DE559922C - Verfahren zur Herstellung des Rohgasgemisches fuer die Ammoniaksynthese - Google Patents

Description

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, um das Rohgasgemisch für die Ammoniaksynthese aus Generatorgasen herzustellen.

Nach einer Art der Verfahren werden in verschiedenen Gaserzeugern gewöhnliches Generatorgas bzw. Wassergas gesondert hergestellt und werden hierauf diese Gase nach entsprechender Reinigung in solchem Verhältnis gemischt, daß im Gasgemenge das Verhältnis des Wasserstoffes und des Stickstoffes den der Ammoniakbestandteile (3 :1) entspreche.

Nach einer anderen Art der Verfahren wird ein an Kohlenoxyd reiches Generatorgas hergestellt und nach entsprechender Reinigung in der ersten Periode in einen mit Kontaktmasse, z. B. Eisenoxyd, gefüllten Turm geleitet, in welchem die Masse durch das Gas reduziert wird; in der zweiten Periode werden dann über die Kontaktmasse Wasserdampf und Luft in einem dem herzustellenden Gemisch entsprechenden Verhältnis hindurchgeführt, wobei die reduzierte Kontaktmasse den Sauerstoff derselben bindet, so daß aus dem Kontaktturm ein Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff entweicht.

Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, im Gaserzeuger das der katalytischen Umsetzung mit Wasserdampf zu unterwerfende Gasgemisch in einer solchen Zusammensetzung herzustellen, daß bei der nachfolgenden Befreiung der Kohlensäure durch Konvertierung und Trennung der Verunreinigungen unmittelbar ein Gasgemisch von der für die Ammoniakherstellung geeigneten Zusammensetzung entsteht.

Es ist schließlich bekannt, ein wasserstoffreiches und somit für die nachträgliche Bildung des Ammoniakrohgasgemisches in einer besonderen Anlage geeignetes Gas in einem mit einer Retorte versehenen Gaserzeuger derart herzustellen, daß die bei der Verkokung der Kohle in der Retorte entstehenden Dämpfe und Gase durch die heißeste Zone des Brennstoffes hindurchgeführt und hierdurch gekrackt und die Dampf- und Luftmengen und die Art ihrer Zuführung in der Weise geregelt werden, daß die Temperatur von der heißesten Zone etwa in der Mitte des Gaserzeugers nach dem Boden des Gaserzeugers hin schrittweise abnimmt.

Nach all diesen bekannten Verfahren wird das Ammoniakrohgasgemisch nicht im Gaserzeuger selbst, sondern außerhalb desselben in besonderen Anlagen gebildet. Das Verfahren gemäß der Erfindung weist nun dem Bekannten gegenüber den technischen Fortschritt auf, daß durch dieses ermöglicht wird, das fertige Ammoniakrohgasgemisch, das ist ein Gasgemisch, welches Wasserstoff und Stickstoff in einem für die Ammoniaksysnthese erforderlichen Mengenverhältnis enthält, in einem einzigen Gaserzeuger oder Gaserzeugergruppe ohne Anwendung von Mischanlagen, Kontakt-

türme usw. auf denkbar einfachste Art in ununterbrochenem Betriebe unmittelbar herzustellen, wobei das entstehende Gasgemisch lediglich einer Reinigung und Entfernung der Restgase (Kohlensäure, Kohlenoxyd usw.) bedarf.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht

darin, daß dem Gaserzeuger, nachdem der Wärmeverbrauch der endothermischen Reaktionen, die im Gaserzeuger nach den folgenden Formeln vor sich gehen:

C + H₂O = CO + H₂ C + 2 H₂O = CO₂ + 2 H₂

¹^ durch den Wärmeüberschuß der nach der folgenden Formel verlaufenden exothermischen Reaktion:

C + O₂ + (3,76 N₂) = CO₂ + (3,76 N₂) .

nicht gedeckt werden kann, ein Wärmezusatz von oben mit dem glühenden Koks und von unten mit dem Luft-Wasserdampf-Gemisch zugeführt wird.

Gemäß der Erfindung wird nämlich das Gasgemisch für die Ammoniaksynthese in einem mit Oberbau versehenen Gaserzeuger in ununterbrochenem Betriebe derart hergestellt, daß die in den Oberbau eingeführte Kohle mittels inerter Gase von hoher Temperatur (etwa 700 bis 1000°) in an sich bekannter Weise vor-• gewärmt und entgast, hierauf der den Destillationsrückstand bildende glühende Koks im Gaserzeugerschacht mit einem in an sich bekannter Weise (auf etwa 300 bis 700 °) vorgewärmten Luft-Dampf-Gemisch, schlechthin Generatorwind, in Berührung gebracht wird, wobei der Dampfgehalt des Windes in der Weise geregelt wird, daß das nach Verlauf der Reaktionen vom Gaserzeuger abziehende Gasgemisch den Wasserstoff und Stickstoff in einem für die Ammoniaksynthese erforderlichen Verhältnis enthalte, wobei die Restgase des Gasgemisches (Kohlensäure, Kohlenoxyd usw.) aus diesem mittels eines geeigneten bekannten Verfahrens entfernt werden.

Die Temperaturen, auf welche die in den Oberbau eingeführte Kohle und der Generatorwind zu erhitzen sind, sowie das Verhältnis der Komponenten im letzteren können rechnerisch ermittelt und dann bei der Inbetriebsetzung leicht eingeregelt werden.

In der Zeichnung ist ein Generator für die Ausführung des Verfahrens dargestellt.

In die Destillationsretorte A werden durch den Füllrumpf α Kohle und durch den Ringkanal b reine inerte Gase von einer hohen Temperatur (etwa 700 bis 1000 °) eingeführt. Die Destillations- sowie die inerten Gase entweichen durch die Leitung c. Der glühende Koks gelangt durch den Verbindungskanal B in den Vergasungsschacht C, in welchem dieser mit dem durch die Leitung d und den Rost f eingeführten (auf etwa 300 bis 700 °) vorgewärmten Generatorwind in Berührung gebracht 6g wird. - Im Schacht C gehen die obigen Reaktionen vor sich, und das Gemisch der gebildeten Gase wird durch die Leitung e abgeführt. Naturgemäß kann das Verfahren auch derart durchgeführt werden, daß der vorgewärmte Generatorwind bei e eintritt und das gebildete Gasgemisch bei d abgeführt wird.

Als Rohgase für die Kohlendestillation können zum großen Teil die Destillationsgase der Kohle verwendet werden; in diesem Falle werden aus den letzteren der Teer, die Verunreinigungen, der Wasserdampf und die reaktionsfähigen Gase entfernt und die Restgase, die hauptsächlich aus Wasserstoff und CO bestehen, als inerte Gase verwendet.

Die Destillationsgase können auch zum Erhitzen der inerten Gase sowie des Generatorwindes herangezogen werden.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung ist von großer Wichtigkeit, die beiden Teilprozesse, und zwar einerseits die Destillation, anderseits die Vergasung der Kohle, voneinander unabhängig vor sich gehen zu lassen. Mit Rücksicht darauf, daß die Destillation sowie die Vergasung unter Überdruck verlaufen, können die beiden Teilprozesse zweckmäßig in der Weise getrennt werden, daß die Überdrücke in zwei voneinander entfernten Querschnitten des Verbindungsschachtes auf gleicher Höhe gehalten werden, so daß der Druckunterschied zwischen diesen beiden Stellen Null beträgt und daher keine Strömung zwischen dem oberen und unteren Raum in der einen oder anderen Richtung stattfinden kann, was mittels des Differentialmanometers g überprüft werden kann. Sollte das Differentialmanometer in der einen oder anderen Richtung ausweichen, so kann dieser Druckunterschied durch Einregelung der Ventile der Leitungen c bzw. e ausgeglichen werden.

Sollte sich dagegen das Mengenverhältnis des Wasserstoffes und Stickstoffes im bei e austretenden Gasgemisch etwas ändern, so müssen die eingeführten Mengen an Luft bzw. Dampf so lange geändert werden, bis sich das richtige Verhältnis wieder einstellt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist einfacher, billiger und leichter auszuführen als die bezüglichen anderen Verfahren, weil hierdurch das Rohgasgemisch für die Ammoniaksynthese in einer einzigen Gaserzeugeranlage ohne Hilfsprozesse in ununterbrochenem Betriebe unmittelbar hergestellt werden kann.

Aus dem · Gasgemisch kann nach Entfernen der Restgase mit Hilfe eines beliebigen bekannten Verfahrens synthetisches Ammoniak hergestellt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Verfahren zur unmittelbaren Herstellung des Rohgasgemisches für die Ammoniaksynthese in einem mit Oberbau versehenen Gaserzeuger in ununterbrochenem Betriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Oberbau eingeführte Kohle mittels inerter Gase von hoher Temperatur (etwa 700 bis iooo⁰) in an sich bekannter Weise vorgewärmt und entgast, hierauf der den Destillationsrückstand bildende glühende Koks im Gaserzeugerschacht mit einem in an sich bekannter Weise (auf etwa 300 bis 700 °) vorgewärmten Luft-Dampf-Gemisch in Berührung gebracht wird, dessen Dampfgehalt so eingeregelt wird, daß nach Verlauf der Reaktionen im Gaserzeugerschacht das vom letzteren abziehende Gasgemisch den Wasserstoff und Stickstoff in einem für die Ammoniaksynthese erforderlichen Mengenverhältnis enthalte, wobei die Restgase des Gasgemisches (Kohlensäure, Kohlenoxyd usw.) aus diesem mittels eines geeigneten bekannten Verfahrens entfernt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillation bzw. Vergasung der Kohle unter Überdruck voneinander getrennt in der Weise vorgenommen wird, daß in zwei verschiedenen Querschnitten des Verbindungsschachtes zwischen Destillationsretorte und Gaserzeugerschacht gleiche Überdrücke aufrechterhalten werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen