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Publication number: DEI0007647MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 28. August 1953 Bekanntgestnacht am 30. August 1956Registration date: August 28, 1953 Announced on August 30, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Bekanntlich kann man Öle, insbesondere Heizöle, in ähnlicher Weise vergasen wie Kohlen. Dabei kann man entweder mit Sauerstoff oder sauerstoff haltigen 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 hohenIt is known that oils, in particular heating oils, can be gasified in a manner similar to coal. Included you can either work with oxygen or oxygen-containing gases or without oxygen. When using oxygen, it is possible not only to produce gases from oils that have the character of water gas or synthesis gas character, in contrast to this, if low temperatures are maintained Using steam and oxygen to produce a gas with a similar composition from heating oil like town gas. Now the generation of gases is by means of pure or highly concentrated Oxygen is relatively expensive because the system and operating costs of the oxygen system are not insignificant. Do you want however, produce a town gas from heating oils without the use of oxygen or those containing oxygen Gases, so far there have been very great difficulties. You have to for the gasification reaction have a heat transfer medium. As such, one expediently takes water vapor or part of it of the generated gas. If you now work for the purpose of good work-up of the oil with relatively high temperatures, with water vapor as a heat transfer medium, it turns out that one is probably a good yield is obtained, but that on the other hand not enough hydrocarbons in the gas produced can be obtained because of these at the high

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Temperaturen mit dem Wasserdampf umgesetzt werden. Ein anderes Mittel wie Wasserdampf als Wärmeträger zu nehmen, ist schlecht angängig, weil dieses ja hocherhitzt werden muß und 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 schonTemperatures are reacted with the water vapor. Another means like steam than To take heat transfer medium is difficult to use because it has to be heated up and then the hydrocarbons are converted or cracked. One cannot, therefore · in this way no Obtain methane-rich or hydrocarbon-containing gas. So- you have to use steam as Heat transfer medium will remain, but what, how already

ίο obenerwähnt, 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.ίο mentioned above, at the high temperatures concerned, which are necessary to convert the carbon in the heating oil as completely as possible, the formation of Hydrocarbons, especially methane, are also prevented in the gas produced.

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.When gasifying heating oils on town gas without the addition of oxygen, however, there is still another one further difficulty. The oil must be in a finely divided state, i.e. through a kind of burner in The reaction chamber can be injected in order to react together with the highly heated steam get. It can now be seen that a certain part of the carbon remains after gasification and is discharged in the form of soot with the gas stream generated. As I said, this difficulty arises predominantly at the temperatures that must be used, in order to achieve as complete a temperature as possible Achieve gasification of the oil. On the other hand, if you work at lower temperatures that The gas produced is of relatively high quality, i.e. with the character of a city gas, so In addition to small amounts of soot, you also get tarry residues, which are relatively unpleasant are. This resulting thickener easily clogs the apparatus and, on the other hand, decreases the application. In addition, this thicker can hardly be used industrially in any way.

Es gelingt nun, die bei der Ölvergasung aufIt now succeeds in the oil gasification on

Stadtgas ohne Zusatz von sauerstoffhaltigen Gasen eintretenden Schwierigkeiten zu beseitigen, wenn erfindungsgemäß gearbeitet wird.Town gas without the addition of oxygen-containing gases to eliminate occurring difficulties, if is worked according to the invention.

Die Apparatur zur Durchführung (Zeichnung) des neuen Verfahrens besteht grundsätzlich aus zwei zylindrischen Gefäßen α 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 α 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 η 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 Z₁ 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 α an beiden Stellen und die Dampfzufuhr bei / 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 / austreten. Der Brenner p, der die Wiederhochheizung des Regenerators e vornimmt, kann seine Luft erhalten entweder als Kaltluft direkt bei p selbst, oder aber die ganze oder ein Teil der Verbrennungsluft kann im Regenerator α vorgewärmt werden, indem sie bei ^ 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 ρ kann also kalt zugeführt werden bei p und mehr oder weniger heiß bei s bzw. t je nach den Erfordernissen des Betriebes.The apparatus for carrying out (drawing) the new process basically consists of two cylindrical vessels α and b, which have refractory linings. The cylindrical vessel a regeneratively acting receives two stone panels c and d and the vessel b a single Regeneratorfüllung e, which is usually greater than the fillings c and d. In the regenerator b, i.e. above its filling e, water vapor is now introduced rising from bottom to top at f , which heats up and passes through a connecting channel g into part α and sweeps it through from top to bottom. The essence of the process now consists in converting the heating oil in two stages. For this purpose, the fuel oil to be gasified is divided into two parts, of which the larger part is preferably finely distributed at m above the regenerative filling c and is largely gasified here at high temperatures of the heated steam and also high temperatures of the stone pile c, whereby however, relatively little methane or other hydrocarbons are formed. The gas produced with the remaining water vapor flows further downwards, and now a small amount of oil is injected again at η above the stack d , with the relatively low temperatures carburizing the more produced above. results in water gas-like gas, so that the entire gas has a composition similar to normal town gas. If the temperature of the gas should be too high when it enters the filling d , cold additional steam can be introduced at Z _1. After the process has worked in this way for a while, it is switched over to heat up regenerator b again. For this purpose, the oil supply in α is interrupted at both points and the steam supply at / and then a high-temperature flue gas is generated on top of the regenerator b by a burner p using fuel oil or a waste gas, which heats the regenerator e again, flowing from top to bottom, whereby the flue gases are cooled at / exit. The burner p, which reheats the regenerator e , can receive its air either as cold air directly at p itself, or all or part of the combustion air can be preheated in the regenerator α by being fed in at ^ or t. The possibility of regulation resulting from this allows an additional influence on the temperatures in the stacks c and d to be taken. The combustion air for the burner ρ can therefore be supplied cold at p and more or less hot at s or t depending on the requirements of the operation.

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 mußte, 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 α Öl eingespritzt wird, das sowohl an den Wandungen χ 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 α bildet eine Öltauchung. Der untere Teil des Zylinders α taucht nämlich in ein größeres zylindrisches Gefäß u hinein, das unten mit dem zu vergasenden Öl angefüllt ist. Der Ölstand in u ist soAs already mentioned above, complete conversion of the oil is not to be expected, and certain amounts of soot are formed in the upper reaction zone c and smaller amounts of soot, but certain amounts of heavy tars, are formed in the lower reaction zone d. It is now usually very difficult and cumbersome to recover the soot and to recycle it, which expediently had to be within the process, and it is even more difficult to control the heavy tars because these together with the soot result in deposits which get started everywhere, especially at the control organs, and then bring the operation to a standstill after a short time. Here, too, the invention helps by cooling the hot gas generated in a special way. According to the figure, this is done so that d by a .Ringleitung just below the stack injected into the lower part of α oil so that the both χ runs down on the walls and prevents approaches here and is also sprayed y in the space Soot is precipitated and bound by the oil. The tars formed are also absorbed by the washing oil during this cooling process. The lower end of α is an oil dip. The lower part of the cylinder α dips into a larger cylindrical vessel u , which is filled with the oil to be gasified at the bottom. The oil level in u is like this

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gewählt, daß die erzeugten Gase eine Art Öltauchung 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 aufnimmt, wird immer wieder gekühlt dadurch, daß das frische Öl hier vorwiegend eingesetzt wird. Andererseits kann, falls diese Art der Kühlung nicht ausreicht, ein Teilchosen that the gases generated have to break through a kind of oil immersion, with the last impurities such as soot and tar being absorbed by the oil. At q the generated gases then emerge. The oil content of u, which absorbs the sensible heat of the gas produced, is repeatedly cooled by the fact that the fresh oil is mainly used here. On the other hand, if this type of cooling is not sufficient, a part

ίο 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 ver- fahren, daß die Bedienung des Heizbrenners p für das Aufheizen des Stapels e mit demjenigen Öl ge-' schiebt, das sich im untersten Teil von u etwa bei U₁ 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 ζ 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 Aufheizung im drucklosen Zustand vorzunehmen.ίο of the oil drawn off and recooled again by an indirect or direct cooler. The soot gradually accumulates in the lower part of u because the soot particles sink downwards. The procedure now is to operate the heating burner p for heating the stack e with the oil that collects in the lowest part of u at around U _1. Those amounts of oil that are gasified are subtracted further up, namely at about v, because the oil here contains relatively less soot. Under certain circumstances, the gasification can also be carried out in whole or in part with fresh oil. Part of the oil is drawn off at w and injected into space y through the ring line ζ in order to cool the gas produced and to separate out tar vapors and soot. The process can also be carried out very expediently under excess pressure, and it is also possible to work under pressure during the heating period. But it is also possible to carry out the heating in a pressureless state.

Claims

Patent claims:

i. Process for gasifying oil, in particular heating oil, without the use of oxygen or oxygen-containing gases to a gas similar in character to town gas, characterized in that that the oil is gasified in two separate stages together with highly heated steam is, with most of the oil to be gasified being sprayed into the hot stage and the gas generated in the first stage through in a second, colder stage the remaining oil to be gasified is post-carburized at lower temperatures.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the gas produced is cooled with the freshly processed oil, which is also produced in the case of this cooling Gas remaining tars and amounts of soot absorbs.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a separation of the Washing oil is made in such a way that the oil components with the larger amounts of soot be used to heat the regenerator and serve to superheat the steam and that the less soot-containing oil quantities are gasified.

4. The method according to claim 1, characterized in that that the cooling of the gas produced by the injected oil takes place directly below the last pile of stones and that at the same time the walls are sprinkled with the cooling and washing oil.

5. The method according to claim 1 and following, characterized in that the gas generated Finally, an oil immersion breaks through in order to obtain a final cleaning.

6. The method according to claim 1, characterized in that that the combustion air needed to heat the regenerator for steam overheating serves, is wholly or partially preheated by one or both stone stacks, which are used to convert the oil.

7. The method according to claim 1, characterized in that that the process is carried out under positive pressure.

8. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that for this two vertical; alternately working regenerators are provided by which one serves for the enrichment of the water vapor used for gasification and the other consists of two parts, each with a part of the oil to be gasified is applied.

Considered publications:
German patent specifications No. 626 940, 675 669.

1 sheet of drawings