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Verfahren zur Herstellung von Ilartpech.
Es ist bekannt, vorgewärmte oder heisse Luft, überhitzten Wasserdampf bzw. heisse, von den
Koksöfen, Retorten oder sonstigen Entgasungsöfen kommende Gase durch heissen, in Destillations- gefässen befindlichen Teer zu leiten, um diesen zu destillieren. Die hiebei entstehenden Dämpfe werden aus den Destillationsträgern durch Kühlung wieder entfernt und diese dann aus dem Verfahren entlassen oder anderweitig ausgenutzt. Diese bisher bekannten Verfahren haben sich zwar im allgemeinen bewährt ; es haften ihnen aber gewisse Schwierigkeiten und Mängel an.
Wird nämlich vorgewärmte oder heisse Luft verwendet, so tritt durch deren Sauerstoffgehalt eine in den meisten Fällen unerwünschte Polymerisation der Destillate oder des Rückstandes ein, die deren Beschaffenheit beeinträchtigt. Wird überhitzter Wasserdampf verwendet, so wird zu dessen Herstellung eine unerwünschte Erweiterung der Apparate nötig. Wärmeaufwand und Wärmerück- gewinnung sind dabei unvollkommen, wie die Destillate auch zur Bildung von Emulsionen neigen. Zur
Vermeidung einer unerwünschten Polymerisation wurden auch inerte Gase als Trägergase für die
Destillationsprodukte durch den heissen Teer geleitet (britische Patentschrift Nr. 449619, amerikanische
Patentschrift Nr. 1511192).
Für die Herstellung von Hartpech durch Destillation von Teeren hat man schon heisse Ver- brennungsgase benutzt, indem man von den für eine technische Feuerung, z. B. die eines Koksofens, bestimmten Heizgasen einen Teil abgezweigt und vorab zur Gewinnung eines sauerstoffreien Gases möglichst vollständig, u. zw. mittels Brennern mit Oberflächenverbrennung, verbrannt hat. Um die durch diese Vorverbrssnnung"bedingte, für die Durchführung der Destillation zu hohe Temperatur herabzusetzen, ist dann eine Zumischung von kaltem Heizgas vorgesehen worden, während nach Durch- führung der Teerdestillation diese Mischung unter Hinzufügung weiterer Heizgasmengen zu ihrem eigentlichen Zweck benutzt wird.
Bei diesem Verfahren wird also ein Teil des eigentlichen Heizgases selbst benutzt und damit dessen Wärmeleistung ihrem eigentlichen Zweck entzogen, wenn auch die Beimischung inerten Gases für die Beheizung gerade hoher Koksöfen als nicht schädlich bezeichnet wird. Darüber hinaus wird aber die für den Destillationsvorgang angestrebte Natur der Gase als inert durch die Zumischung von
Heizgasen, die gerade aus Kohlenwasserstoffen und Kohlenoxyd bestehen, beeinträchtigt, da nament- lich Kohlenoxyd im strengeren Sinne nicht als inert bezeichnet werden kann. Ausserdem verlassen die
Abgase der eigentlichen Feuerung, wie des Koksofens, diesen nunmehr sogar in einer grösseren Menge auf der Temperaturhöhe wie bei einer normalen Feuerung, ohne noch eine weitere Ausnutzung ge- funden zu haben.
Gemäss der Erfindung werden zunächst gerade überall, d. h. ohne Bindung an irgendeinen be- stimmten Betrieb, zur Verfügung stehende Abgase (Rauchgase) für die Herstellung von Hartpech durch
Destillation von Teeren benutzt ; dieses Abfallerzeugnis wird also einer neuen Verwendung zugeführt.
Indem diese Rauchgase nun bei Sauerstoffüberschuss unter Zusatz der äquivalenten Menge brennbarer
Gase bzw. bei Kohlenoxydüberschuss unter Zusatz der äquivalenten Menge Luft in im Sinne der flammen- losen Oberflächenverbrennung betriebenen Verbrennungsräumen vollständig, d. h. praktisch zu einem
Gemisch von Kohlensäure und Stickstoff, verbrannt werden, werden sie unter Beibehaltung bzw.
Steigerung des fühlbaren Wärmeinhalts zwecks schonender Destillation vollständig inert gemacht.
Wenn bei dieser"Nachverbrennung"die Endtemperatur nicht ausreicht, so wird durch Zumischung
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einer Heizgas-Luftmischung eine Temperaturerhöhung herbeigeführt. Diese Zusatzmenge wird aber hier vor der Teerdestillation ebenfalls, u. zw. unter den Bedingungen der Naehverbrennung der Rauchgase verbrannt, so dass auch hiebei ein einheitliches Gemisch von Kohlensäure und Stickstoff verbürgt ist.
Es wird also damit eine Doppelaufgabe erfüllt, indem zunächst die erforderliche chemische Eigenart der als Destillationsträger zu benutzenden Abfallgase erzeugt wird und in ursächlichem Zusammenhang damit nun noch diesen Gasen die erforderliche Wärme zur Durchführung des Destillationvorgangs aufgeladen wird, soweit sie nicht von Haus aus vorhanden ist ; neben der örtlichen Ungebundenheit ist damit auch eine äusserst billige Herstellung eines völlig einwandfreien Gases gewährleistet.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben ; Fig. 2 zeigt eine nachher näher zu beschreibende Sonderanwendung.
Nach Fig. 1 treten die Abgase einer Feuerung, beispielsweise solche aus der Unterfeuerung C der Teerblase B durch den Anschluss G', in dem gleichzeitig die Luftzufuhr wie bei einem Gasbrenner geregelt wird, in den Regler oder Speicher R ein, der mit Schamottestücken oder-brocken ausgefüllt ist.
Besitzt dabei das Abgas aus der Unterfeuerung folgende Zusammensetzung :
EMI2.1
<tb>
<tb> Abgas
<tb> trocken <SEP> feucht
<tb> %
<tb> 0.......................... <SEP> 13-5% <SEP> 11-4%
<tb> Ci2 <SEP> 3-1% <SEP> 2-8%
<tb> CO.................... <SEP> 0#7% <SEP> 0#6%
<tb> N2 <SEP> ...................... <SEP> 83-7% <SEP> 76-4%
<tb>
EMI2.2
weitere Luftzufuhr eben infolge Verbrennung des Sauerstoffüberschusses eine Umwandlung nach folgender Analyse :
EMI2.3
<tb>
<tb> Inertgas
<tb> trocken <SEP> feucht
<tb> H2O <SEP> .......................... <SEP> - <SEP> 18#9%
<tb> O2 <SEP> ............................... <SEP> 0#1% <SEP> 0#1%
<tb> Ci2 <SEP> 8-6% <SEP> 7-1%
<tb> CO <SEP> ............................ <SEP> 0#1% <SEP> 0#1%
<tb> N2....................... <SEP> " <SEP> 91'0% <SEP> 73'8%
<tb>
Handelt es sich jedoch um ein Abgas folgender Zusammensetzung :
Abgas trocken feucht
EMI2.4
entsprechend folgender Tabelle verbrannt :
EMI2.5
<tb>
<tb> Inertgas
<tb> trocken <SEP> feucht
<tb> H2O <SEP> .......................... <SEP> - <SEP> 18#8%
<tb> O2 <SEP> .......................... <SEP> 0#2% <SEP> 0#2%
<tb> Cl2 <SEP> 8-8% <SEP> 7-1%
<tb> Cl <SEP> 0-1% <SEP> 01%
<tb> N2......................... <SEP> 90-9% <SEP> 73-8%
<tb>
d. h. praktisch einem solchen gleicher Zusammensetzung wie im ersten Fall. Dieses Gas wird nun durch den Sicherheitstopf S mittels des Verteilrohres V in den in der Blase B enthaltenen Teer überführt, mittels einer Vakuumpumpe durch ein Kühlersystem gesaugt, um nach Ausscheidung der Destillate aus dem Verfahren entlassen zu werden.
Vergleicht man diese Arbeitsweise mit der Herstellung solcher Gase aus einer entsprechend durchgeführten vollkommenen Verbrennung von Heizgas mit der äquivalenten Menge Luft, so ergibt sich zunächst die Tatsache, dass eine entsprechende Menge teuren und kalten Heizgases an Stelle der bereits erhitzten praktisch wertlosen Rauchgase benutzt werden muss.
Da, sich die Verbrennung in den beiden Vergleichsfällen nach der folgenden Tabelle abspielt :
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EMI3.1
<tb>
<tb> 1. <SEP> Luft <SEP> 2. <SEP> Rauchgas
<tb> 0,-Gehalt <SEP> = <SEP> 21% <SEP> 02-Gehalt <SEP> = <SEP> 11-4%
<tb> Temperatur <SEP> 1000 <SEP> Temperatur <SEP> 1000
<tb> Erforderliche <SEP> Menge <SEP> an <SEP> Luft <SEP> bzw. <SEP> Rauchgas <SEP> 5'7 <SEP> m <SEP> 10'62 <SEP> m3
<tb> Entstehende <SEP> Menge <SEP> an <SEP> Inertgas.......... <SEP> 6'1 <SEP> m3 <SEP> 10'02 <SEP> m3
<tb> Wärmeinhalt <SEP> der <SEP> Verbrennungsprodukte
<tb> bei <SEP> 600 ............................ <SEP> 1275 <SEP> Cal. <SEP> 2300 <SEP> Cal.
<tb>
so ergibt sich ausserdem, dass auch die räumlichen Mengen der Träger der Destillate sehr hoch und damit sehr günstig sind.
Die Wärmeausnutzung wird dabei umso günstiger, je niedriger der Sauerstoffgehalt der Rauchgase ist. Dazu kommt dann auch noch, dass bei der Verbrennung von Heizgas mit Luft übermässig hohe Temperaturen entstehen, die der unmittelbaren Verwendung für die Innendestillation der gegen Zersetzung empfindlichen Steinkohlenteere entgegenstehen würden. Die Verbrennungsgase müssten also hier-abgesehen von der vorherigen Ausnutzung der hohen Temperatur in mittelbar wirkenden Wärmeaustauschern - durch nachträglichen Zusatz kalter Gase gekühlt werden, für deren
Freiheit von Sauerstoff und Stickstoff wiederum besondere Massnahmen nötig sind. Während natürlich bei einer normalen Beheizungs-oder Feuerungsanlage die Ausnutzung des (relativ geringen) Sauer- stoff-bzw.
Kohlenoxydüberschusses der Abhitze oder Rauchgase eine Verschlechterung des Wirkungsgrades infolge des damit durchzuschleppenden grossen Ballastes an an der Verbrennung nicht teilnehmenden Stoffen wie Kohlensäure und Stickstoff sowie wegen der aus baulichen Gründen in beschränktem Ausmasse zur Verfügung stehenden Heizflächen bedeuten würde, erweist sich also gerade diese Eigentümlichkeit, im vorliegenden Falle in Rücksicht auf die Sonderverwendung dieser Gase, als ein wesentlicher Vorteil.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Hartpech durch Destillation von Steinkohlenteer und andern Teeren mittels heisser Gase, z. B. Rauchgase (Abgase von Feuerungen), dadurch gekennzeichnet, dass das zur Destillation zu verwendende Gasgemisch aus Rauchgasen erzeugt wird, indem diese bei Sauer- stoffüberschuss unter Zusatz der äquivalenten Menge brennbarer Gase bzw. bei Kohlenoxydüberschuss unter Zusatz der äquivalenten Menge Luft in im Sinne der flammenlosen Oberflächenverbrennung betriebenen Verbrennungsräumen praktisch vollständig, d. h. zu einem Gemisch von Kohlendioxyd und Stickstoff, verbrannt werden.