DE975612C - Verfahren zum Vergasen von OEl, insbesondere Heizoel - Google Patents

Description

• Verfahren zum Vergasen von Öl, insbesondere Heizöl Bekanntlich kann man Öle, insbesondere Heizöle, in, ähnlicher Weise vergasen wie Kohlen. Dabei kann man entweder mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen arbeiten oder auch ohne Sauerstoff. Bei Anwendung von Sauerstoff gelingt es, aus ölen nicht nur Gase zu erzeugen, die Wassergascharakter oder Synthesegascharakter haben, man kann im Gegensatz dazu bei Einhaltung niedriger Temperaturen aus Heizöl mit Wasserdampf und Sauerstoff ein Gas herstellen, das eine ähnliche Zusammensetzung aufweist wie Stadtgas. Nun ist die Erzeugung von Gasen mittels reinem oder hochkonzentriertem Sauerstoff verhältnismäßig kostspielig, denn die Anlage- und Betriebskosten der Sauerstoffanlage sind nicht geringfügig.. Will man jedoch ein Stadtgas aus Heizölen herstellen ohne Anwendung von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, so ergaben sich bisher sehr große Schwierigkeiten. Man muß ja für die Vergasungsreaktion einen Wärmeträger haben. Als solchen nimmt man zweckmäßigerweise Wasserdampf oder einen Teil des erzeugten Gases. Arbeitet man nun zwecks guter Aufarbeitung des Öls mit verhältnismäßig hohen Temperaturen, und zwar mit Wasserdampf als Wärmeträger, so zeigt sich, daß man wohl eine gute Ausbeute erhält; daß - aber andererseits nicht genügend Kohlenwasserstoffe im erzeugten Gas erhalten werden können, weil diese bei den hohen Temperaturen mit dem Wasserdampf umgesetzt werden. Ein anderes Mittel wie Wasserdampf als Wärmeträger zu nehmen, ist schlecht angängig, weil dieses ja hocherhitzt werden muß uni dann die Kohlenwasserstoffe umgesetzt oder gekrackt werden. Man kann also auf diese Weise kein: methanreiches oder kohlenwasserstoffhaltiges Gas erhalten. Also muß man bei Wasserdampf als Wärmeträger schon bleiben, was aber, wie schon oben erwähnt, bei den betreffenden hohen Temperaturen, die nötig sind, um den Kohlenstoff des Heizöls möglichst restlos umzusetzen, die Bildung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere von Methan, im erzeugten Gas ebenfalls verhindert.
• Es ergibt sich beim Vergasen von Heizölen auf Stadtgas ohne Sauerstoffzusatz aber noch eine weitere Schwierigkeit. Das Öl muß ja in feinverteiltem Zustande, also durch eine Art Brenner in den Reaktionsraum eingedüst werden, um zusammen mit dem hocherhitzten Wasserdampf in Reaktion zu kommen. Es zeigt sich nun, daß ein gewisser Teil des Kohlenstoffs beim Vergasen übrigbleibt und in Form von Ruß mit dem erzeugten Gasstrom ausgetragen wird. Diese Schwierigkeit tritt, wie gesagt, vorwiegend bei den Temperaturen ein, die man anwenden muß, um eine möglichst vollständige Vergasung des Öls zu erreichen. Arbeitet man andererseits bei niedrigeren, Temperaturen., die das erzeugte Gas verhältnismäßig hochwertig, also mit Stadtgascharakter in Erscheinung treten lassen, so erhält man neben kleineren Mengen Ruß auch noch teerige Rückstände, die verhältnismäßig unangenehm sind. Dieser anfallende Dickteer verstopft leicht die Apparatur und vermindert andererseits das Ausbringen. Außerdem ist dieser Dickteer kaum irgendwie industriell weiter zu verwerten.
• Es gelingt nun, die bei der Ölvergasung auf Stadtgas ohne Zusatz von sauerstoffhaltigen Gasen eintretenden Schwierigkeiten zu beseitigen, wenn erfindungsgemäß gearbeitet wird.
• Bei den bisher bekannten Verfahren zur Ölvergasung wird einem aufgeheizten Behälter Dampf und Öl an gleicher Stelle zugegeben. Das Gemisch von Öl, Öldampf und Wasserdampf durchwandert diesen Behälter, reagiert dort und wird nach dem Verlassen des Reaktionsbehälters an zwei verschiedenen Stellen mit Öl karburiert.
• In einem anderen bekannten Verfahren wird ein Ölkarburator einer Wassergasanlage mit Koksbett nachgeschaltet.
• Demgegenüber wird im erfindungsgemäßen Verfahren zunächst Wasserdampf hoch erhitzt. In diesen hochüberhitzten Wasserdampf wird das Vergasungsöl eingesprüht, und in einer nachgeschalteten, kälteren a.Stufe wird das Karburieröl aufgegeben.
• Die der Gaserzeugungsapparatur nachgeschaltete Ölwäsche benutzt nicht irgendeins der bekannten, geeigneten Waschöle, sondern erfindungsgemäß das zur Vergasung bzw. Karburierung eingesetzte Öl.
• Die Apparatur zur Durchführung (Zeichnung) des neuen Verfahrens besteht grundsätzlich aus zwei zylindrischen Gefäßen a und b, die feuerfeste Ausmauerungen tragen. Das zylindrische Gefäß a .erhält zwei regenerativ wirkende Steinfüllungen c und d und das Gefäß b eine einzige Regeneratorfüllung e, die meistens größer ist als die Füllungen c und d. In dem Regenerator b, also über dessen Besatz e, wird nun von unten nach oben steigend bei f Wasserdampf eingeführt, der sich hocherhitzt und durch einen Verbindungskanal g nunmehr in den Teil a übertritt und diesen von oben nach unten durchstreicht. Das Wesentliche des Verfahrens besteht nun darin, die Umsetzung des Heizöls in zwei Stufen vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird das zu vergasende Heizöl in zwei Teile geteilt, -von denen vorzugsweise der größere Teil feinverteilt bei m oben über dem regenerativen Besatz c eingespritzt wird und hier bei hohen Temperaturen des erhitzten Wasserdampfes und ebenfalls hohen Temperaturen des Steinstapels c weitgehend vergast wird, wobei allerdings verhältnismäßig wenig -Methan oder andere Kohlenwasserstoffe. gebildet werden. Das erzeugte Gas mit dem restlichen Wasserdampf fließt weiter nach unten, und nun wird oberhalb des Stapels d nochmals eine kleine Menge Öl bei zz nachgespritzt, wobei sich bei den verhältnismäßig tiefen Temperaturen eine Aufkarburierung des weiter oben erzeugten mehr wassergasähnlichen Gases ergibt, so daß das gesamte Gas eine Zusammensetzung ähnlich dem normalen Stadtgas erhält. Falls die Temperatur des Gases beim Eintritt in den Besatz d zu hoch sein sollte, so kann bei f1 kalter Zusatzdampf eingeleitet werden. Nachdem der Prozeß auf diese Weise eine Zeitlang so gearbeitet hat, wird umgestellt, um den Regenerator b wieder hochzuheizen. Zu diesem Zweck wird die Ölzufuhr in a an beiden Stellen und die Dampfzufuhr bei f unterbrochen und dann oben auf dem Regenerator b durch einen Brenner p mittels Heizöl oder einem Abfallgas ein hochgeheiztes Rauchgas erzeugt, das von oben nach unten fließend den Regenerator e wieder hochheizt, wobei die Rauchgase abgekühlt bei L austreten. Der Brenner p, der die Wiederhochheizung des Regenerators e vornimmt, kann seine Luft erhalten entweder als Kalt-. luft direkt bei p selbst, oder aber die ganze oder ein Teil der Verbrennungsluft kann im Regenerator a vorgewärmt werden, indem sie bei s oder t zugeleitet wird. Die hierdurch sich ergebende Reguliermöglichkeit erlaubt einen zusätzlichen Einfluß auf die Temperaturen in den Stapeln c und d zu nehmen. Die Verbrennungsluft für den Brenner p kann also kalt zugeführt werden bei p und mehr oder weniger heiß bei s bzw. t je nach den Erfordernissen des Betriebes.
• Wie schon weiter oben erwähnt, ist kein vollständiger Umsatz des Öls zu erwarten., und in der oberen Reaktionszone c werden gewisse Mengen an Ruß gebildet und in der unteren Reaktionszone d kleinere Mengen an Ruß, dafür aber gewisse Mengen an schweren Teeren. Es ist nun für gewöhnlich sehr schwierig und umständlich, einmal den Ruß wiederzugewinnen und einer Verwertung zuzuführen, die zweckmäßigerweise innerhalb des Verfahrens. liegen müßte, und weiter ist es noch schwieriger, die schweren Teere zu beherrschen, weil diese zusammen mit dem Ruß Abscheidungen ergeben, die sich überall ansetzen, zumal an den Steuerorganen, und den Betrieb dann nach kurzer Zeit zum Erliegen bringen. Auch hier hilft die Erfindung ab, indem sie auf eine besondere Weise die Abkühlung des erzeugten heißen Gases vornimmt. Entsprechend der Abbildung geschieht dies so, daß durch eine Ringleitung kurz unterhalb des Stapels d in den unteren Teil von a 01 eingespritzt wird, das sowohl an den Wandungen x herunterläuft und hier Ansätze verhütet und außerdem in den Raum y eingesprüht wird, so daß der Ruß niedergeschlagen und vom Öl gebunden wird. Ebenfalls werden bei dieser Abkühlung durch das Öl die gebildeten Teere vom Waschöl aufgenommen. Den unteren Abschluß von a bildet eine Oltauchung. Der untere Teil des Zylinders a taucht nämlich in ein größeres zylindrisches Gefäß u hinein, das unten mit dem zu vergasenden Öl angefüllt ist. Der Ölstand in u ist so gewählt, daß die erzeugten Gase eine Art ÖI-tauchung durchbrechen müssen, wobei die letzten Unreinigkeiten wie Ruß und Teer vom Öl aufgenommen werden. Bei q treten dann die erzeugten Gase aus. Der Ölinhalt von u, der die fühlbare Wärme des erzeugten Gases äüfni-mmt, wird immer wieder gekühlt dadurch, , daß das frische Öl hier vorwiegend eingesetzt wird. Andererseits kann, falls diese Art der Kühlung nicht ausreicht, ein Teil des Öles abgezogen und durch einen indirekten oder direkten Kühler wieder rückgekühlt werden. In dem unteren Teil von u# findet allmählich eine Anreicherung des Rußes statt, weil die Rußpartikelchen nach unten sinken. Nun wird so. verfahren, daß die Bedienung des Heizbrenners Q für das Aufheizen des Stapels e mit demjenigen Öl geschieht, das sich im untersten Teil von u etwa bei zrl ansammelt. Diejenigen Ölmengen, die zur Vergasung kommen, werden weiter oben abgezogen, und zwar etwa bei v, weil hier das Öl verhältnismäßig weniger Ruß enthält. Unter Umständen kann man auch die Vergasung ganz oder teilweise mit Frischöl vornehmen. Ein Teil des Öls wird bei w abgezogen und in dem Raum y durch die Ringleitung z eingespritzt, um das erzeugte Gas abzukühlen und Teerdämpfe sowie Ruß abzuscheiden.
• Das Verfahren kann sehr zweckmäßig auch unter Überdruck durchgeführt werden, wobei während der Heizperiode ebenfalls unter Druck gearbeitet werden kann. Es ist aber auch möglich, die Aufheizurig im drucklosen Zustand vorzunehmen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Vergasen von Öl, ins.besondere Heizöl, ohne Anwendung von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen auf ein Gas von stadtgasähnlichem Charakter, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl in zwei getrennten Stufen zusammen mit hocherhitztem Wasserdampf vergast wird, wobei der größte Teil des zu vergasenden Öls in die heiße Stufe eingesprüht wird und das in der ersten Stufe erzeugte Gas in einer zweiten kälter arbeitenden Stufe durc:~i das restliche zu vergasende Öl bei niedrigeren Temperaturen nachkarburiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Gas gekühlt wird mit dem frisch zu verarbeitenden Öl, das bei dieser Kühlung gleichfalls die im erzeugten Gas verbliebenen Teere und RuSmengen aufnimmt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß. eine Separierung des Waschöls vorgenommen wird, derart,. daß die Ölbestandteile mit den größeren Rußmengen zum Aufheizen des Regenerators benutzt werden und der Dampfüberhitzung dienen und daß die weniger Ruß enthaltenden Ölmengen zur Vergasung kommen. q..
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des erzeugten Gases durch eingespritztes Ö1 direkt unterhalb des letzten Steinstapels geschieht und daß dabei die Wandungen mit dem Kühl- und Waschöl berieselt werden. .
5. 5. Verfahren nach Anspruch i und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Gas zum Schluß eine Öltauchung durchbricht, um eine Schlußreinigung zu erhalten.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft, die zumAufheizen des Regenerators für die Dampfüberhitzung dient, ganz oder teilweise vorgewärmt wird durch einen oder beide Steinstapel, die der Ölumsetzung dienen.
7. 7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren unter Überdruck durchgeführt wird. B. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß hierfür zwei senkrechte wechselweise arbeitende Regeneratoren vorgesehen sind, von denen der eine für die Aufheizung des zum Vergasen benutzten. Wasserdampfes dient und der andere aus zwei Teilen besteht, von denen jeder mit einem Teil des zu vergasenden Öles beaufschlagt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 626 940, 675 669; österreichische Patentschrift Nr. 170 033; britische Patentschriften Nr. 331 138, 572 4i.