DEP0051764DA

DEP0051764DA - Process for methanation of gases containing carbon dioxide and carbonic acid

Info

Publication number: DEP0051764DA
Authority: DE
Inventors: Carl Midbrodt
Original assignee: BAMAG Werke für Eisenverarbeitung AG, Butzbach
Publication date: 1951-01-11

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Methanisierung kohlenoxyd- und kohlensäurehaltiger Gase. Die Methanisierung erfolgt in Gegenwart von geeigneten Kontakten, meist Nickel-Kontakten bei bestimmten Temperaturen, gewöhnlich 250 - 350°. Da der Prozess stark exotherm ist, muss dafür gesorgt werden, dass keine unzulässige Temperaturerhöhung in den Kontaktschichten eintritt. Es muss also aus dem Kontaktofen Wärme abgeführt werden. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die Wärmeabfuhr dadurch erzielt, dass das den Kontaktofen verlassende heisse methanisierte Gas im Kreislauf durch den Ofen geführt und der Gasstrom soweit gekühlt und in seiner Kreislaufmenge so bemessen wird, dass er nach Zumischung des zu methanisierenden Gases noch die Anspring-Temperatur des Kontaktes besitzt, aber nach Verlassen des Kontaktofens die beim exothermen Prozess auftretende Wärmemenge angenommen hat, ohne die zulässige Kontakt-Temperatur zu überschreiten.The present invention relates to a method for methanation of gases containing carbon dioxide and carbon dioxide. The methanation takes place in the presence of suitable contacts, mostly nickel contacts at certain temperatures, usually 250-350 °. Since the process is strongly exothermic, it must be ensured that no inadmissible temperature increase occurs in the contact layers. So it has to be dissipated from the contact furnace heat. According to the present invention, the heat dissipation is achieved in that the hot methanated gas leaving the contact furnace is circulated through the furnace and the gas flow is cooled to such an extent and its circulation volume is dimensioned such that it still has the start-up temperature after the gas to be methanated has been admixed of the contact, but after leaving the contact furnace has accepted the amount of heat that occurs during the exothermic process without exceeding the permissible contact temperature.

Bei der Herstellung von heizkräftigem Stadtgas aus Wassergas wird ein Teil des im Wassergas enthaltenen Kohlenoxyds und der Kohlensäure in Methan umgewandelt, dabei muss die Bedingung erfüllt sein, dass auf 1 Vol. Kohlenoxyd 3 Vol. Wasserstoff und auf 1 Vol. Kohlensäure 4 Vol. Wasserstoff im Gas vorhanden sind. Das entschwefelte Wassergas muss daher zuvor durch entsprechende Behandlung, z.B. Kohlenoxyd-Konvertierung und Kohlensäure-Auswaschung, für den Methanisierungsprozess vorbereitet werden. Bei dieser Vorbehandlung lassen sich aber gewisse Schwankungen im Kohlenoxyd- und Kohlensäure-Gehalt des Gases nicht vermeiden. Gegen diese Schwankungen ist aber der Methanisierungsofen in Folge der starken exothermen Reaktion sehr empfindlich. Es kann bereits bei geringen Kohlenoxyd- oder Kohlensäure-Schwankungen nach oben zu unzulässigen Erhöhungen der Kontakt-Temperaturen kommen. Gemäss Erfindung werden diese Schwankungen dadurch beseitigt, dass die Kreislauf-Gasmenge und die Kühlmittelmenge des Kühlers von Kohlenoxyd- und Kohlensäure-Gehalt des zu methanisierenden Gases gesteuert werden. Zweckmässig werden hierfür automatisch arbeitende Analysengeräte verwendet, die in den Gaskreislauf und den Kühlmittelweg eingebaute Drosselorgane betätigen.In the production of heating city gas from water gas, part of the carbon dioxide and carbonic acid contained in the water gas is converted into methane, the condition must be met that for 1 volume of carbon dioxide 3 volumes of hydrogen and for every 1 volume of carbonic acid there are 4 volumes of hydrogen in the gas. The desulphurized water gas must therefore be prepared for the methanation process beforehand by appropriate treatment, e.g. carbon oxide conversion and carbon dioxide leaching. With this pretreatment, however, certain fluctuations in the carbon dioxide and carbonic acid content of the gas cannot be avoided. The methanation furnace is very sensitive to these fluctuations due to the strong exothermic reaction. Even slight fluctuations in carbon dioxide or carbon dioxide can lead to impermissible increases in contact temperatures. According to the invention, these fluctuations are eliminated in that the circulating gas volume and the coolant volume of the cooler are controlled by the carbon dioxide and carbonic acid content of the gas to be methanized. It is advisable to use automatic analyzers for this purpose, which actuate throttling devices built into the gas circuit and the coolant path.

Der Gang des Verfahrens ist auf der Zeichnung schematisch dargestellt.The course of the process is shown schematically in the drawing.

Durch den Kontaktofen 1 zirkuliert über die Rohrleitung 2, dem Kühler 3, die Rohrleitung 4, das Antriebsgebläse 5, Rohrleitung 6, methanisiertes heisses Gas. Druch das Rohr 7 wird in den Kreislauf das zu methanisierende Gas eingeführt und durch das Rohr 8, das Fertiggas abgezogen. Mit dem Kühler 3 wird die Gas-Temperatur des Kreislauf-Prozesses so geregelt, dass die Gas-Temperatur nach Zumischung des frischen kalten Gases durch das Rohr 7 der Anspring-Temperatur des Kontaktes im Ofen 1 entspricht. Die Kreislaufmenge wird durch das Gebläse 5 so bemessen, dass die umlaufende Gasmenge in der Lage ist, die durch die Wärmetönung im Ofen eingetretene Temperaturerhöhung in solchen Grenzen zu halten, dass die untere Kontaktschicht die zulässige Kontakt-Temperatur nicht überschreitet. Die Wärmeableitung au dem System erfolgt durch das heisse, durch Rohr 8 abgeleitete Fertiggas und durch den Kühler 3. Da die Menge des im Kreislauf gehaltenen Gases und die Kühlmittelmenge von der im Frischgas enthaltenen Kohlenoxyd und Kohlensäuremenge abhängig ist, wird beispielsweise ein Analysen-Apparat 9 an die Frischgas-Zuleitung 7 angeschlossen, der die Regel-Organe 10 für die umlaufende Gasmenge und 11 für das Kühlmittel regelt.Methanized hot gas circulates through the contact furnace 1 via the pipeline 2, the cooler 3, the pipeline 4, the drive fan 5, the pipeline 6. The gas to be methanated is introduced into the circuit through pipe 7 and the finished gas is withdrawn through pipe 8. With the cooler 3, the gas temperature of the cycle process is regulated in such a way that that the gas temperature after admixing the fresh cold gas through the pipe 7 corresponds to the starting temperature of the contact in the furnace 1. The circulation volume is dimensioned by the fan 5 so that the circulating gas volume is able to keep the temperature increase caused by the heat in the furnace within such limits that the lower contact layer does not exceed the permissible contact temperature. The heat dissipation from the system takes place through the hot finished gas, which is diverted through pipe 8, and through the cooler 3.Since the amount of gas kept in the circuit and the amount of coolant depend on the amount of carbon dioxide and carbonic acid contained in the fresh gas, an analytical apparatus 9, for example, is used connected to the fresh gas supply line 7, which regulates the control elements 10 for the circulating gas quantity and 11 for the coolant.

Claims

1.) A method for methanating carbon oxide and carbonic acid-containing gases in the presence of contact mass, characterized in that the methanized hot gas leaving the contact furnace is circulated through the furnace, the gas flow being cooled to the extent that its circulation volume is such that it after admixing the fresh gas to be methanized, it still has the starting temperature of the contact, but after leaving the contact furnace has absorbed the amount of heat that occurs during the exothermic process without exceeding the permissible contact temperature.

2.) A method for methanation of carbon dioxide and carbonic acid-containing gases in the presence of contact mass according to claim 1, characterized in that the circulating amount and the amount of coolant of the circulating gas is controlled by the carbon dioxide and carbonic acid content of the gas to be methanated.