DEO0002180MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 23. Februar 1952 Bekanntgemacht am 19. April 1956Registration date: February 23, 1952. Advertised on April 19, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Gasausbeute bei der Entgasung von Brennstoffen, die üblicherweise in Kammeröfen zur Erzeugung von Gas und Koks vorgenommen wird. Die aus dem Entgasungsraum abgezogenen Destillationsgase werden bekanntlich in der Gasvorlage und der anschließenden Gaskühlung unmittelbar oder mittelbar unter den Taupunkt ihrer kondensierbaren Bestandteile gekühlt. Dabei wird die gesamte fühlbare Wärme der Destillationsgase unter ■ entsprechendem Aufwand an Kühlmitteln vernichtet. Außerdem fällt der gesamte aus der Kohlenfeuchtigkeit stammende und in den Destillationsgasen enthaltene Wasserdampf in Form von Kondensat an und muß in einem nachfolgenden Arbeitsgang von den aufgenommenen Wertstoffen, insbesondere Teer und Ammoniak befreit werden.The invention relates to a method for increasing the gas yield in the degassing of Fuels that are usually made in chamber furnaces for the production of gas and coke. The distillation gases withdrawn from the degassing space are known to be in the gas receiver and the subsequent gas cooling directly or indirectly below the dew point of their condensable Components cooled. In doing so, the entire sensible heat of the distillation gases is underneath ■ destroyed with a corresponding expenditure of coolants. In addition, all of it falls from the coal moisture originating water vapor contained in the distillation gases in the form of condensate and must in a subsequent operation of the recycled materials, in particular Tar and ammonia are freed.

Um insbesondere die große fühlbare Wärme des in den Destillationsgasen enthaltenen Wasserdampfes auszunutzen und durch dessen thermische Zersetzung zu Wassergas auch die Gasausbeute zu erhöhen, hat man schon mehrfach vorgeschlagen, die aus dem Entgasungsraum entweichenden Destillationsgase vor ihrer Kühlung über glühenden Brennstoff zu leiten. Zu diesem Zweck hat man die Destillationsgase durch Deckenkanäle im Ofenmauerwerk oder durch außerhalb des Mauerwerks liegende Leitungen aus einer Kammer in eine andere Kammer eingeführt, deren Brennstoffinhalt bereits vollständig oder nahezu vollständig entgast ist. Hierbei ergibt sich der Nachteil, daß die wasserdampfhaltigen Destillationsgase ohne innige Berührung mit dem glühenden Koks dieser Kammer durch die Spalten im Kokskuchen und noch mehrIn particular, the great sensible warmth of the water vapor contained in the distillation gases and through its thermal decomposition to water gas, the gas yield also increases It has already been proposed several times to increase the distillation gases escaping from the degassing chamber to pass over glowing fuel before cooling. For this purpose one has the Distillation gases through ceiling ducts in the kiln masonry or outside the masonry Laying lines introduced from one chamber into another chamber, their fuel content is already completely or almost completely degassed. This has the disadvantage that the steam-containing distillation gases without intimate contact with the glowing coke of this chamber through the cracks in the coke cake and more

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durch die freien Räume zwischen Kokskuchen und Kammerwandungen streichen. Dabei findet nur eine sehr unvollkommene thermische Zersetzung des Wasserdampfes statt. Der zur Behebung dieses Mangels weiterhin gemachte Vorschlag, die Destillationsgase nur in die Teernaht des glühenden Kokskuchens einzuleiten und aus dieser wieder abzusaugen, erfordert verwickelte Ein- und Abführungseinrichtungen für die Destillationsgase. DieserStroke through the free spaces between the coke cake and the chamber walls. Only one will find it very imperfect thermal decomposition of the water vapor takes place. The one to fix this In the absence of a further proposal made, the distillation gases only in the tar seam of the red-hot Introducing coke cake and sucking it off again requires complex introduction and discharge facilities for the distillation gases. This

ίο Vorschlag hat sich daher im praktischen Betriebe auch nicht durchsetzen können.ίο proposal has therefore turned out to be in practical operations also not be able to enforce.

Alle diese Nachteile vermeidet man erfindungs-All these disadvantages are avoided in accordance with the invention

. ■ gemäß dadurch, daß die aus dem Entgasungsraum abgezogenen wasserdampfhaltigen Destillationsgase vor ihrer Kühlung in einer von dem Gaserzeugungsofen getrennten Einrichtung über einen hocherhitzten Kohlenstoffträger wie glühenden Koks geleitet werden, der im Gegenstrom zu den Destillationsgasen durch die Einrichtung absinkt und nach Wiederaufheizung im Kreislauf in diese zurückgeführt wird. Beim Durchstreichen der selbst in Bewegung befindlichen glühenden Koksschicht treffen die Destillationsgase immer wieder auf frische Koksteilchen, ohne daß in dem Koksbett größere Hohlräume oder Kanäle vorhanden sind, durch welche die Destillationsgase ungekrackt entweichen könnten. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielt man eine praktische vollständige Umwandlung des in den Destillationsgasen enthaltenen Wasserdampfes zu Wassergas. _i Daneben erfolgt eine sehr vorteilhafte Zersetzung 'der Teerbestandteile des Gases vornehmlich zu hochwertigen aromatischen Kohlenwasserstoffen und eine weitgehende Zersetzung des Gasammoniaks zu Stickstoff und Wasserstoff. Infolge der Gegenwart von Wasserdampf bzw. Wasserstoff werden die beim Kracken der Teerbestandteile anfallenden geringen Mengen an Ölkoks sofort beim Entstehen wieder hydrierend abgebaut.. In accordance with the fact that the steam-containing distillation gases withdrawn from the degassing chamber are passed over a highly heated carbon carrier such as glowing coke before they are cooled in a device separate from the gas generating furnace, which sinks through the device in countercurrent to the distillation gases and, after being reheated, is returned to the circuit will. When passing through the glowing coke layer, which is itself in motion, the distillation gases repeatedly encounter fresh coke particles without larger cavities or channels being present in the coke bed through which the distillation gases could escape uncracked. With the aid of the device according to the invention, a practically complete conversion of the water vapor contained in the distillation gases to water gas is achieved. _In addition, there is a very advantageous decomposition of the tar constituents of the gas, primarily to high-quality aromatic hydrocarbons, and extensive decomposition of the gas ammonia to nitrogen and hydrogen. As a result of the presence of water vapor or hydrogen, the small amounts of oil coke that occur when the tar components are cracked are broken down again in a hydrogenating manner as soon as they are formed.

Der bei der Aufspaltung der genannten Gasbestandteile nicht verbrauchte Koks wird nach seinem Austritt aus dem Krackraum und Abtrennung von Asche und Koksgrus durch geeignete mechanische oder pneumatische Fördermittel zur Wiedererhitzung auf Reaktionstemperatur einem Regenerator zugeführt und in diesem durch Zusatz von Heizgas und Luft entsprechend aufgeheizt. Die durch den Abbrand im Reaktionsraum verursachte Verminderung der umlaufenden Koksmenge wird durch Zusatz einer entsprechenden Menge frischen Kokses ausgeglichen.The coke not consumed during the splitting of the gas components mentioned is after its exit from the cracking room and separation of ash and coke breeze by suitable means mechanical or pneumatic conveying means for reheating to reaction temperature The regenerator is supplied and heated accordingly by the addition of heating gas and air. the the amount of coke in circulation is reduced, caused by the burn-up in the reaction chamber compensated by adding an appropriate amount of fresh coke.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man dem in den Reaktions- oder Krackraum eingeführten glühenden Koks größere Mengen an Rückstandsölen zusetzen kann. Bei der Kohlendestillation in Kammerofen fallen in der Nebengewinnungsanlage der Destillationsgase erhebliche Mengen solcher Rückstandsöle an, die wegen ihres geringen Verkaufswertes bisher nur eine Belastung des Kokerei- bzw. Gaswerksbetriebes bedeuteten. Durch den Zusatz dieser an sich sehr heizkräftigen Rückstandsöle wird der Heizwert des den Krackraum verlassenden Mischgases in vorteilhafter Weise gehoben. Das ist besonders dann wichtig, wenn man sehr feuchte Kohlen im Kammerofen entgasen muß. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgende Umsetzung der dann entstehenden sehr erheblichen Wasserdampfmengen zu Wassergas rufen unter Umständen eine derartige Herabsetzung des Gasheizwertes hervor, daß dieses nicht mehr einem normgerechten Stadtgas entspricht. Durch entsprechenden Zusatz von Rückstandsölen kann man in allen Fällen den Heizwert des Endgases wieder auf Stadtgasnorm bringen. Als Reaktionskoks im Krackraum eignet sich insbesondere feinkörniger Koks, der bisher in der Koksseparation als wenig brauchbarer Abfall abfiel und höchstens in Zentralgeneratoren zur Erzeugung von Schwachgas vergast werden konnte. Bei der Entgasung einer übliehen Kokskohle in einem Kammerofen fielen je Tonne Einsatzkohle etwa 740 kg Koks an. Die in der Koksseparation abgeschiedenen rund 120 kg minderwertigen Feinkokses wurden in der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung verbraucht. Unter Zusatz von 17°/» Rückstandsöl, bezogen auf die Einsatzkohle, ergab sich eine Steigerung der Ausbeute an normgerechtem Stadtgas auf das Dreifache. Das den Reaktionsraum verlassende Gasgemisch enthielt etwa die vierfache Menge an Benzol und seinen Homologen und etwa die dreifache Menge eines ,stark naphthalinhaltigen Teeres wie das Destillationsgas vor Eintritt in den Krackraum.A particular advantage of the process according to the invention is that the in the reaction or add large quantities of residual oils to the glowing coke introduced into the cracking room can. In the case of coal distillation in chamber furnaces, the distillation gases fall in the by-product recovery system considerable amounts of such residual oils because of their low sales value previously only meant a burden on the coking plant or gas works. By adding this Residual oils, which are very powerful in themselves, become the calorific value of the mixed gas leaving the cracking chamber raised in an advantageous manner. This is especially important when you are very humid Must degas coals in the chamber furnace. The reaction taking place in the process according to the invention the resulting very substantial amounts of water vapor to call under water gas Circumstances such a reduction in the gas calorific value results that this is no longer a corresponds to standard town gas. By adding residual oils, you can in all cases bring the calorific value of the end gas back to the town gas standard. As reaction coke in Cracking space is particularly suitable for fine-grain coke, which has so far been used as little in coke separation usable waste fell and at most in central generators could be gasified to generate lean gas. When degassing a common Coking coal in a chamber furnace produced around 740 kg of coke per ton of feed coal. In the The coke separation separated around 120 kg of inferior fine coke were in the facility consumed to carry out the method according to the invention. With the addition of 17 ° / » Residual oil, based on the feed coal, resulted in an increase in the yield of standard-compliant oil City gas three times as much. The gas mixture leaving the reaction chamber contained about four times the amount of benzene and its homologues and about three times the amount of one , tar with a high naphthalene content, such as the distillation gas before it enters the cracking room.

In der Zeichnung sind in vereinfachter Darstellungsweise zwei Ausführungsbeispiele einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Anlage veranschaulicht.In the drawing, two exemplary embodiments are shown in a simplified manner Implementation of the process according to the invention serving plant illustrated.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.i der Zeichnung werden die aus dem Entgasungsraum abgezogenen wasserdampfhaltigen Destillationsgase durch die Leitung 1 einem Reaktionsraum 2 zugeleitet. Dieser ist mit einer im Gegenstrom zu den aufsteigenden Destillationsgasen absinkenden Säule glühenden Kokses gefüllt. Die entstehenden Reaktionsgase verlassen Raum 2 durch eine Leitung 3. j Der nicht zur Reaktion verbrauchte Koks wird über eine Schleüse4 einer Siebeinrichtung5. od. dgl. zugeführt. Der von Asche und Feinstgut, die bei 6 abgeführt werden, befreite Koks gelangt über eine' Fördereinrichtung 7 zu einer weiteren Fördereinrichtung 9, die ihn in einen Hochbunker 10 abliefert. Beim Einlauf in die Fördereinrichtung 9 wird der Abbrand im Räume 2 durch Zusatz von Frischkoks ersetzt, der durch eine Fördereinrichj tung8 zur Fördereinrichtung9 gelangt. Aus BunkerIn the embodiment according to Fig.i of the drawing, the are from the degassing chamber withdrawn steam-containing distillation gases passed through line 1 to a reaction chamber 2. This is with a column that descends in countercurrent to the rising distillation gases filled with glowing coke. The resulting reaction gases leave room 2 through a line 3. j The coke not used for the reaction is passed through a sluice4 of a sieve device5. or the like fed. The coke freed from ash and fines, which are discharged at 6, is passed through a ' Conveyor device 7 to a further conveyor device 9, which delivers it to an elevated bunker 10. When entering the conveyor 9, the burn-up in rooms 2 is reduced by the addition of Replaces fresh coke, which arrives at the conveyor 9 through a conveyor 8. From the bunker

10 wird das Gemisch aus Kreislauf- und frischem Koks über eine Schleuse 11 einem Erhitzer oder Regenerator 12 zugeleitet und aus diesem über eine Schleuse 14 wieder in den Krackraum 2 zurückgeführt. Zum gasdichten Abschluß der Schleusen 4,10, the mixture of recycle and fresh coke through a lock 11 or a heater The regenerator 12 is fed in and returned to the cracking chamber 2 via a lock 14. For the gas-tight closure of the locks 4,

11 und 14 gegen die Außenluft kann man durch Leitungen 13 Rauchgas od. dgl. in die Schleusen einleiten.11 and 14 against the outside air you can through Lines 13 or the like. Introduce flue gas into the locks.

Zum Wiederaufheizen des Kokses im Regenera- 125 j tor 12 dient ein Gemisch von Heizgas und Luft, dasA mixture of heating gas and air is used to reheat the coke in the regenerator 12

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durch Leitung 15 zuströmt. Die im Regenerator 12 entstehenden Gase werden durch eine Leitung 16 über einen Abhitzekessel 17 und einen Wärmeaustauscher 18 abgeleitet. Der Zusatz der Rückstandsöle erfolgt durch eine Leitung 19, die über den Wärmeaustauscher 18 und einen weiteren in die Reaktionsgasleitung 3 eingeschalteten Wärmeaustauscher 20 zum Krackraum 2 führt.flows through line 15. The ones in the regenerator 12 The resulting gases are passed through a line 16 via a waste heat boiler 17 and a heat exchanger 18 derived. The residual oils are added through a line 19 which passes through the heat exchanger 18 and a further heat exchanger connected into the reaction gas line 3 20 leads to cracking room 2.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen im wesentlichen nur dadurch, daß der Reaktions- oder Krackraum in zwei parallel geschaltete Teilräume 2 undThe embodiment according to Fig. 2 differs from the one described above essentially only in that the reaction or cracking space in two parallel sub-spaces 2 and

21 unterteilt ist. Hierbei ergibt sich die unter Umständen vorteilhafte Möglichkeit, die Destillationsgase nur durch einen Teilraum, den Raum 2, zu leiten und im anderen Teilraum 21 nur die durch Leitung 19 eingeführten Rückstandsöle zu kracken, wobei die Reaktionserzeugnisse durch eine Leitung21 is divided. This may result from this Advantageous possibility of the distillation gases only through a part of the room, the room 2 to conduct and in the other subspace 21 only crack the residual oils introduced through line 19, the reaction products through a conduit

22 getrennt abgeführt werden. Die in dem durch Leitung 22 strömenden ReaTctionsgas in großer Menge enthaltenen aromatischen und olefinischen Kohlenwasserstoffe können dann getrennt auskondensiert und das Restgas dem durch Leitung 3 abgezogenen Gasgemisch zugesetzt werden. Den bei 6 aus der Siebeinrichtung 5 abgezogenen verhältnismäßig aschereichen feinkörnigen Brennstoff kann man in einer Staubfeuerung ausnutzen oder auch vergasen.22 are discharged separately. The reaction gas flowing through line 22 in large The amount of aromatic and olefinic hydrocarbons contained can then be condensed out separately and the residual gas are added to the gas mixture withdrawn through line 3. The at 6, relatively ash-rich fine-grain fuel withdrawn from the sieve device 5 can be used in a dust furnace or gasified.

Bei beiden Ausführungsformen ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß man durch Einregelung der Menge und der Temperatur des dem Reaktionsraum 2 bzw. 21 zugeführten Kohlenstoff trägers die jeweils günstigsten Reaktionsbedingungen schaffen kann. Dadurch unterscheidet sich die Erfindung grundsätzlich' von den bekannten Vorschlägen, Rückstandsöle in eine Entgasungskammer oder einen Gaserzeuger einzuleiten. Um den Gaserzeugungsvorgang nicht empfindlich zu stören, ist hierbei nur der Zusatz einer recht geringen Ölmenge möglich. Außerdem entsprechen die im Gaserzeugungsraum herrschenden Temperaturen vielfach nicht denjenigen Reaktionstemperaturen, die für eine schonende Aufspaltung der Öle ohne Bildung größerer Ölkoksmengen wünschenswert sind.In both embodiments, there is the essential advantage that you can adjust by adjustment the amount and the temperature of the carbon carrier supplied to the reaction chamber 2 and 21 respectively can create the most favorable reaction conditions. This differs the invention basically 'from the known proposals, residual oils in a degassing chamber or initiate a gas generator. In order not to disturb the gas generation process sensitively, is here only the addition of a very small amount of oil is possible. In addition, they correspond in the gas generation space prevailing temperatures often not those reaction temperatures that for a careful splitting of the oils without the formation of large amounts of oil coke are desirable.

Zur Durchführung der Reaktion mit dem wasserdampfhaltigen Reaktionsgas bzw. dem Rückstandsöl kann der bei der Entgasung anfallende feste Rückstand dienen, und zwar unmittelbar auf der Temperaturstufe, mit der er die Entgasungseinrichtung verläßt. Auf diese Weise wird die fühlbare Wärme des Entgasungsgutes ausgenutzt. Handelt es sich bei diesem um wertvollen großstückigen Koks, so wird man im allgemeinen von einer Vergasung desselben absehen. Man kann jedoch nach einem der bekannten Verfahren der Trockenkokskühlung die fühlbare Wärme des entgasten Gutes gewinnen und zur Erzeugung von Wasserdampf oder zur Erzeugung eines brennbaren Gases benutzen. Die fühlbare oder latente Wärme, die dabei gewonnen wird, kann zur Wiederaufheizung des Kohlenstoffträgers dienen, welcher im Kreislauf durch die Krackeinrichtung geführt wird.To carry out the reaction with the reaction gas containing water vapor or the residual oil the solid residue obtained during degassing can be used directly on the Temperature level at which it leaves the degassing device. In this way it becomes palpable Heat of the degassing material used. Is it a valuable large piece Coke, one will generally refrain from gasifying it. However, you can after one of the known methods of dry coke cooling, the sensible heat of the degassed material win and use to generate water vapor or to generate a flammable gas. The sensible or latent heat that is gained can be used to re-heat the Serve carbon carrier, which is circulated through the cracking device.

Man kann zur Beschleunigung der einzelnen Reaktionen dem Kohlenstoffträger katalytisch wirkende Stoffe zusetzen. Man kann ferner zur Auflockerung der Brennstoffmasse das Gemisch eines Kohlenstoffträgers und inerter, nicht an der Reaktion teilnehmender Feststoffe im Kreislauf durch den Reaktionsraum führen. Unter Umständen genügt es hierbei, den Kohlenstoffanteil dieses Gemisches so zu bemessen, daß im Reaktionsraum praktisch der gesamte Kohlenstoff verbraucht wird. In diesem Fall ist dann nur eine Wiederaufheizung der im Kreislauf geführten inerten Feststoffe erforderlich.The carbon carrier can be catalytically active to accelerate the individual reactions Add substances. A mixture of a carbon carrier can also be used to loosen up the fuel mass and inert solids not participating in the reaction in circulation through the reaction space to lead. Under certain circumstances it is sufficient to set the carbon content of this mixture as follows to be dimensioned so that practically all of the carbon is consumed in the reaction chamber. In this In this case, only reheating of the circulating inert solids is necessary.

Claims (6)

Patentansprüche':Claims': 1. Verfahren zur Erhöhung der Gasausbeute bei der Entgasung von Brennstoffen unter Verwendung hocherhitzter Kohlenstoffträger, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Entgasungsöfen abgezogenen wasserdampfhaltigen Destillationsgase vor ihrer Kühlung einer von den Entgasungsöfen getrennten Einrichtung zugeführt werden, in der ein feinkörniger Koks im Gegenstrom zu den Destillationsgasen absinkt und gegebenenfalls nach Wiederaufheizung im Kreislauf in die Einrichtung zurückgeführt wird.1. Process for increasing the gas yield in the degassing of fuels using highly heated carbon carriers, thereby characterized in that the steam-containing distillation gases withdrawn from the degassing furnaces prior to their cooling one of the degassing furnaces are fed to a separate device in which a fine-grain coke decreases in countercurrent to the distillation gases and optionally after reheating is recycled back into the facility. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rückstandsöle in regelbarer Menge in den Reaktionsraum der Einrichtung eingeleitet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that residual oils are introduced into the reaction chamber of the device in a controllable amount. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge des feinkörnigen Kokses in einem besonderen Raum zur Reaktion mit in regelbarer Menge eingeführten Rückstandsölen gebracht, aus dem entstehenden Reaktionsgas die hochwertigen Kohlenwasserstoffe ausgeschieden und das Restgas dem bei der Reaktion zwischen feinkörnigern Koks und Destillationsgas anfallenden Gasgemisch zugesetzt werden.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a subset of the fine-grained Coke in a special room for reaction with introduced in a controllable amount Brought residual oils, excreted the high-quality hydrocarbons from the resulting reaction gas and the residual gas that resulting from the reaction between fine-grain coke and distillation gas Gas mixture are added. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fühlbare Wärme des in den Vergasungsöfen gewonnenen Kokses für die Wiederaufheizung des im Reaktionsraum benutzten feinkörnigen Kokses ausgenutzt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the sensible heat of the coke obtained in the gasification furnaces for the Reheating of the fine-grain coke used in the reaction chamber is used. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem feinkörnigen Koks katalytisch wirkende Reaktionsbeschleuniger zugesetzt werden.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the fine-grain coke catalytically acting reaction accelerators are added. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch . gekennzeichnet, daß dem feinkörnigen Koks inerte, d. h. nicht an der Reaktion teilnehmende Feststoffe in einem Maße zugesetzt werden, das dem Kohlenstoffverbrauch im Reaktionsraum entspricht.6. The method according to claim 1 to 5, characterized . characterized in that the fine-grained coke is inert, d. H. not participating in the reaction Solids are added to the extent that the carbon consumption in the reaction space is equivalent to. Angezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 586 391.Referred publications:
British Patent No. 586 391. Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings