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Verfahren zur Reinigung teerhaltiger Gase Gegenstand der Erfindung
ist ein Verfahren zur Reinigung teerhaltiger Gase, die beispielsweise bei der Ent-
oder Vergasung bituminöser Kohle entstehen und deren Teerbestandteile nur einen
geringen Bruchteil der Gesamtgasmenge ausmachen. Üblicherweise entfernt man die
Teerbestandteile durch Kühlung und/oder Waschung des Gases. Um eine Verstopfung
der betreffenden Apparate durch Teeransätze zu -vermeiden, die aus hochsiedenden
Teerbestandteilen und niedergeschlagenen festen Verunreinigungen des Gases bestehen,
arbeitet man in der Regel mit besonderen Teerlösungsmitteln, die anschließend von
- dem abgeschiedenen Teer wieder getrennt werden müssen. Diese verhältnismäßig umständliche
Verfahrensweise ist im allgemeinen nur bei der Reinigung großer Gasmengen wirtschaftlich.
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Zur Teerreinigung der bei der Vergasung bituminöser Kohle entstehenden
verhältnismäßig kleineren Mengen teerhaltiger Gase leitet man in der Regel das Entgasungsgas
über glühenden Brennstoff zwecks Krack_ung der Teerbestandteile zu permanenten Gasen.
Außer teerhaltigen Vergasungsgasen, die eine für die Teerkrackung erforderliche
Temperatur von mindestens 8oo° besitzen, gibt es zahlreiche andere teerhaltige Gase,
die mit wesentlich geringeren Temperaturen anfallen. Dazu gehören beispielsweise
Schwelgase
sowie Gichtgase von Verhüttungsschachtöfen, die mit bituminöser
Kohle als Brennstoff betrieben werden. Die letztgenannten Gase bilden, wenn man
sie kühlt oder wäscht, schwer entfernbare Krusten aus Teer und Gichtstaub, so daß
eine Kühlung auf diese Weise nicht möglich ist. Andererseits würden bei allen diesen
Gasen die bekannte Teerkrackung unter Verwendung glühenden Brennstoffes als Reaktionsmittel
und die dazu erforderliche Erhitzung des Gases auf mindestens 8oo° einen derart
hohen Wärmeaufwand erfordern, daß die Teerreinigung durch Kühlung und/oder Waschung
des Gases immer noch weniger verlustbringend ist.
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Die Erfindung zeigt einen gangbaren Weg, wie man auch kleinere Mengen
teerhaltiger Gase durch Krackung ihrer Teerbestandteile in wirtschaftlicher Weise
reinigen kann. Sie besteht im wesentlichen darin, daß das den Teer in Dampf- bzw.
Nebelform enthaltende Gas mit nichtmetallischen Mehrstoffkatalysatoren, die wie
beispielsweise eine Mischung aus Koks und Montmorillonit eine Aufspaltung des Teers
in permanente Gase schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen begünstigen,
in innige Berührung gebracht wird und anschließend die nicht gasförmigen Teerreste
durch Kühlung und/oder Waschung aus dem Gase entfernt werden. Überraschenderweise
hat sich gezeigt, daß bei Verwendung geeigneter nichtmetallischer Mehrstoffkatalysatoren
die im Gas enthaltenen Teerdämpfe bzw. -nebel schon bei Kracktemperaturen von etwa
6oo bis 700° weitgehend zu permanenten Gasen umgewandelt werden. Schwelgase, die
in der Regel mit einer Temperatur von etwa 6oo° die Schwelanlage verlassen, können
unmittelbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von Teer gereinigt werden. Bei
Gichtgasen ist gegebenenfalls eine gewisse vorhergehende Rufheizung erforderlich,
die man aber durch mittelbaren Wärmeaustausch mit den Abgasen der Winderhitzer des
Verhüttungsofens bzw. durch Teilverbrennung des Gases meist ohne besonderen Wärmeaufwand
durchführen kann.
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Es hat sich ferner herausgestellt, daß die aus einer Mischung von
kohlenstoff- und tonhaltigen Substanzen bestehenden nichtmetallischen Katalysatoren,
insbesondere bei Verwendung von Montmorillonit als Tonsubstanz, neben der Teerkrackung
zu permanenten Gasen in gewissem Umfang auch eine Umwandlung der höhersiedenden
asphaltartigen Teerbestandteile zu wertvollen niederigersiedenden und ' praktisch
asphaltfreien Teerölen herbeiführen. Das nach dem - erfindungsgemäßen Verfahren
behandelte Gas enthält praktisch nur noch asphaltfreie kondensierbare Teerbestandteile.
Diese lassen sich durch die anschließende Kühlung und/öder Waschung des .Gases leicht
entfernen, ohne daß es zu den eingangs erwähnten, gefÜrchteten Verstopfungen der
Apparate kommt. Die Verwendung besonderer Teerlösungsmittel in diesen Apparaten
ist also nicht mehr erforderlich.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die als Mehrstoffkatalysator
werwendete nichtmetallische Mischung aus kohlenstoff- und tonhaltigen Substanzen
praktisch überall in ausreichender Menge und zu billigem Beschaffungspreis zur Verfügung
steht. Bei der Teerkrackung verkrusten bekanntlich die Katalysatoren schon nach
verhältnismäßig kurzer Zeit durch den beim. Kracken anfallenden Ruß und den vom
Gas mitgeführten Staub. Während bei der bekannten Verwendung kostspieliger metallischer
Katalysatoren deren Regenerierung durch Ausbrennung der Krusten erforderlich ist,
können bei dem Verfahren nach der Erfindung die durch Verkrustung unbrauchbar gewordenen
nichtmetallischen' Mehrstoffkatalysatoren ohne weiteres der Gaserzeugungsanlage
zugeführt werden. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß die tonhaltige Substanz
nur in recht geringer Menge im Katalysator vorhanden zu sein braucht, beispielsweise
genügt schon eine schwache Aufschlämmung von Montmorillonit auf Koks. Der Zusatz
einer ganz geringen Menge an Tonsubstanz beeinträchtigt den Ent- oder Vergasungsprozeß
des zur Gaserzeugung dienenden bituminösen Brennstoffes praktisch nicht, und der
Zusatz der größeren Koksmenge stört diesen Prozeß überhaupt nicht, sondern ist bekanntlich
in vielen Fällen sogar günstig.
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Enthält im Einzelfall der aus dem Gas zu entfernende Teer besonders
viel hochsiedende, asphalt-oder pechartige Bestandteile, so können sich im thermisch
behandelten Gas noch nennenswerte Reste solcher Bestandteile vorfinden. Diese unzersetzten
Bestandteile kann man nach einer Weiterbildung der Erfindung in bekannter Weise
in Gegenwart hochaktiver metallischer Katalysatoren zu niedriger siedenden leichtflüssigen
Kohlenwasserstoffen umwandeln und "in dieser Form leicht aus dem Endgas abscheiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in der Weise durchführen, daß man das zu
reinigende Gas über den nichtmetallischen Mehrstoffkatalysator und gegebenenfalls
anschließend über den metallischen Katalysator in Form eines festen oder eines Wirbelbettes
leitet. Man kann aber auch dem zu reinigenden Gas den betreffenden Katalysator in
feinverteilter Form zusetzen und nach der thermischen Behandlung des Gases auf mechanischem
Wege wieder aus diesem abscheiden. Die kostspieligen hochaktiven metallischen Katalysatoren
werden zweckmäßig in der üblichen Weise in gewissen Zeitabständen regeneriert und
von neuem benutzt.
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Bei Verwendung eines Katalysators in Form eines Wirbelbettes dient
zweckmäßig das zu reinigende Gas selbst als Trägergas zur Erzeugung des Wirbelbettes.
Wenn im Einzelfall das Gas vor der Berührung mit dem nichtmetallischen Mehrstoffkatalysator
etwas aufgeheizt werden muß, kann man diese Rufheizung durch teilweise Eigenverbrennung
des Gases durchführen, wenn nicht andere kostenlose Wärmequellen wie beispielsweise
heiße Abgase zur Verfügung stehen.
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Das Verfahren nach der Erfindung betrifft ausschließlich die Reinigung.
teerhaltiger Gase, deren Teerbestandteile mengenmäßig nur einen geringen Bruchteil
der gesamten Gasmenge ausmachen. Es
unterscheidet sich dadurch grundsätzlich
von den bekannten Verfahren zux Wärmeaufspaltung von Teerölen u. dgl. Bei diesen
Verfahren werden die zu spaltenden Öle mit einer verhältnismäßig geringen Menge
eines Trägergases fein zerstäubt in den Behandlungsraum eingeblasen. Die mengenmäßig
den Hauptteil des eingeblasenen Gemisches ausmachenden Öle befinden sich dabei überwiegend
in Nebelform, während bei dem Verfahren nach der Erfindung das zu reinigende Gas
nur geringe Mengen dampfförmiger Teerbestandteile enthält.