DE1001451B - Verfahren zur Erzeugung von brennbaren Gasen aus OElen, insbesondere aus schweren Heizoelen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung von brennbaren Gasen aus Ulen, insbesondere aus schweren Heizölen Wenn man Öl, vor allem schwere Öle, wie Heizöl, mit sauerstoffhaltigen Gasen und Wasserdampf in ein brennbares Gas umsetzt, so zeigt sieh immer wieder, daß ein gewisser, oft nicht unerheblicher Teil des Öls in Ruß verwandelt wird. Dieser Rußanfall bedeutet nicht nur eine Verminderung des Wärmeausbringens bei dem ganzen Vergasungsprozeß, sondern dieser Ruß ist auch verhältnismäßig unangenehm aus dem Gas zu entfernen.
• Erfindungsgemäß `hat sich nun gezeigt, daß man beim Vergasen von Ölen, vor allem schweren Heizölen, mit sauerstoffhaltigen Gasen und Wasserdampf den Ruß ganz oder fast ganz vermeiden kann, wenn man beim Vergasen des Öls gleichzeitig zwei Bedingungen einhält. Die eine Bedingung ist die, die Vergasung unter erhöhtem Druck, und zwar bei Drücken von wenigstens 5 ata, vorzugsweise bei Drücken von 10 bis 30 ata, durchzuführen. Gleichzeitig muß dabei als zweite Bedingung das Vergasüngsmdttel, also die Mischung von Wasserdampf und sauers.tofhaltigenGasen rnithöherer Vorerhitzung verwandt werden. Diese Vorerhitzung muß mindestens 500° betragen und liegt vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 700 bis 1200°.
• Bei Anwendung einer hohen Überhitzung des Vergasungsmittels ist die Reaktionsgeschwindigkeit beim Vergasen so groß, daß die Tendenz zur Rußbildung an und für sich schon zurückgedrückt wird. Wenn aber gleichzeitig auch der Arbeitsdruck noch entsprechend erhöht wird, und zwar auf Werte, die oben angegeben wurden, so zeigt es sich, daß alle diejenigen Reaktionen, die zur Rußbildung Veranlassung geben, in ihrer Geschwindigkeit stark unterdrückt werden, so daß die reine Oxydationsreaktion der Öle mit Sauerstoff und die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe mit Wasserdampf bevorzugt werden.
• Sehr zweckmäßig ist es, bei der Erhitzung de;s Vergasungsmittels dieses vorzuwärmen nm regenerativen Wärmeaustausch mit den erzeugten Gasen. Diese Methode kann bei Ölen wegen ihres geringen Aschegehaltes mit großem Vorteil verwandt werden. Man erreicht dadurch, daß s,icJh das 0I mit sehr gutem Wirkungsgrad in ein brennbares Gas umsetzt. Der regenerativeWä rmeaustau-seh ist .deshalb anzustreben, weil hiermit er'heblic'h höhere Temperaturen erreicht werden können als beim rekuperativen Wärmeaustausch, vorzugsweise über metallische Flächen. Der regenerative Wärmeaustausch von erzeugtem Gas gegen anzu#,;-ärmendes Vergasungsmittel erlaubt also, das Vergasungsmittel auf Temperaturen zu bringen, die zwischen 600 und 1200°, unter Umständen noch höher liegen.
• Es sind zwar bereits Verfahren bekanntgeworden, die aus Ölen, insbesondere aus Heizölen, brennbare Gase herstellen wollen. Jedoch arbeiten diese Verfahren unter wesentlich anderen Arbeitsbedingungen. Meistens ist man genötigt, ,in mehreren Stufen, und zwar vorzugsweise in zwei Stufen zu arbeiten, indem zunächst mit einer Teilölmen:ge eine Art Vorverbrennung bzw. Vorvergasung erzielt wird und danach die Hauptölmenge in das in der ersten Stufe erzeugte Gas eingeführt wird, um das Fertiggas herzustellen. Bei dieser Arbeitsweise entstehen vorwiegend erhebliche Mengen an Ruß. Eine andere Möglichkeit eines mehrstufigen Verfahrens liegt darin, mit einem Wälzgasstrom zu arbeiten, also einen Teil des erzeugten Gases abzuzweigen und unter Wasserdampfzusatz zu erhitzen und in dieses erhitzte Hilfsgas dann zerstäufi,tes Öl einzuspritzen, um nunmehr auf diese umständliche Weise erst in der zweitem Stufe das erwünschte Gas herzustellen. Schließlich ist zu bemerken, daß die meisten Verfahren Kontakte benutzen, um die Umsetzung zu begünstigen und den Rußanfall herabzumindern. Demgegenüber hat . das neue Verfahren den Vorteil, in einer Stufe sofort ein fertiges Gas zu erzeugen, und zwar ohne Zuhilfenahme von Kontakten. Es isst eine alte Erfahrung, d:aß Kontakte bei Ölen, vor allem bei Heizölen, eine gewisse Zeit wohl arbeiten, aber bald durch den Schwefelgehalt des Gases, vor allem bei schwefelhaltigen Ölen, wie Heizöl, und auch noch durch andere Einflüsse vergiftet bzw. gelähmt «-erden. Diese Gefahr liegt bei dem neuen Verfahren nicht vor. Eine Anlage nach dem neuen Verfahren kann beliebig lange laufen, ohne daß sich der Rußgehalt erhöht oder eine Änderung in der Gaszusammensetzung bzw. den Reaktionsbedingungen eintritt. Ein weiterer großer Vorteil des neuen Verfahrens der Vergasung von Ölen unter Druck bei hocherhitztem Vergasungsmittel besteht im folgenden: Wenn als Vergasungsmittel Luft und Wasserdampf genommen werden, also ein Schwachgas erzeugt werden soll, so kommt man mit verhältnismäßig geringen Dampfzusätzen im Vergasungsmittel aus. Es genügt schon oft, wenn etwa 20% des Volumens im Vergasungsmittel aus Wasserdampf bestehen. Diese geringe Dampfmenge läßt sich durch feuchten Wärmeaustausch mit dem erzeugten Gas sehr leicht in die zum Vergasen benötigte Luft hineinbringen. Das Trierbei anzuwendende Verfahren ist bekannt. Man wäscht nämlich die erzeugten Gase mit bestimmten Mengen Heißwasser aus' und befreit diese. dadurch von dem größten Teil ihres Wasserdampfes, und dieses erzeugte Heißwasser dient dazu, um die Vergasungsluft zu befeuchten, also mit Wasserdampf zu versehen. Auf diese Weise wird oft erreicht, daß man keinen oder fast keinen Fremddampf zum Vergasen beim Erzeugen von Schwachigas benötigt. Wenn jedoch die Vergasung des Öls nur mit Sauerstoff und Wasserdampf oder mit hochprozentigem Sauerstoff und '\?#rasserdampf, also mit wenig Stickstoff im Vergasungsmittel (Ammonia1c,syntheseg.as) durchgeführt werden soll, so müssen erheblich größere Wasserdampfmengen im Vergasungsmittel aufgewandt werden. Diese Wasserdampfmeugen lassen sich durch feuchten Wärmeaustausch nur zum allerkleinsten Teil aus den erzeugten Gasen regenerieren, weil j a die Sauerstoffmenge bzw. die Sauerstoff- und Stickstoffmenge .im Verhältnis zu der Menge des erzeugten Gases zu: klein ist. Bei Durchführung der Gaserzeugung ohne Druck ist in diesem Fall der ganze Restdampf im erzeugten Gas als verloren zu betrachten. Das erzeugte Gas hat ja trotz der großen Restwasserdampfmengen nur einen Taupunkt in der Größenordnung von 75 bis 85°. Mit dieser niedrigtemperiertenWärme kann, man, nichts mehr anfagen. Anders liegen die Verhältnisse- jedoch in dem Fall, ,n welchem die Erzeugung des Gases (mit z. B. Sauerstoff und Wasserdampf) unter erhöhtem Druck geschieht. Schon bei einem Druck von 10 ata kann man den größten Teil des Restdampfes im erzeugten Gas wiedergewinnen durch Entspannung des heißen Wasch .wassers auf z. B. 1;5 ata, also Dampffaßdruck. Bei höheren Betriebsdrücken von z. B. 20 ata liegen die Verhältnisse noch günstiger. Der Überschußdampf, der beim Vergasen nicht umgesetzt wurde, kann dann fast vollständig als Niederspannungsdampf von 1,5 bis etwa 2,5 ata und unter Umständen hoch höherem Druck wiedergewonnen werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Erzeugung von brennbaren Gasen aus Ölen, insbesondere aus schweren Heizölen, mit sauerstoffhaltigen Gasen und Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturen von mindestens 500° und einem erhöhten Druck oberhalb 5 ata gearbeitet wird. .
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise bei Drücken von 10 bis 30 ata gearbeitet wird bei gleichzeitiger Anwendung von Temperaturen des Vergasungsmittels zwischen 700 und 1200°.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Vergasungsmittels durch regenerativen Wärmeaustausch mit den erzeugten Gasen erfolgt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung von Sauerstoff und Wasserdampf bzw. hochprozentigem Sauerstoff und Wasserdampf der überschußdampf nach der Vergasung als Niederspannungsdampf fast vollständig durch Auswaschen der erzeugten Gase mit Heißwasser und Entspannen des Heißwassers bei einem Druck von vorzugsweise 1,5 bis 2,5 ata wiedergewonnen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschriften Nr.123 859, 165 284.