DE767912C - Process for obtaining smoldering tar in the production of town gas by degassing coal in externally heated, continuously operated, vertical degassing rooms - Google Patents

Description

Verfahren zum Gewinnen von Schwelteer bei der Erzeugung von Stadtgas durch Entgasen von Kohle in außenbeheizten, stetig betriebenen, senkrechten Entgasungsräumen Bei den bekannten Verfahren zur Erzeugung von Stadtgas in außenbeheizten, stetig betriebenen, senkrechten Entgasungsräumen wird aus backender Steinkohle Stadtgas, Hochtemperaturkoks und Hochtemperaturteer gewonnen. Der im Verhältnis zu dem Gehalt der Kohle an teerbildenden Stoffen in geringer Menge anfallende Teer enthält aber häufig Anteile von aliphatischem Schwelteer.Process for obtaining smoldering tar in the production of town gas by degassing coal in externally heated, continuously operated, vertical degassing rooms In the known method for generating town gas in externally heated, steadily operated, vertical degassing rooms are turned into town gas from baking hard coal, Extracted high temperature coke and high temperature tar. The one in relation to the salary the coal contains tar-forming substances in small quantities, however often proportions of aliphatic smoldering tar.

Der Hochtemperaturteer wird nach bekannten Verfahren verarbeitet, welche für Schwelteer ungeeignet sind. Für dessen Aufbereitung werden besondere Verfahren angewendet. Ein Gemisch beider Teere kann nach dem heutigen Stand der Technik nicht aufgearbeitet werden und ist somit minderwertig.The high temperature tar is processed according to known methods, which are unsuitable for smoldering tar. There are special ones for its preparation Procedure applied. A mixture of both tars can according to the current state of the Technology cannot be worked up and is therefore of inferior quality.

Man hat deshalb schon versucht, die Teererzeugung bei außenbeheizten, stetig betriebenen, senkrechten Entgasungsräumen im Sinne einer ausschließlichen Erzeugung von Hochtemperaturteer zu lenken. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, in solchen Entgasungsräumen vor allem von Hochtemperaturteer praktisch freien Schwelteer zu gewinnen; daneben wird ein Gas erhalten, das ohne besondere Nachbehandlung als Stadtgas abgegeben werden kann, und es entsteht außerdem ein fester Koks, der eine besonders gute Reaktionsfähigkeit besitzt.Attempts have therefore already been made to reduce the production of tar in externally heated, continuously operated, vertical degassing rooms in the sense of an exclusive Direct production of high temperature tar. The goal of the present Invention is practical in such degassing rooms especially of high temperature tar to win free smoldering tea; in addition, a gas is obtained that has no special Aftertreatment can be released as town gas, and it also arises solid coke, which is particularly reactive.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß durch einen senkrechten Entgasungsraum mit einer Kammerwandaußentemperatur von goo° und darüber stückige, nicht backende oder schlecht backende Steinkohle, die bisher nicht zur Verkokung verwendet wurde, in einem ständig von oben nach unten fließenden Strom mit einer solchen Wanderungsgeschwindigkeit hindurchgeführt wird, die einen Schnittpunkt der beiderseitigen Höchsttemperaturisothermen mit der Mittelebene des Entgasungsraumes an dessen unterem Ende ergibt, und daß während des Erhitzungsvorganges der Kohle durch Einführung von Wasserdampf im unteren Teil des Entgasungsraumes Wassergas erzeugt wird, das die Kohlefüllung aufwärts durchstreicht und am oberen Ende der Entgasungskammer gemeinsam mit den anderen darin entstandenen Gasen und Dämpfen abgeführt wird. Die stückige Form der Kohle kann hierbei eine durch Zerkleinern hergeführte Körnung sein, oder es kann kleinkörnige Kohle zu Stücken (Brikett) geformt sein. Hierbei soll das Höchstmaß des Durchmessers der Stücke so bemessen sein, daß das Stück auf seinem Wege in der Entgasungskammer bis in seinen Kern hinein auf die für die Entgasung festgesetzte Temperatur erhitzt wird. Andererseits soll der Stückgrößendurchmesser nicht unter 4. bis ä mm liegen. Die Backfähigkeit der Kohle darf nicht so groß sein, daß eine zusammenhängende Teernaht entsteht.The method according to the invention consists in that by a vertical Degassing room with an outside chamber wall temperature of goo ° and above lumpy, hard coal that does not bake or does not bake well and that has not yet caused coking was used, in a continuously flowing top-to-bottom stream with a such migration speed is passed, which is an intersection of the maximum temperature isotherms on both sides with the middle plane of the degassing space at its lower end, and that during the heating process of the coal by introducing water vapor in the lower part of the degassing space water gas is generated that sweeps the coal filling upwards and at the top of the Degassing chamber together with the other gases and vapors created in it is discharged. The lumpy form of the coal can be made by crushing it It can be produced grain, or it can be small-grain coal formed into pieces (briquette) be. Here, the maximum dimension of the diameter of the pieces should be such that the piece on its way in the degassing chamber up to its core the temperature set for degassing is heated. On the other hand, the Piece size diameters are not less than 4 to - mm. The ability of charcoal to bake must not be so large that a continuous tar seam is created.

Beim Durchgang der Kohlestücke, z. B. walnußgroßer Stücke, einer sehr gering backenden Steinkohle durch die außenbeheizte, senkrecht stehende Entgasungskammer «-erden die Kohlestücke allmählich bis auf etwa Sooerhitzt, wenn die Außentvandtemperatur der Kammer etwa goo-- beträgt. Bei dem Erhitzungsvorgang werden aus der Kohle die flüchtigen Bestandteile ebenso allmählich ausgetrieben. Sie steigen in der Entgasungskammer empor und werden an ihrem oberen Ende abgeführt. Da die jeweils obenliegenden Kohlestücke immer eine tiefere Temperatur besitzen, so gelangen die jeweils bei einer bestimmten Temperatur aus dem Kohlestück austretenden Gase und Teerdämpfe nicht in höhere Temperaturen, als sie an ihrem Entstehungsort, in dem Kohlestück, besitzen. Ein Kracken der Gase und Dämpfe findet daher nicht statt. Andererseits behält aber das Kohlestück seine Form, es schrumpft nur zusammen und wird zu Koks, der noch eine geringe Menge flüchtiger Bestandteile enthält, aber als festes Stück verbleibt. In dem Kohlestück findet ein Verkokungsvorgang statt, der eine Verkittung der kleinsten Kohleteilchen zu einem festen Gefüge bewirkt; die einzelnen Kohlestücke backen aber nicht zusammen.When passing the coal pieces, z. B. walnut-sized pieces, one very low-baking hard coal through the externally heated, vertical degassing chamber - the pieces of coal gradually heat up to about 50% when the outside temperature is reached the chamber is about goo--. During the heating process, the coal becomes the volatile components are also gradually driven off. You rise in the degassing chamber up and are carried away at their upper end. Because the pieces of coal on top always have a lower temperature, they each reach a certain temperature Temperature of the gases and tar vapors escaping from the coal lump in higher temperatures, than they have at their place of origin, in the coal piece. A crack of the gases and therefore no vapors take place. On the other hand, however, the piece of coal retains its own Form, it just shrinks and turns into coke, which is still a small amount more volatile Contains components but remains as a solid piece. Finds in the piece of coal a coking process takes place, which leads to the cementing of the smallest coal particles causes a solid structure; the individual pieces of coal do not bake together.

Die Einführung des Wasserdampfes am unteren Ende der Entgasungskammer bewirkt dort in der heißesten Zone der Kohlefüllung die Bildung von Wassergas. Infolge des Fehlens von Teerkoks ist die Reaktionsfähigkeit des Kokses, insbesondere an der Oberfläche der Stücke, stark erhöht, so daß die Wassergasbildung auch bei niederen Temperaturen in voller Stärke eintritt. Dieses Wassergas steigt durch die ganze Kohlefüllung zum Abzug und reißt die aus den Kohlestüchen austretenden Entgasungsgase und Dämpfe mit sich, die dadurch schnell von ihrem Entstehungsort entfernt und in den Bereich niederer Temperaturen übergeführt werden. Dadurch wird eine weitgehende Zersetzung und Umwandlung der Kohlen"v asserstoffe verhindert und eine große Menge Schwelteer erzeugt. Im gleichen Sinne wirkt der Abzug der Entgasungserzeugnisse und des Wassergases am oberen Ende der Entgasungskammer, da die dadurch entstehenden Kohlenwasserstoffe immer aus den tiefer gelegenen heißeren Schichten der Kohlefüllung in oberhalb gelegene kühlere Kohleschichten gelangen.The introduction of the water vapor at the lower end of the degassing chamber causes the formation of water gas in the hottest zone of the coal filling. As a result the lack of tar coke is the responsiveness of the coke, especially at the surface of the pieces, greatly increased, so that the formation of water gas even with lower Temperature occurs at full strength. This water gas rises through the whole Charcoal filling to the extraction and tears the degassing gases emerging from the coal dust and vapors, which are quickly removed from their place of origin and in be transferred to the area of lower temperatures. This is a far-reaching one Decomposition and transformation of the carbons prevented and a large amount Smoldering tar produced. The withdrawal of the degassing products has the same effect and the water gas at the top of the degassing chamber, as the resultant Hydrocarbons always from the deeper, hotter layers of the coal filling get into cooler coal layers above.

Die Absaugung der Entgasungserzeugnisse aus dem Entgasungsraum wird so eingestellt, daß innerhalb der Kammer ein geringer Unterdruck vorhanden ist. Dann entsteht eine zwangsweise Führung der leicht zersetzbaren Kohlenwasserstoffe in stets kühlere Schichten, eine Umwandlung wird verhindert, und die durch die Erhitzung der Kohle entstandenen Entgasungsprodukte werden in der Form erhalten, in der sie entstehen.The evacuation of the degassing products from the degassing space is carried out adjusted so that there is a slight negative pressure inside the chamber. Then the easily decomposable hydrocarbons are forced to flow in ever cooler layers, a transformation is prevented, and that by the heating Degassing products resulting from the coal are obtained in the form in which they are develop.

Die Wanderungsgeschwindigkeit der Kohle durch die Entgasungskammer nach dem Verfahren bewirkt, daß die Kohlestücke auf ihrem Gesamtweg durch die Entgasungskammer so hoch erhitzt «erden, daß sie, wenn sie zum unteren Ende der Kammer gelangen, die Höchsttemperatur angenommen haben, die für den Entgasungsprozeß vorgesehen ist. Dadurch wird die größte Durchsatzleistung unter Gewinnung der größtmöglichen Menge Schwelteer erzielt.The speed of migration of the coal through the degassing chamber after the process causes the coal pieces on their entire path through the degassing chamber so highly heated "that when they get to the bottom of the chamber, have assumed the maximum temperature intended for the degassing process. This results in the greatest throughput while obtaining the largest possible amount Schwelteer scored.

Die von der beheizten Kammerwand des Entgasungsraumes zur -litte in der Kohleschicht vordringende Wärme bildet mit ihren Höchsttemperaturen eine Ebene. die, beginnend im oberen Kammerteil, nach unten zu zur Mittelebene der beiden Kammerwände neigt und diese schließlich in einer Linie trifft. Der Schnittpunkt dieser als Isothermen der Höchsttemperatur zu bezeichnenden Ebenen mit der Mittelebene der Kammer liegt nun nach dem Verfahren am unteren Ende des Entgasungsraumes, der meistens eine im Querschnitt rechteckige Kammer ist. Damit ist die beste Ausnutzung der Temperaturverhältnisse unter Berücksichtigung der zu erzeugenden größtmöglichen Schwelteermenge gegeben.The from the heated chamber wall of the degassing space to the middle in The heat penetrating the coal layer forms a level with its maximum temperatures. which, starting in the upper part of the chamber, go down to the center plane of the two chamber walls tends and finally meets them in a line. The intersection of these as isotherms the maximum temperature to be designated levels with the central plane of the chamber now according to the procedure at the lower end of the degassing chamber, which is usually an im Cross-section is rectangular chamber. This makes the best use of the temperature conditions taking into account the largest possible amount of smoldering tar to be produced.

Bei der bisher üblichen Entgasung backender Steinkohle in stetig betriebenen, senkrechten, außenbeheizten Entgasungsräumen ist es bekannt, daß die sich bildenden beiden Teernahtebenen einen Keil bilden, dessen Spitze in der Mittelebene der Kammer in der oberen Hälfte der Kammerhöhe liegt. Infolge der erst unterhalb der Teernaht einsetzenden Koksbildung, welche eine bestimmte Zeit erfordert, muß die Kohle von der Teernaht an auf einen großen Teil ihrer Weglänge meist über die ganze untereHälfte derKammerhöhe hinaus in höherer Temperatur stehen, um die Verfestigung zum Koks und die völlige Entgasung zu erreichen. Je nach den Kohlensorten kann die Höhenlage der Teernahtspitze in der Kammermitte zwar etwas schwanken, d. h. bei gewissen Kohlen kann ein etwas schnellerer Durchsatz erfolgen. und damit die Teernahtspitze etwas gesenkt werden, doch ist die Höhenlageänderung nicht erheblich. In jedem Fall ist der anfallende Hochtemperaturteer mit nebenbei noch erzeugten Schwelteermengen vermischt. Dadurch wird aber überhaupt ein nicht erwünschtes Teererzeugnis gewonnen, im Gegensatz zum Verfahren nach der Erfindung, das praktisch unvermischten, und zwar Schwelteer, gewinnen läßt. Die Teernaht bildet sich nur bei backenden Kohlen. Bei den nach dem Verfahren benutzten Kohlen tritt eine Teernahtbildung nicht ein, und die Höchsttemperatur wird in der Kammermitte erst am unteren Ende der Kammer erreicht.With the previously common degassing of baking hard coal in continuously operated, vertical, externally heated degassing spaces, it is known that the Both tar seam levels form a wedge, the tip of which is in the center plane of the chamber lies in the upper half of the chamber height. As a result of only below the tar seam onset of coke formation, which requires a certain time, the coal must from the tar seam for a large part of its length, usually over the entire lower half the chamber height are at a higher temperature in order to solidify to coke and to achieve complete degassing. Depending on the types of coal, the altitude can the tar seam tip in the middle of the chamber fluctuates somewhat, d. H. with certain coals a slightly faster throughput can occur. and with it the tar seam tip something but the change in altitude is not significant. In any case it is the resulting high-temperature tar is mixed with incidentally generated quantities of smoldering tar. In this way, however, an undesirable tar product is obtained at all, in contrast to the method according to the invention, the practically unmixed, namely smoldering tar, lets win. The tar seam only forms when the coals are baking. In the case of the In the process of using coals, tar seaming does not occur, and the maximum temperature is only reached in the middle of the chamber at the lower end of the chamber.

Der beim erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Teer ist ein reiner Schwelteer, dessen Aufbereitung Dieselkraftstoffe ergibt. Solche konnten bisher im Gaswerksbetrieb nicht gewonnen werden, da bei der bisher üblichen Entgasung nur Hochtemperaturteer oder ein mit Schwelteer vermischter Hochtemperaturteer erzeugt wurde, aus dem keine Dieselkraftstoffe gewonnen werden konnten. Die anfallende Menge des Schwelteeres übersteigt erheblich, bis zum Doppelten, die sonst bei der üblichen Hochtemperaturentgasung anfallende Hochtemperaturteermerige. Der Koks ist fest und hart, besitzt aber eine größere Reaktionsfähigkeit als die, welche der sonst bei Hochtemperaturentgasung gewonnene Koks besitzt. Die durch die Entgasungsräume in der Zeiteinheit durchgesetzten Kohlenmengen sind erheblich größer als die Mengen, welche beim Schwelen mit niederer Beheizungstemperatur durchgesetzt werden können. Die bisher üblichen Verfahren zur Gewinnung von Schwelteer in größeren Mengen wenden eine Erhitzung der Kohle nur auf die Schweltemperatur, d. h. etwa 6oo°, an. Gewonnen wird dabei zwar Schwelgas und Schwelteer, aber nur mürber Schwelkoks. Mit dem Verfahren nach der Erfindung werden abgabefähiges Stadtgas, Schwelteer und fester Koks unter wesentlich erhöhter Durchsatzleistung der Entgasungsräume erzeugt.The tar obtained in the process according to the invention is a pure one Schwelteer, which is processed to produce diesel fuels. Such could be so far cannot be obtained in the gasworks operation, since with the previously usual degassing only High-temperature tar or a high-temperature tar mixed with smoldering tar is produced from which no diesel fuels could be obtained. The amount that arises of the smoldering tar exceeds considerably, up to twice that otherwise with the usual High temperature tar resulting from high temperature degassing. The coke is solid and hard, but has a greater ability to react than that of the other Has coke obtained from high-temperature degassing. The through the degassing rooms in The amount of coal passed through the unit of time is considerably greater than the amount which can be enforced when smoldering with a lower heating temperature. The previously common methods of extracting smoldering tar in larger quantities are reversing heating the coal only to the smoldering temperature, d. H. about 600 °. Won It will be carbonization gas and carbonization tar, but only crumbly carbonization. With the procedure According to the invention, deliverable town gas, smoldering tar and solid coke are under significantly increased throughput of the degassing chambers.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Gewinnen von Schwelteer bei der Erzeugung von Stadtgas durch Entgasen von Kohle in außenbeheizten, stetig betriebenen, senkrechten Entgasungsräumen, dadurch gekennzeichnet, daß stückige, nicht backende oder schlecht backende .Steinkohle durch die Kammer bei einer Kammerwandaußentemperatur von goo° und darüber mit einer Wanderungsgeschwindigkeit geführt wird, die einen Schnittpunkt der beiderseitigen Höchsttemperaturisothermen mit der Mittelebene der Entgasungskammer an deren unterem Ende ergibt, und daß durch Dampfeinführung im unteren Kammerteil Wassergas erzeugt wird, das zusammen mit den in der Kammer entstehenden Gasen und Dämpfen abgesaugt wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 359 367, 488 025, 535 832, 645 737, 658:207, 670 139; österreichische Patentschriften Nr. i i 1568, 111 571; Handbuch der Gasindustrie, Bd. I, Teil 5, S. 87 ff.PATENT CLAIM: Process for extracting smoldering tar in the production of town gas by degassing coal in externally heated, continuously operated, vertical degassing rooms, characterized in that lumpy, non-baking or poorly baking a migration speed is performed, which results in an intersection of the mutual maximum temperature isotherms with the center plane of the degassing chamber at its lower end, and that by steam introduction in the lower part of the chamber water gas is generated, which is sucked off together with the gases and vapors arising in the chamber. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the grant procedure: German Patent Nos. 359 367, 4 88 0 25, 535 832, 645 737, 658: 207, 670 139; Austrian Patent Specifications No. ii 1568, 111 571; Handbook of the Gas Industry, Vol. I, Part 5, pp. 87 ff.