Schwefelwasserstoff durch die mit Ventil 17I0 versehene Leitung 171 in die Reinigungskammer 172 eingeführt. Das gereinigte Gas gelangt dann durch die mit Ventil τ73α versehene Leitung 173 in den Kompressor 174, den das Gas unter Druck durch die mit Ventil i75a versehene Leitung 175 verläßt; ein Teil geht in den Verbrennungsraum 176, in dem es mittels durch die mit Ventil 177,, versehene Leitung 177 eingeführten Sauerstoffes verbrannt wird; Dampf wird durch die mit Ventil 178,, versehene Leitung 178 zugeführt. Gewünschtenfalls kann das durch die Leitung 175 strömende Gas vor Eintreten in den Verbrennungsraum (durch nicht gezeichnete Mittel) vorerhitzt werden. Der Rest des Gases wird durch die mit Ventil I79S versehene Leitung 179 in die Verbrennungsprodukte eingeführt, die genügend fühlbare Wärme zum Spalten der Gase besitzen. Das Gemisch von Spalt- und Verbrennungsprodukten strömt über die mit Ventil i8oa versehene Leitung 180 ab, durchfließt den Boiler 181 und den Wärmeaustauscher 182, die mit Ventil i830 versehene Leitung 183, den Wärmeaustauscher 184 und die mit dem Ventil i85a versehene Leitung 185 und gelangt zu der Anlage 186 zur Entfernung von Kohlendioxyd, wo das Kohlendioxyd verflüssigt und durch die mit Ventil 19S0 versehene Leitung 195 entfernt wird. An Stelle des Boilers 181 kann ein Regenerator oder eine Mehrzahl solcher verwendet werden. Die nicht konden-, sierten Gase strömen über die mit Ventil i870 versehene Leitung 187 durch den Wärmeaustauscher 184 in die Gasturbine 188, aus der sie über die mit Ventil i89a versehene Leitung 189 durch den Wärmeaustauscher 182 in die Gasturbine 190 gelangen. Wenn weitere Kraft erforderlich ist, können Dampf oder andere Gase durch die mit dem Ventil i87c versehene Leitung i876 zugeführt werden. Die die Turbine 190 durch die mit Ventil 19I0 versehene Leitung 191 verlassenden Gase gelangen zu der Anlage 192 zur Entfernung des organisch gebundenen Schwefels (wenn eine etwa vorhandene organische Schwefelverbindung entfernt werden soll); von dort gehen sie durch die mit Ventil I93B versehene Leitung 193 nach Durchgang durch den Wärmeaustauscher 194 mit der gewünschten Temperatur zu dem Verbraucher.
Bei der Einrichtung der Fig. 9 wird Luft durch die mit Ventil 19O0 versehene Leitung 196 in den Kompressor 197 geschickt, den sie unter Druck verläßt; ein Teil geht über die mit Ventil 198,, versehene Leitung 198 zu dem Verbrennungsraum 199, während der Rest über die mit Ventil 2ooa versehene Leitung 200 durch den Wärmeaustauscher 201 zu dem Boiler 202 strömt. Dem Verbrennungsraum 199 wird auch Öl oder Teer oder brennbares Gas durch die mit Ventil 2O3a versehene Leitung 203 zugeführt. Das Gas wird in dem Verbrennungsraum verbrannt, und Öl oder gepulverte Kohle wird in die Verbrennungsgase durch die mit Ventil 284a versehene Leitung 284 eingeführt. Das Gemisch der Verbrennungsprodukte und Spaltprodukte strömt durch die mit Ventil 285a versehene Leitung 285, durch den Wärmeaustauscher 286 und die mit Ventil 287a versehene Leitung 287 zu dem Kühler und Abscheider 288, in dem flüssige Kohlenwasserstoffe und leicht verflüssigbare Gase kondensiert und aus dem sie durch die mit Ventil 289a versehene Leitung 289 entfernt .werden. Die nicht kondensierten Gase gelangen über die mit Ventil 290a versehene Leitung 290 und durch den Wärmeaustauscher 286 in den Boiler 202. Ein Teil der Abgase wird durch die mit Ventil 29I0 versehene Leitung 291 geschickt und der Rest durch
die mit dem Ventil 292,, versehene Leitung 292, Wärmeaustauscher 201 und die mit Ventil 293,; versehene Leitung 293.
Bei der Einrichtung nach Fig. 10 wird Luft durch die mit Ventil 204a versehene Leitung 204 in den Kompressor 205 geführt, aus dem die Luft unter Druck durch die mit Ventil 2o6ß versehene Leitung 206 durch den Wärmeaustauscher 207 zu der Gasturbine 208 abströmt, von dort geht sie noch unter Druck durch die mit Ventil 2O9ß versehene Leitung 209 und durch den Wärmeaustauscher 210 zu der Gasturbine 211; die Luft verläßt diese noch unter Druck durch die mit Ventil 2i20 versehene Leitung 212. Öl und/oder Teer wird durch die mit Ventil 213^ versehene Leitung 213 zugeführt und das Gemisch in dem Verbrennungs-
. raum 214 verbrannt. Die Verbrennungsgase strömen durch die mit dem Ventil 215,, versehene Leitung 215, in die Öl und/oder Teer durch die mit Ventil
2i6a versehene Leitung 216 eingeführt und durch die fühlbare Wärme der Verbrennungsgase gespalten wird. Das Gemisch der Verbrennungsprodukte und Spaltprodukte geht durch den Wärmeaustauscher 210 und die mit Ventil 217 a versehene Leitung 217, durch den Wärmeaustauscher 207, über die mit Ventil 2 i8a versehene Leitung 218 in einen Kühler und Abscheider 219, aus der kondensierte flüssige Kohlenwasserstoffe und leicht verflüssigbare Gase über die mit Ventil 220a versehene Leitung 220 abgeführt werden. Die nicht kondensierten Gase fließen über die. mit Ventil 22 iß versehene Leitung 221 und werden in dem Kompressor 222 komprimiert. Ein Teil der Gase wird durch die mit Ventil 2230 versehene Leitung 223 unter dem gewünschten Druck dem Verbraucher zugeführt; der Rejt wird über die mit dem Ventil 224a versehene Leitung 224 zu dem Kühler und Abscheider 219 oder zu anderen Teilen der Anlage (durch nicht gezeichnete Mittel) zurückgeführt.
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 11 wird Luft durch die mit Ventil 225,, versehene Leitung 225 in einen Mehrstufenkompressor 226 eingeführt. Ein Teil der Luft vom Kompressor strömt über die mit Ventil 227a versehene Leitung 227 und wird zur Verbrennung von Öl und/oder Teer und/oder Kohlenwasserstoffgasen verwendet, die durch die mit Ventil 228a versehene Leitung 228 in die Verbrennungskammer 229 geführt werden. Öl und/oder Teer wird durch die mit Ventil 23O0 versehene Leitung 230 zugeführt und durch die fühlbare Wärme der Verbrennungsprodukte gespalten. Das Gemisch von Verbrennungsprodukten und Spaltprodukten geht ab über die mit Ventil 23I0 versehene Leitung 231 und gelangt durch den Wärmeaustauscher 232, die mit Ventil 233,, versehene Leitung 233 und den Wärmeaustauscher 234 zu dem Kühler und Abscheider 235, aus dem flüssige und verflüssigte Kohlenwasserstoffgase durch die mit Ventil 23O0 versehene Leitung 236 abgeführt werden. Die nicht kondensierten Gase gehen dann durch die Anlage 237 mit aktiver Kohle, durch die mit Ventil 238,, versehene Leitung 238 und durch den Wärmeaustauscher 234 zu der Gasturbine 239; die. Gase verlassen die Turbine noch unter Druck durch die mit Ventil 24O0 versehene Leitung 240 durch den Wärmeaustauscher 232 und gehen zu der Gasturbine 241; die Gase strömen dann noch unter Druck durch die mit Ventil 242,, versehene Leitung 242 und durch den Wärmeaustauscher 243 zu dem Verbrennungsmotor 244. Ebenfalls unter Druck wird Luft von dem Kompressor 226 mit dem gleichen Druck wie dem in der Leitung 227 oder einem davon verschiedenen Druck durch die mit Ventil 245,, versehene Leitung 245 als Verbrennungsluft dem Verbrennungsmotor zugeführt. Gewünschtenfalls kann ein Teil der Luft durch die mit Ventilen 24O0 und 247ß versehenen Leitungen 246 und 247 zu den Leitungen 238 bzw. 240 zum Verbrennen eines Teils der Gase vor dem Eintritt in die Turbinen 239 und 241 geschickt werden. Weiterhin kann ein Teil oder die Gesamtheit der Luft über die mit Ventil 248g versehene Leitung 248 durch den Wärmeaustauscher 243; und , die mit Ventil 249,, versehene Leitung 249 zu dem Verbrennungsmotor 244 geschickt werden. Die den Verbrennungsmotor verlassenden Gase gehen durch den Wärmeaustauscher 250 durch die mit Ventil 25I0 versehene Auslaßleitung 251. Ein Teil der Gase in der Leitung 242 kann über die mit Ventil 25 2ß versehene Leitung 252 zu der Leitung 228 zurückgeschickt werden. .
Bei einer Einrichtung gemäß Fig. 12 wird Luft durch die mit Ventil 253,, versehene Leitung 253 geschickt und in dem Wärmeaustauscher 254 gekühlt; sie geht über die mit Ventil 25S0 versehene Leitung 255 zu einem Mehrstufenkompressor 256. Die Luft unter Druck strömt über die mit Ventil 258a versehene Leitung 258 und durch den Wärmeaustauscher 257. Die Luft geht dann unter Entspannung durch das Drosselventil 259; flüssige Luft oder verflüssigte gasförmige Komponenten der Luft gehen unter Druck über die mit Ventil 26oa versehene Leitung.260 ab; gasförmige Luft strömt durch die mit Ventil 261 a versehene Leitung 261, durch den Wärmeaustauscher 257 zu der mit Ventil 2Ö2fl versehenen Leitung 262. Die Luft wird dann in zwei Ströme unterteilt; ein Teil wird über die mit Ventil 263 a versehene Leitung 263 zu der Leitung 255 zurückgeführt, und der andere Teil wird durch die mit Ventil 264^ versehene Leitung 264 durch den Wärmeaustauscher 254 zu dem Verbrennungsraum 265 geschickt. In den Verbrennungsraum 265 wird Öl und/oder Kohlenwasserstoffgas durch die mit. Ventil 266ß versehene Leitung 266 und Dampf und/oder Kohlendioxyd durch die mit Ventil 26ya versehene Leitung 267 geschickt, öl und/oder Kohlenwasserstoffgas wird durch die mit Ventil 26S0 versehene Leitung 268 in die Verbrennungsprodukte in den Verbrennungsraum 265 eingeführt und durch deren fühlbare Wärme gespalten. Das Gemisch von Verbrennungsund Spaltprodukten strömt" durch die mit Ventil 209ß versehene Leitung 269, den Wärmeaustauscher 270, die mit Ventil 271 a versehene Leitung 271, durch den Wärmeaustauscher 272 und eine mit einem Ventil 273a versehene. Leitung 273 zu dem
Kühler und Abscheider 274, aus dem kondensierte Kohlenwasserstoffe und verflüssigte Kohlenwasserstoffgase über die mit Ventil 27S0 versehene Leitung 275 entfernt werden. Die unkondensierten Gase verlassen den Kühler und Abscheider durch die mit Ventil 276^ versehene Leitung 276, durch die ein Teil der Gase zum Verbraucher geführt wird; der Rest wird durch die mit Ventilen 277,, und 2783 versehenen Leitungen 277 und 278 abgeführt und dient weiter unten auseinandergesetzten Zwecken. Luft wird aus der Leitung 264 durch eine mit einem Ventil 279,, versehene Zweigleitung 279 durch den Wärmeaustauscher 272 zu der Gasturbine 280 geschickt, während die Gase durch die erwähnte Leitung 278 zugeführt werden. Die die Turbine 280 verlassenden Gase gehen über die mit dem Ventil 28ia versehene Leitung 281 durch den Wärmeaustauscher 270 zu der Gasturbine 282; weitere Gase zum Heizen werden durch die erwähnte Leitung 277 zugeführt. Die die Turbine 282 verlassenden Gase gehen über die mit einem Ventil 2&3a versehene Leitung 283 zu einem Wärmeaustauscher oder Boiler.
In Verbindung mit Kühlverfahren können die zum Kühlen verwendeten Gase oder Medien auf einen höheren Ausgangsdruck komprimiert werden, als er erforderlich ist, und sie können vor ihrer Verwendung zum Kühlen für die Lieferung von Kraft in Gasturbinen unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme der erzeugten Gase benutzt werden. In Verbindung mit Syntheseverfahren, wie das Fischer-Tropsch-Verfahren, Ammoniaksyntheseverfahren und Hydrierverfahren oder Raffinierverfahren, können Gase, wie Kohlenmonoxyd, Wasserstoff und Stickstoff und Mischungen, in der erforderlichen Reinheit und Konzentration hergestellt werden.
Die gesamte Kraft und der Dampf und ein Überschuß können erforderlichenfalls in. der oben aufgezeigten Weise erzeugt werden.
Der für eine Ausführungsform benötigte Sauerstoff oder andere Gase können unter Verwendung dieses Verfahrens ebenfalls billig erhalten werden.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE:
    i. Verfahren zur Krafterzeugung unter gleichzeitiger Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Brennstoffen, wie Ölen, Teeren, pulverförmigen Pechen, pulverförmigen Kohlen oder Kohlenwasserstoffgasen, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff zum überwiegenden Teil oder völlig in einem Verbrennungsraum unter einem wesentlich über dem Atmo-Sphärendruck liegenden Druck verbrannt wird, wonach Öle, Teere, pulverförmige Peche, pulverförmige Kohlen oder/und Wasserstoffgase mit den erhaltenen Verbrennungsgasen vermischt werden, deren fühlbare Wärme in an sich bekannter Weise zum Spalten dieser Stoffe hinreicht, worauf das Gemisch aus Spalt- und Verbrennungsprodukten in an sich bekannter Weise in einem oder mehreren Wärmeaustauschern gekühlt und gegebenenfalls zwecks Kondensation eines Teils der Spaltprodukte oder Verbrennungsprodukte komprimiert und die fühlbare Wärme der restlichen Gase gegebenenfalls nach Erhöhung der Temperatur derselben in einem oder mehreren Wärmeaustauschern durch arbeitleistende Expansion in Kraftmaschinen teilweise in mechanische Energie umgewandelt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten restlichen Gase durch eine Gasturbine oder mehrere Gasturbinen geschickt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die restlichen Gase nicht in Wärmeaustauschern erwärmt, sondern als Brennstoff für einen Verbrennungsmotor verwendet werden, dessen Luftzufuhr unter dem gewünschten Druck durch einen oder mehrere der erwähnten Wärmeaustauscher erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die restlichen Gase anstatt in den Wärmeaustauschern erhitzt zu werden, als Brennstoff für eine Dampferzeugungsanlage verwendet werden, wobei die Gase, aus denen ein Teil der Spalt- oder Verbrennungsprodukte kondensiert wurde, und/oder die zugeführte Luft durch einen oder mehrere der Wärmeaustauscher hindurchgehen.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner Teil der Spaltprodukte in den Verbrennungsraum zurückgeführt und als Brennstoff zur Erzeugung der Wärme für die Spaltung weiterer Ausgangsstoffe verwendet wird.
  6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis S, gekennzeichnet durch einen Verbrennungsraum mit Einlassen für Brennstoff und Luft für die Verbrennung, eine Leitung zum Einführen von Ölen, Teeren, pulverförmigen Pechen, pulverförmigen Kohlen oder Kohlenwasserstoffgasen in die Verbrennungsprodukte, eine Abführleitung zur Entfernung der Spaltprodukte, einen Kompressor zum Komprimieren der Luft oder der Spaltprodukte, einen oder mehrere Wärmeaustauscher und eine oder mehrere Krafterzeugungsanlagen.
    Angezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschriften Nr. 663 025, 592 189, 673> 202 259, 86 463.
    Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
    © 609525 6.56
DEN1976A 1944-03-21 1950-09-23 Verfahren und Vorrichtung zur Krafterzeugung unter gleichzeitiger Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Brennstoffen Expired DE944340C (de)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202259C (de) *
DE86463C (de) *
DE499673C (de) * 1927-04-15 1930-06-10 Ernst Schumacher Dipl Ing Gaserzeuger fuer karburiertes Wassergas aus Koks mit Zufuehrung eines Wasserdampf-OEldampfgemisches in die Brennstoffsaeule
DE592189C (de) * 1929-11-08 1934-02-02 Foerderung Der Braunkohlengase Verfahren und Vorrichtung zum Carburieren von Gasen, vorzugsweise von Wassergas
DE663025C (de) * 1934-10-31 1938-07-27 Giulio Diena Wassergaserzeuger zur Vergasung von Kohlenstaub

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