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Verfahren zur stetigen Erzeugung von Wassergas Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur stetig-en Erzeugung eines, von Kahlenwasserstoffen freien Wassergases
aus hituminösen Brennstuffen mittels eines Wälzgasstromes, der im Kreislauf durch
den Gaserzeuger und einen damit verbundenen Erhitzer bewegt wird und dem Dampf für
die Wassergasbil-Üung zugesetzt wird.
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In neuerer Zeit ist die Herstellung von Wassergas, insbesondere eines
solchen bestimmter Zusammensetzung, zum Zwecke der Synthese von Kohlenwasserstoffen
durch katalytische Umsetzung von Kohlenoxydund Wasserstoff in,den Vordergrund gerückt.
Zur Synthese von Kohlenwasserstoffen aus Kehlenoxyd und Wasserstoff geht man von
einem Wassergas aus, das Kohlenoxyd und Wasserstoff im Verhältnis 1 :2 enthält.
Eine wichtigeBedingung für einderartigesWassergas, das vielfach auch Synthesegas
genannt wird, ist die Abwesenheit von Kohlenwasserstoffen, insbesondere solchen
Kc>hl#enwasserstoffen, die zur Polymerisation unter Bildung von harzartigen Verbindungen
neigen. Diese Verbindungen setzen sich nämlich auf den Kuntakten der Syntheseanlagen
ab und machen dieselben unwirksam.
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Bei der Verarbeitung bituminöser Brennst,affe, wie beispielsweise
von Braunkohlenbriketts, treten schädliche Kohlenwasserstoffe, die bei der Entgasung
(Schwelung) des Brennstoffs entstehen, zunächst in das Wälzgas über. Es ist nun
bekannt, daß man bei der kontinuierlichen Wassergaserzeugung nach dem Wälzgasverfahren
auch aus bituminösen Brennstoffen ein von Kohlenwassersto-flen praktisch vollständig
freies Wasser-# S
.a herstellen kann, wenn man das als Wälmeträger dienende
Wälzgas, vor dem Eintritt in den Gaserzeuger in Gegenwart von Wasserdampf auf eine
hohe Temperatur, beispielsweise i25o'C, erhitzt. Bei dieser Temperatur setzen sich
die Kohlenwasserstoffe mit dem Wasserdampf unter Bildung von Wass,erstoff und Kohlenoxyd
um, beispielsweise Methan -nach der Gleichung CH,#-H#0=CO#-3H.2. Daneben wird unter
Umständen Kohlenstoff in graphitischer Form frei.
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Leitet man das so, von Kohlenwasserstiffen befreite Wälzgas in die
Brennstoffüllung des Gaserzeugers ein und zieht man das gebildete Wassergas an einer
Stelle der Brennstofffüllung ab, die außerhalb der Entgasungs.-zone- liegt, so erhält
man ein von schädlichen Kehlenwasserstoffen freies Wassergas. Ein Teil des Wälzgases
wird dabei nach Abgabe
der Wärme für die Wassergasbildung
durch die frische Brennstoffüllung des Gaserzeugers geleitet, an die der Wälzgasstrom
seine Restb wärme zur tntgasung abgibt.
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Für dieZusammensetzung desWasser-as-es, namentlich für das Verhältnis
des Gehaltes an Kohlenoxyd und Wasserstoff, ist insbesondere die Temperatur der
Wassergasbildung bestimmend. je höher die Temperatur desto höher ist bekanntlich
der Gehalt des Wassergases an Kohlenoxyd. In gewissen Fällen, beispielsweise im
Falle der Erzeugung des erwähnten Synthesegases, darf indessen der Kohlenoxydgehalt
des Wasser-asies nicht über einen gewissen Wert steigen. Für die Syntheseggaserzeugun
g muß daher der Wälzgasstrom beim Eintritt in die Brennstofffüllung des Gaserzeugers
eitte bestimmte Temperatur aufweisen, die keinen wesentlichen Schwankungen unterworfen
sein darf, weim nicht die Zusammensetzung dies Gasies sich unvorteilhaft ändern
soll-Verarbeitet man beispielsweise Braunkolile bzw. den bei der Schwelung der Braankohle
entstehenden BraunkohhIenkoks, so soll das Wälzgas vorziigs#v6ise eine Temperatur
von etwa io5o' C aufweisen und das Nutzgas mit einer Temperatur von etwa
700'C aus dem Gaserzeuger abgezogen -werden. Für andere Brennstoffe und andere
Gaszusammensetzungen gelten entsprechend andere Temperaturgrenzen. Die Wasserggasbildung
geht dann in dem Ternperaturhereich zwis,Chen 700
und io5o' C vor sich.
Die Temperatur von io5o"'C liegt nun aber wesentlich niedriger als diejenige Temperatur,
auf die der Wälz-Igasstrom im Erhitzer zum Zwecke der vollständigen Zerstörung der
schädlichen Kohlenwasserstoffe gebracht werden muß.
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Weitere Schwierigkeiten im Wälzgasv#erfahr-en bei der Erzeugung von
Synthesegas. ,oder einem für andere Zwecke benutzten Wassergas, das eine bestimmte
gleichbleibende Zusammensetzung aufweisen soll, rühren daher, daß die Temperatur
der als Gaserbitzer benutzten Regeneratoren während des Betriebes erheblichen Schwankungen
unterliegt. Durch Wahl kurzer Umstellzeiten lassen sich zwar diese Schwankungen
innerhalb eines noch unschädlichen Bereiches halten, indessen verteuert sich durch
Verkürzen der Umstellzeiten die Herstellung des Wasier-,-ases wesentlich, weil die
Wassergaserzeuzwecks Umstellung der Absperrventile und zwecks Verdrängung der Abgase
aus dem Gaserhitzer durch Wasserdampf eine nicht unbeträchtliche Zeit, die beispielsweisc
bei einer Großanlage 2 bis 3 Minuten be-
tragen kann, unterbrochen
werden muß. Auch ist der Verbrauch an Wasserdampf zur Verdrän-ung der Abgase ziemlich
hoch. Dar-, Z,
aus ergibt sich, daß es in die-sor Bezichunzg, wirtschaftlicher
ist, die Umstellzeitün solange wie eben möglich züi wählen und beispiels-#veise
im Falle der Erzeugung g z` von Synthesegas die Regenüratoren erst dann umzuschalten,
wenn die Temperatur in ihnen unter den Punkt sinkt -, bei dem die Umsetzun- der
Kohlemvasserstoffe unvollständkzüi werden beginnt.
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Die. Erfindung sieht aus diesen Gründen vor, den dem Wälzgasstrom
zuzusetzcnden Wasserdampf in zwei Ströme aufzuteilen. Der eine Teil dieses Zusatzdampfes
wird, wie bisher üblich, dem Wälzgasstrom vor Eintritt in den Erhitzür und gleichzeitig
der andere Teil des Dampfes dem Wäl7.,gasstroin zwischen dem Erbitzer und dem Gaserzeuger
zugesetzt.
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Dabei wird bei Anwendung von abwechselnd betriebenen Re-enerataren
als Erhitzer gegebenenfalls die Wasserdampfmenge in den beiden Teilströmen fortlaufend
so ein-cstellt, daß, unabhängig von der jeweiligen Betriebstemperatur des Gaserhitzers,
der Wä17gasstrom in dem Gaserzeuger mit stets gleicher Temperatur eintritt.
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Eine solche fortlaufende Einstellung kann z.B. in der Weise au#,-,efübrt
werd#en, daß ö# et - kuppelte Umstellschieber, welche "eei,gn "e die Wasserdampfmenge
in den beiden Teilströmen getrennt beherrschen, von einem Temperaturfühler aus gesteuert
werden, der im Wälzgasstrom vor dem Eintritt in den Gaserzeuger angeordnet ist.
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Durch die Erfindung ist die 'Möglichkeit geboten, die Temperatur des
Wälzgasstromes unabhängig von der Erhitzung einzustellen, die der Wälzgasstrom in
dem Erhitzer er-
fährt oder erfahren muß, um bestimmte Umsetzungen in ihm
zu bewirken. Die Ei-findung J# C
bietet daher die Möglichkeit, ein von schädlichen
Kohlen-wasserstoffen vollständig freies Synthesegas aus biturninösen Brennstoffen
herzustellen, unter Einhaltung einer bestimmten Zusammensetzung hinsichtlich des
Gehaltes an Kohlenoxyd, Kohlensäure und Wässerstoff, ohne daß nachteilige Sch#,.-anl,-uiigen
in die--!er Zusammensetzung während des Betriebes entstehen. Die sich daraus für
die '\7#'eiterverarbeitun#,- des Synthesegases, d.h. für die Synthese von Kohlenwasserstoffen,
ergebenden Vorteile liegen auf der Hand. Denn es ist infolge der gleichbleibendenZusammensetzung
des Syntbesegas.es jetzt möglich, Kohlenwasserstoffe genau definierterArt in der
Synthese zu gewinnen, was infolge der bisher nicht vermeidbaren Schwankungen zuweilen
erhebliche Schwierig gkeiten bereitete.
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In der Zeichnung ist eine Anlage zur Z,
Ausführung des Verfahrens
-emäß der Erfindun- schematisch dargestellt.
Mit i ist der Wassergaserzeuger
hezeichnet, der mit einem bituminösen Brennstoff, beispielsweise Braunk.oh.1,enbril,-etts,
heschickt wird. In ihn wird von unten durch eine Rohrleitung 2 das erhitzte dampfhaltige
Wälz-Cras eingeleitet. Die Rohrleitung2 steht zu diesem Zweck unter Zwischenschaltung
von geeigneten Absp:errorganen mit den Gaserbitzern 3, 4, die als Regeneratoren
ausgebildet sind, inVerbindung. Das ausdemSchwelteil des Gaserzeugers i abgezogene
Wälzgas wird den Gase-rhitzein durch Rohrleitunbuen 5, 6 zugeleitet.
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Die Rohrleitung 5 ist mit einem DampfeinführungsrohrA versehen
Lind die Rohrleitung 2 mit einem DampfeinführungsrohrB. Die DampfeinführungsrohreA
und B sind so ausgebildet, daß sich der in die Rohrleitungen eingefidirte Dampf
gut mit dem Wälzgas mischt. Der Dampf wird den EinrichtungenA und B durch Leitungenaundb
zugeführt, die zu deiner Steuereinrichtun97 führen, welche an die Hauptdampfleittnig8
angeschlossen ist.
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Diese Steuereinrichtung g regelt die Dampfmengen in den Leitungena
und b so-, daß die Temperatur des Wälzgases in der LeitUn-2 soivie der Gesamtdampfgehalt
an dieser Stelle konstant gehalten wird.