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 BrennstoffenInfo
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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.
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)
- 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. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten restlichen Gase durch eine Gasturbine oder mehrere Gasturbinen geschickt werden.
- 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. 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. 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. 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
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB680243A GB577906A (en) | 1944-03-21 | 1944-03-21 | A process and apparatus for the cracking of carbonaceous material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE944340C true DE944340C (de) | 1956-06-14 |
Family
ID=9821028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEN1976A Expired DE944340C (de) | 1944-03-21 | 1950-09-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Krafterzeugung unter gleichzeitiger Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Brennstoffen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE944340C (de) |
GB (1) | GB577906A (de) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE86463C (de) * | ||||
DE202259C (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 |
-
1944
- 1944-03-21 GB GB680243A patent/GB577906A/en not_active Expired
-
1950
- 1950-09-23 DE DEN1976A patent/DE944340C/de not_active Expired
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB577906A (en) | 1946-06-05 |
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