DE27145C - Apparate zur Erzeugung von Wassergas und Karburirung desselben - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 26: Gas-Bereitung und Beleuchtung.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. Mai 1883 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren, durch Einwirken heifsen Kalkes ein Gas zu erzeugen, welches einen hohen Procentsatz Wasserstoff enthält; das nach diesem Verfahren erhaltene Gas soll im Nachfolgenden Wasserstoffgas genannt werden, wenngleich es in der That noch gewisse Verunreinigungen mit sich führt. Dasselbe kann nachher durch Carburirung in Leuchtgas verwandelt werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen Apparat zu deren praktischer Ausführung.

Es soll zuerst der Apparat beschrieben werden, welcher aus den beiliegenden Zeichnungen leicht zu verstehen sein wird, und nachher soll die Art der Verwendung dieses Apparates, sowie das durch denselben auszuführende Verfahren beschrieben werden.

Fig. ι ist eine Draufsicht einer Anordnung des Apparates, welche die hauptsächlichsten Theile desselben veranschaulicht, und Fig. 2 ist ein Aufrifs, theilweise Schnitt nach x-x, Fig. 1, desselben.

A ist ein Generator zur Erzeugung von Heizgas, am besten von einer der wohlbekannten Formen, zur Erzeugung von Kohlenoxydgas oder anderer Heizgase.

Das in diesem Apparat erzeugte Gas wird durch die Röhren G G¹ abgeleitet, um in der später zu beschreibenden Weise verwendet zu werden. B stellt eine verticale Kammer dar, welche zurAufnahme heifsen, ungelöschten Kalkes bestimmt ist und welche im Nachfolgenden der Kalkofen genannt werden soll.

C ist eine Kühlvorrichtung, welche die Temperatur des im Kalkofen B erzeugten Gases vermindern soll und in welcher der überschüssige, vom Gas mitgerissene Dampf condensirt wird.

D ist ein Regulirbehälter, Gasometer, in welchen das Gas aus dem Kühler C gelangt. Dieser Regulirbehälter ist dazu bestimmt, das Gas unter constantem Druck zu erhalten und einen gleichmäfsigen Durchflufs des Gases durch die nachfolgenden Theile des Apparates zu bewirken, wodurch alle Uebelstände beseitigt werden, welche aus einer unregelmäfsigen Gaserzeugung entstehen.

E E E¹ Ε^Λ stellen Kammern dar, welche Kalk enthalten; dieser ist dazu bestimmt, die Kohlensäure aufzunehmen, welche noch in dem Gas enthalten ist, das aus dem Behälter D abfliefst. FE¹ sind Carburir- und Fixirapparate, durch welche das Wasserstoffgas in ein Leuchtgas umgewandelt werden kann, und in welchen dem carburirten Gas die Eigenschaften permanenter Gase, insbesondere deren geringe Coercibilität mitgetheilt wird, wenn dies wünschenswerth erscheint.

P und O sind Waschapparate oder Vorlagen.

Die Bewegung des Gases während seiner Erzeugung erfolgt im allgemeinen in fortschreitender Richtung vom Kalkofen B zum Gasrohr N.

Es soll nunmehr der Apparat und seine Wirkungsweise des Näheren beschrieben werden. Es seien die Kammern E E E' E^] mit ungelöschtem Kalk gefüllt und die Kammern EE¹ mit Ziegeln oder einem anderen feuer-

beständigen Material, so verfährt man auf folgende Weise: Man erzeugt im Generator ein Heizgas in irgend einer angemessenen Weise, dieses läfst man von oben in den Kalkofen B eintreten, und zwar durch das Zweigrohr K. Durch das Rohr J läfst man comprimirte Luft in den Kalkofen B einströmen, um die Verbrennung des Heizgases darin zu unterhalten. Selbstverständlich sollten angemessene Vorrichtungen angebracht sein, um das Gas zu entzünden, wie an allen anderen Orten, wo Heizgas verbrannt wird.

Das Heizgas und andere Verbrennungsproducte gehen dann durch den Kalkofen B und treten durch das Reinigungsventil T aus.

Die Verbrennung des Gases erhitzt den Kalk sehr stark. Nachdem der Kalkofen B nun mit heifsem Kalk gefüllt ist, wird das Reinigungsventil geschlossen und ein anderes Ventil geöffnet, welches die Verbindung mit dem Kühler herstellt. Dann werden Wasserdampf und Naphta, Petroleum oder ein anderer flüchtiger Kohlenwasserstoff mit einander durch den Injector H eingespritzt, oder sie können auch in einer anderen Weise in den Kalkofen B gebracht werden; der Dampf wird am besten überhitzt und das in der Kammer A erzeugte Gas kann zum Heizen des Kessels verwendet werden, der den zu dem Verfahren benöthigten Dampf liefert, sowie auch zum Heizen der verschiedenen Umwandlungskammern. Infolge der Reaction des heifsen Kalkes auf den überhitzten Wasserdampf und das Naphta werden sich Wasserstoffgas und Kohlensäure nebst einer sehr geringen Menge von Kohlenoxydgas, Sumpfgas und anderen Verunreinigungen bilden.

Das in dieser Kammer gebildete Gas ist indessen in bemerkenswerthem Grade frei von Verunreinigungen und besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, Sumpfgas und Kohlensäure. Vom Kalkofen B geht das Gas durch das Rohr d zum Kühler C, welcher in der bei diesen Vor-• richtungen üblichen Weise construirt sein kann, wobei aber das Gas am besten nicht in Berührung mit dem Kühlwasser kommt, sondern durch Röhren hindurchgeht, welche durch Wasser gekühlt werden.

Von da geht das Gas durch das Rohr M zum Regulirbehälter oder Gasometer D. Dieser ist dazu bestimmt, das überschüssige Gas, das zu Zeiten erzeugt werden mag, aufzunehmen und dasselbe unter einem gleichmäfsigen und hinreichenden Druck zu erhalten, um die glatte Abwickelung der weiteren Phasen des Processes zu sichern.

EEE¹ und E¹ sind doppelte Kalkkammern, durch welche das Gas vom Behälter D aus hindurchgehen kann, wobei dann die Kohlensäure absorbirt wird.

Es seien die Kammern EE mit ungelöschtem Kalk gefüllt, der entweder kalt oder leicht erwärmt sein kann; das Gas geht dann durch das Rohr N zur ersten Kalkkammer E und von dieser Kammer durch ein Rohr zur zweiten Kammer und von da aus zum Reiniger P. Die Wirkung dieser Kammern wird darin bestehen, dafs das durch sie hindurchströmende Gas von der Kohlensäure, welche es allfällig enthalten kann, gründlich gereinigt wird. Es ist von besonderer Wichtigkeit, wenn man eine gründliche Absorption der Kohlensäure, d. h. eine vollständige Bindung der Kohlensäure durch den ungelöschten Kalk, in den Kammern E E zu erzielen wünscht, das Gas mit dem Kalk im Beisein einer gewissen Wassermenge in Berührung zu bringen. Es wird deshalb eine Dampfzuleitung angebracht, durch welche man, wenn dies nothwendig ist, Dampf zuleiten kann.

Ist jedoch zu viel Feuchtigkeit im Gas enthalten, so kann diese in einem Condensator in der wohlbekannten Weise condensirt werden, bevor das Gas in die Kalkkammern gelassen wird.

Der Kalk wird dabei in kohlensauren Kalk umgewandelt; er wird dann keine Kohlensäure mehr absorbiren, und es wird nothwendig, den Kalk wieder zu beleben oder ihn zu brennen.

Um dies zu bewerkstelligen, wird das Gas durch entsprechende Ventile durch die anderen Kammern E¹ E¹ fliefsert gelassen und brennendes Gas, Luft und Dampf werden mit dem KaIkcarbonat in Berührung gebracht.

Das brennende Gas tritt in die Kalk enthaltenden Absorptionskammern durch die Röhren G R R, und die Luft kann man durch das Rohr .S eintreten lassen. Das Rohr / wird eine gewisse Menge Dampf liefern, wenn dies nothwendig sein wird, und der Apparat α wird dazu dienen, das Gas zu entzünden. Ob Dampf hinzugefügt werden soll oder nicht, hängt von der im Heizgas enthaltenen Wasserstoffmenge ab.

Die Producte dieser Verbrennung entweichen durch die Ventile T.

Durch die Verbrennung des Heizgases mit einer gewissen Menge Wasserstoffgas wird das Kalkcarbonat wieder in ungelöschten Kalk umgewandelt und die Operation kann in den anderen Kalkkammern wiederholt werden.

In den Zeichnungen sind zwei Sätze von Kalkkammern, jede zu zwei Kammern, dargestellt; es ist aber klar, dafs so viele Sätze angewendet werden können, als eben nothwendig ist, und es können mehr als zwei Kammern in einer Reihe angebracht werden, wenn dies nöthig ist.

Ebenso könnten die Kammern in Verbindung mit einem Ventil so angeordnet sein, dafs das Gas durch alle, aufser einer, hindurchfliefst, und diese eine durch Heizgas erhitzt werden könnte, so dafs der Kalk in ihn in Aetzkalk

umgewandelt wird. Diese letztere wird dann wieder in die Reihe eingeschaltet, während eine andere gereinigt wird. Eine solche Vorrichtung wird in Gasfabriken bei Reinigungskammern häufig verwendet.

Es wurde nicht auf jedes einzelne der zu verwendenden Ventile hingewiesen, da sie von jedem Sachkundigen sogleich verstanden werden dürften.

Aus dem Waschapparat P geht der Wasserstoff zum Carburir- und Fixirapparat F. Dieser Apparat ist gleichfalls in zwei Exemplaren dargestellt. Das feuerbeständige Material in demselben sollte in eben derselben Weise durch Verbrennung des Heizgases mit Luft erhitzt werden, wie dies bei den Kalkkammern EE der Fall ist, es braucht aber kein Dampf eingelassen zu werden.

Wenn eine der Kammern hinreichend erhitzt worden ist, so läfst man den Wasserstoff durch sie hindurchfiiefsen, und gleichzeitig mit diesem läfst man ein carburisirendes Mittel, wie etwa Petroleum oder.einen ähnlichen Körper, durch das Rohr b einfliefsen.

Das Naphta wird auf diese Weise in Gegenwart von Wasserstoff verdampft und nachher durch die heifsen Theile des feuerfesten Materials fixirt, d. h. es nimmt die Mischung von Wasserstoff und Naphtadämpfen die Eigenschaften, insbesondere die geringe Coercibilität der Gase an; von da aus geht das Gas durch die Vorlage O und das Gasrohr V zum Vertheilungsgasometer.

Statt der Apparate FF¹ könnte man auch die wohlbekannten Carburisirretorten anwenden, welche beim Wassergasprocefs angewendet werden. Der Kalkofen B und die Kalkkammern EEE¹E¹ müssen aus möglichst kieselfreiem Material, wie etwa aus Ziegeln oder einem ähnlichen Material, hergestellt sein.

Es ist von grofser Wichtigkeit, dafs auf der Oberfläche des Kalkes keine Verglasung eintrete, da er sonst nicht mehr in der angemessenen Weise auf die Gase einwirken könnte. In den beiliegenden Zeichnungen wurde zwar eine besondere Form der Kalkkammern BEE E¹ E¹ dargestellt, aber man braucht sich nicht auf diese Construction allein zu beschränken, da das Gas unterhalb, statt oberhalb eintreten könnte, oder die Anordnung in anderer Weise getroffen sein könnte. Es ist indessen der Eintritt des Gases von oben aus vorzuziehen.

Nach dieser Anordnung und Construction werden die Absorptionskammern vom Kalkofen vollständig getrennt und zwischen dieselben ein Gasbehälter D eingeschaltet, in welchem die Temperatur der im Kalkofen erzeugten heifsen Gase bedeutend vermindert werden kann, bevor sie in den Absorptionskammern mit dem kalten Kalk in Berührung kommen.

Für die angemessene Wirkungsweise dieser Kammern ist es von grofser Wichtigkeit, dafs der durch sie streichende Gasstrom gleichmäfsig regulirt sei und dafs das Gas nicht so heifs sei, um ihre entsprechende Wirkung zu verhindern.

Ist nämlich das Gas sehr heifs, so wird der Kalk in denselben bald aufhören, angemessen zu wirken, und der Procefs kann nicht weiter geführt werden.

Die oben beschriebene Erfindung unterscheidet sich von den bisher geübten Gaserzeugungsmethoden dadurch , dafs man vermittelst eines Regiilirbehälters einen gleichmäfsigen Druck auf das Gas ausübt. Wird das Gas in einen gewöhnlichen Behälter geleitet, so variirt der Druck je nach der Gaszuführung. Wird aber ein Behälter oder Gasometer angeordnet, der mit Gas gefüllt oder fast vollständig geleert werden kann, so wird ein gleichmäfsiger Druck eingehalten, die Kohlensäure, welche im Gas vorhanden sein mag, wird gleichmäfsig durch die ganze Masse vertheilt, und das Gas wird abgekühlt, so dafs es die gewünschte Wirkung erfährt, wenn es durch die Absorptionskammern hindurchgeht.

Dem Erfinder ist recht wohl bekannt, dafs Leuchtgas in der Weise erzeugt wurde, dafs man zuerst unreines Wasserstoffgas herstellte und es in einem Reservoir aufspeicherte, dafs man dann dieses Gas durch Kalk bei Rothglut reinigte, dann carburirte und in heifsen Retorten fixirte. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von dieser Erzeugungsweise durch die auf einander folgende Behandlung des Gases mit heifsen und kühleren Kalkkörpern, wie dies beschrieben wurde.

Im eben beschriebenen Apparat wird ein unabhängiger Gaserzeuger zur Erhitzung des Kalkes verwendet; man kann aber diesen unabhängigen Gaserzeuger durch Anwendung des in Fig. 3 dargestellten Apparates entbehren. Zufolge dieser Verbesserung ist man im Stande, zum Erhitzen des Generators und zur Zuführung des zur Umwandlung in Gas bestimmten Materials dieselben Röhren und Verbindungen zu verwenden.

Die Erfindung wird aus den beiliegenden Zeichnungen, Fig. 3, leicht zu verstehen sein. In dieser ist A der Generator, der, wie vorhin beschrieben, mit Kalk gefüllt ist und früher mit B bezeichnet war.

B stellt das Rohr dar, durch welches das erzeugte Wasserstoffgas austreten soll.

C ist ein Ausströmungsrohr oder ein Schornstein, D E und F sind Röhren zur Zuführung von Wasserdampf mit Naphta.

Angenommen, der Kalk sei erhitzt, so werden die Ventile in den Röhren D und C geöffnet, dadurch wird Wasserdampf und ein flüssiger Kohlenwasserstoff, wie etwa Petroleum

oder Naphta, eingespritzt, welche durch das Rohr B gehen, um in den nachfolgenden Operationen erhitzt zu werden.

Nachdem der Kalk bis unter jene Temperatur abgekühlt worden ist, bei welcher noch eine Umwandlung stattfindet, wird das Ventil im Rohr B geschlossen und im Schornstein C wird ein Ventil geöffnet. Nachdem dann Luft durch das Rohr E eintreten kann, wird eine Verbrennung des Dampfes, der Luft und des Naphtas oder anderen Kohlenwasserstoffes stattfinden, wodurch eine hohe Temperatur entsteht und der Kalk wieder bis zu einer Temperatur erwärmt wird, bei welcher die Umwandlung stattfindet.

Selbstverständlich mufs, wenn der Kalk nicht hinreichend heifs ist, um den eingespritzten Dampf, die Luft und den Kohlenwasserstoff zu entzünden, ein angemessener Apparat angebracht sein, um deren Verbrennung einzuleiten, was auch dann der Fall sein müfste, wenn der Kalk kalt wäre.

Durch dieses Verfahren kann man die vorbeschriebene Methode sehr vereinfachen und vermeidet die Anwendung von Kohle bei dem Verfahren, und ebenso wird der zweite Gasgenerator überflüssig.

Die Wirkung dieser Verbrennung auf den Kalk ist bei weitem gröfser als die durch Wassergas erzeugte, weil keine schwefelhaltigen Verunreinigungen gegen denselben getrieben werden und deshalb das Gas, welches aus der nachherigen Einspritzung von Dampf und Naphta erzeugt wird, reiner ist.

Es ist klar, dafs man aufser den Röhren DEF auch andere Anordnungen anwenden kann, und dafs man beim Erhitzen des Kalkes nicht nothwendigerweise Dampf einzuspritzen braucht, wenngleich es vorzuziehen ist.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Die Verbindung des Kalkofens B, des Küblers C, des Regulirbehälters D und einer oder mehrerer Kalkkammern E.
2. 2. Die Verbindung des Kalkofens B, des regulirenden Behälters D, einer oder mehrerer Kalkkammern E und eines Carburir- und Fixirapparates F.
3. 3. Die Verbindung des Heizgasgenerators A, des Kalkofens B, einer oder mehrerer Absorptionskalkkammern E und des Carburir- und Fixirapparates F und der gezeichneten Verbindungen, durch welche das Heizgas dazu verwendet werden kann, den Kalkofen, die Absorptionskalkkammern und den Carburirapparat nach Belieben zu heizen.
4. 4. Die Verbindung der Kalkkammern mit Dampf-, Luft- und Naphtaröhren, wodurch abwechselnd der Kalk erhitzt und Gas erzeugt werden kann, indem man die Ventile in diesen Röhren entsprechend handhabt.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.