DE108336C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Der Gegenstand dieser Erfindung zielt auf die thunlichst ökonomische Entgasung und Vergasung kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoffe, wie fette Kohle und dergl., ab, in der Richtung, dafs, allgemein ausgedruckt", ein stickstoffarmes Heizgas entsteht.

Nach vorliegender Erfindung wird nicht allein ein Theil des festen Kohlenstoffes in stickstoffarmes Heizgas — in diesem Falle Wassergas — übergeführt, sondern es werden überhaupt sämmtliche Kohlenwasserstoffe gewonnen, sei es in gasförmigem Zustande oder als Theer und dergl., oder auch nach ihrer Zersetzung in Kohlenoxyd und Wasserstoff als Wassergas.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dafs das zu vergasende frische Brennmaterial mittelst heifsen, nicht condensirbaren Wassergases destillirt und der verbleibende Koks in Wassergas übergeführt wird. Damit aber die Destillation eine vollkommene sei, wird eine Vorrichtung getroffen, um die Kohle mit immer von neuem erhitztem Wassergas in Berührung zu bringen, bis zu ihrer Verkokung.

Der zu diesem Zwecke verwendete Apparat ist in Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung darstellt und besteht im Wesentlichen aus folgenden Theilen: Ein einziger Blechmantel umschliefst sowohl den Raum E für die Entgasung als auch den Raum F für die Vergasung. Oberhalb des Apparates befindet sich der Fülltrichter F, der mit dem Entgasungsraume durch eine mit Glocke G verschlossene Oeffnung in Verbindung steht. Unterhalb des Vergasungsraumes ist der Zulafs Z für den Wind oder für das Gasdampfgemisch vorgesehen. In halber Höhe des Apparates, in dem ringförmigen Räume R, den der Brennstoff freiläfst, wenn er in natürlicher Böschung aus dem engeren Entgasungsraum in den weiteren Vergaser abfällt, befinden sich für den Austritt der Gase Oeffnungen, die in den Ringkanal K münden. An diesen letzteren schliefst sich die Leitung L, die einerseits einen mit Schieber S verschliefsbaren Ausgang hat, andererseits sich zum Scrubber W fortsetzt. Unter dem Fülltrichter F ist die Oeffnung O, durch welche die Gase mittelst des Ventilators X — bei geöffnetem Ventil Y auf dem kürzesten Wege — und bei niedergeschraubtem Ventil Y auf dem Umwege durch den Kühler T, abgesaugt und nach dem Zulafs Z befördert werden. Rohr D ist für die Dampfzuführung. Die Bedeutung der Schieber M, C, N und P wird bei der Beschreibung des Verfahrens erläutert.

Der Betrieb gestaltet sich wie folgt: Der Koks in dem Vergasungsraum F (entgaste Kohle u. s. w. von oben) wird durch bei Z eintretenden Wind erhitzt. Das erzeugte Generatorgas tritt in den Ringkanal K und geht bei geöffnetem Schieber F ins Freie oder zu irgend einer Verwendungsstelle. Der Muschelschieber M hat in diesem Falle die Stellung »Warmblasen« (Fig. 2), bei welcher der Ventilator nur Luft ansaugen kann. Ist die Brennstoffsäule genügend heifs geworden, so wird umgesteuert

und es beginnt die eigentliche Gaseperiode, in welcher die Erzeugung des stickstoffarmen Heizgases vor sich geht:

Schieber S, P und C werden geschlossen; Schieber N und Ventil Y bleiben offen, und der Muschelschieber M wird auf »Gastnachen« (Fig. i) gestellt. Bei Anwendung zweier Gebläse, je eines für die Prefsluft und die Beförderung der Gase, fällt der Muschelschieber fort. Das Gebläse X saugt die Destillationsgase ab, die gleichzeitig mit dem bei D eingeführten Wasserdampfe bei Z unter die Kokssäule geführt werden. Das Gasdampfgemisch durchstreicht die glühende Kokssäule, wo "es sich zersetzt und in Wassergas umgewandelt wird. Das so erzeugte heifse Wassergas wird durch den Entgasungsraum E gesaugt, auf seinem Wege den frischen Brennstoff entgasend, ein gewisser Ueberschufs aber tritt schon vorher durch K und L aus und geht durch den Scrubber W zum Gasometer.
■ Ist mittlerweile die Temperatur der Kokssäule so weit gesunken, dafs die Wassergaserzeugung nur noch schwach vor sich geht bezw. die Dampfzersetzung sich unvortheilhaft gestaltet, da ein grofser Theil des Dampfes den Koks unzersetzt passirt und der Kohlensäuregehalt im erzeugten Gase übermäfsig steigt, so wird die Dampfzufuhr unterbrochen, während der Ventilator weiter arbeitet. Hiermit beginnt die zweite Phase der Gaseperiode. Die Circulation des Gasgemisches mittelst des Ventilators X — nunmehr aber ohne Dampfzufuhr — nimmt ihren Fortgang; die jetzt noch ziemlich beträchtliche Kokswärme wird den circulirenden Gasen mitgetheilt, welche ihrerseits die Wärme zur weiteren Destillation der bisher noch nicht vollständig entgasten Kohle abgeben. Die Circulation wird so lange aufrecht erhalten, bis die aufgegebene frische Kohle praktisch vollkommen entgast ist, so dafs nicht nur die gesammten Destillationsproducte der Gasausbeute zu Gute kommen, sondern auch aller für das Verfahren nöthige Koks aus der Umwandlung der Kohle gewonnen wird.

Ist die Verkokung der Kohle beendigt, so wird der gesammte Apparat wieder umgestellt auf »Warmblasen«.

Bei dem eben beschriebenen Verfahren kann dem circulirenden und mit den Erzeugnissen der Destillation beladenen Gasgemische Theer und Ammoniak entzogen werden. Zu diesem Zweck wird Ventil Y niedergeschraubt, Schieber 5 und P müssen geschlossen, C und N offen sein. Alsdann ist das bei O austretende Gasgemisch gezwungen, vermittelst des Rohres J den Kühler T zu passiren, wo es in bekannter Weise von Theer und Ammoniak befreit wird. Der Ventilator saugt das von Theer und Ammoniak freie Gasgemisch an , wie vorher beschrieben, und bringt es entweder mit Dampf gemischt (erste Phase der Gaseperiode) oder für sich (zweite Phase) zur Circulation.

Das auf solche Weise gewonnene Erzeugnifs ist Wassergas, das unter Umständen auch Methan enthält. Will man ein Gemisch von Wassergas und unzersetzten Destillationserzeugnissen (Leuchtgas) erzeugen, so führt man den Ueberschufs nicht schon unterhalb des Entgasungsraumes E im Ringe R ab, sondern man läfst vielmehr auch den Ueberschufs zusammen mit der zur Wiedererhitzung gelangenden Gasmenge den frischen Brennstoff durchströmen und sich mit Destillationserzeugnissen beladen. ■ Eine solche Arbeitsweise findet statt, wenn Schieber S, N und C geschlossen, dagegen Ventil Y und Schieber P offen sind. Ein Theil des Gasgemisches wird vom Ventilator angesaugt und zum Umtrieb gebracht, während der Ueberschufs bei J in den Kühler T tritt zwecks Befreiung von Theer und Ammoniak und durch Leitung H unmittelbar zum Gasometer geht.

Da das heifse Wassergas bei seinem Durchgang durch den Entgasungsraum seine Wärme gröfstentheils abgiebt, so wird ein Scrubber entbehrlich.

Legt man Werth darauf, möglichst viel Nebenproducte, Theer und Ammoniak, zu gewinnen, so wird die zuletzt beschriebene Betriebsweise in der Richtung abgeändert, dafs nicht nur dem endgültig zum Gasometer entweichenden Ueberschufs allein Theer und Ammoniak entzogen wird, sondern überhaupt der gesammten Gasmenge, welche durch die Oeffnung O austritt. Zu diesem Zweck öffnet man den Schieber C und schraubt Ventil Y nieder. Alsdann mufs das gesammte Gemisch durch den Kühler T gehen, der etwaige Ueberschufs wird durch Leitung H nach dem Gasometer geführt.

Mit Rücksicht auf die Natur des während der Gaseperiode erzeugten Productes lassen sich also bei diesem neuen Verfahren vier Betriebsweisen unterscheiden:

Erzeugung von Wassergas ohne Gewinnung der Nebenproducte als solche,

desgleichen mit Gewinnung derselben,

Erzeugung von Mischgas mit theilweiser Gewinnung der Nebenproducte als solche,

desgleichen mit vollständiger Gewinnung derselben.

Von älteren, die Erzeugung von stickstoffarmen Heizgasen bei Gesammtvergasung von kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen bezweckenden Verfahren, insbesondere von den D. R. P. 90747 und 36431 und dem amerikanischen Patent 377564, unterscheidet sich das neue Verfahren dadurch, dafs das Gasgemisch durch einen Ventilator, nicht durch Dampf in

Umtrieb versetzt wird, wodurch mit Sicherheit die frische Kohle vollständig entgast, also die Destillationsproducte gewonnen und aller für das Verfahren nöthige Koks durch die Umwandlung der Kohle erzeugt wird.

Des Weiteren kann mit demselben Apparate Wassergas oder Mischgas (Wassergas mit Leuchtgas gemischt) erzeugt werden, wobei nach Belieben entweder, die Nebenproducte als solche überhaupt oder als stickstoffarmes Heizgas gewonnen werden.

Die Entgasung und Vergasung sowohl wie auch die Dampfzersetzung und die Zerlegung des Gasgemisches in einfachere Bestandteile, desgleichen die Wiedererhitzung der circulirenden Gase findet in ein und demselben Räume statt.

Das Verfahren nach dem D. R. P. 90747 ist für die Bethätigung des Kreislaufs allein auf Dampf angewiesen; sobald also die Temperatur der Kokssäule eine ökonomische Zersetzung des Dampfes nicht mehr gestattet, mufs dort die Destillation der Kohle unterbrochen werden, daher gelangt statt Koks mangelhaft entgaste Kohle in den Vergasungsraum. Beim »Warmblasen« des Apparates geht der Rest der Kohlenwasserstoffe verloren.

Weiter kann dort nur Wassergas erzeugt, und Nebenproducte als solche können überhaupt nicht gewonnen werden.

Als ein weiterer Nachtheil des Verfahrens nach dem D. R. P. 90747 ist der so lästige Regenerator anzusehen, in welchem das Gemisch aus Wasserdampf und Wassergas zwecks Destillation der Kohle erhitzt wird; das neue Verfahren bedarf eines solchen nicht.

Bei dem Verfahren nach dem D. R. P. 36431 wird die Kohle mit überhitztem Dampf destillirt und nicht wie bei dem neuen Verfahren mit nichtcondensirbaren Gasen. Die Anwendung des Dampfes bleibt wegen der durch Condensation bedingten Wärmeverluste eine beschränkte. Also auch hier findet keine vollständige Verkokung der Kohle statt.'

Des Weiteren wird zwar hier in derselben Gaseperiode neben Wassergas auch noch Misch-'gas erzeugt, jedoch ist es nicht möglich, nach Belieben nur Wassergas oder nur Mischgas allein zu erzeugen und daneben noch die Erzeugung von Nebenproducten zu befördern oder zu unterdrücken, wie solches bei dem neuen Verfahren möglich ist.

Die Umsetzung des Gasgemisches und die Erhitzung des Dampfes findet in einem besonderen Regenerator statt, dagegen bei dem neuen Verfahren in der heifsen Kokssäule.

Das .Verfahren nach dem amerikanischen Patent 377564 gewährt keine Sicherheit, dafs die aufgegebene Kohle wirklich in Koks umgewandelt wird. Es wird dort zwar mit heifsem Wassergas destillirt, es mufs aber auch dort die Destillation wohl oder übel unterbrochen werden, wenn die Temperatur unter die für die Dampfzersetzung erforderliche gesunken ist und Wassergas nicht mehr erzeugt wird.

Auch dort kann nicht nach Belieben Wassergas oder Mischgas allein erzeugt werden. Nebenproducte werden nur während der halben Dauer der Gaseperiode gewonnen, während der anderen Zeithälfte gehen diese in das Wassergas.

Es ist dort allerdings kein Regenerator vorgesehen, doch kann man den zweiten Schacht, der nur mit Koks beschickt wird, als Wärmespeicher ansehen, ohne dessen Hülfe die Entgasung der Schicht des frischen Brennstoffes des ersten Schachtes noch weniger möglich sein würde.

Die gewerblichen Vortheile des neuen Verfahrens gegenüber den bekannten sind kurz die folgenden:

Gröfsere Gasausbeute für die Einheit Brennstoff, da die Kohlenwasserstoffe aus dem frischen Brennnmaterial sämmtlich gewonnen werden und das erzeugte Heizgas — sei es Wassergas oder Mischgas ·— an der kältesten Stelle des Apparates abgeführt wird. Letzterer. Umstand bedeutet nicht allein einen Gewinn an Wärme, sondern auch eine Ersparnifs an Kühlwasser.

Gröfsere Sicherheit gegen Explosionsgefahr, da bei dem neuen Verfahren in keinem Falle Luft in den Gasometer gelangen kann. Die Luft kann im schlimmsten Falle erst dann, nachdem sie die Kokssäule durchstrichen hat (als Generatorgas), in die Gasleitung gerathen. Bei den älteren Verfahren liegt keine solche schützende glühende Kokssäule zwischen der Prefsluft und dem Gasometer.

Das nach dem neuen Verfahren erzeugte Mischgas ist besonders werthvoll, da es einen höheren Heizwerth hat als Wassergas und, falls es zu Leuchtzwecken im offenen Brenner dienen soll, zu seiner Anreicherung viel geringerer Mengen Carburationsmiltel bedarf als das reine Wassergas. Dazu kommt noch, dafs dieses Mischgas weniger Kohlenoxyd enthält als Wassergas, also minder giftig ist, und obendrein noch den charakteristischen Leuchtgasgeruch hat, während Wassergas fast geruchlos ist. Wie schon erwähnt, wird aber Mischgas nach dem D. R. P. 90747 überhaupt nicht, sondern nur Wassergas, und nach dem D. R. P. 36431 und dem amerikanischen Patent 377564 nur in sehr beschränktem Mafse erzeugt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur Herstellung von stickstoffarmem Heizgas entweder in Form von Wassergas oder als. Mischgas (Gemisch von Wassergas und Leuchtgas) aus kohlen-

   wasserstoffhaltigen Brennstoffen mit mehrfachem Kreislauf der Gase über den Koks und den kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff, gekennzeichnet dadurch, dafs zum Umtrieb der Gase ein Ventilator benutzt wird, so dafs auch nach dem Abstellen des Wasserdampfes eine weitere Circulation der Gase aufrecht erhalten werden kann, zum Zweck, den gesammten für das Verfahren erforderlichen Koks durch Verkokung des frischen Brennmaterials zu erzeugen unter gleichzeitiger Gewinnung bezw. Ueberführung der Destillationsproducte in Wassergas, oder Mischgas (Gemisch von Wassergas und Leuchtgas).

   Eine Ausführungsform des durch Anspruch ι geschützten Verfahrens, bei welcher zur Gewinnung von Theer und Ammoniak das mit den Erzeugnissen der Destillation beladene Gas durch einen Theer- und Ammoniakabscheider geführt wird, ehe es mit Wasserdampf gemischt oder für sich durch die glühende Kokssäule getrieben bezw. zur Verbrauchsstelle abgeführt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.