DE883317C

DE883317C - Verfahren zur Erzeugung von hochwertigem Brenngas

Info

Publication number: DE883317C
Application number: DESCH6149A
Authority: DE
Inventors: Julius Dr-Ing Schierenbeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-03-21
Filing date: 1951-03-21
Publication date: 1953-07-16

Description

Verfahren zur Erzeugung von hochwertigem. Brenngas

Die Gaserzeugung aus Kohle oder Koks durch

Vergasung erfolgt in der Hauptsache gemäß dien

Reaktionen i. C +,02 = C02, 2. C + C02 = 2 CO,

3. C+2H20=C0,+2H2 bzw. C+H20=CO+H2,

q..C+2H2=CH4und 5.CO+H20=C02+H2.

Auf Gmund dieser Reaktionen entsteht in den

gebräuchlichen Gaserzeugern ein Gas, mit etwa

25 bis 300/0 CO, 8 bis io % H2 und o bis

30/0 C I-14 mit einem unteren: Heizwert von etwa

i2oo bis i4oo l;ca@l/'ms. Wird' mit Sauerstoff statt

Luft gearbeitet, so, kann entsprechend dem kein.-

heitsgrad des Sauerstoffs der Heizwert bis auf

etwa 3000 kca,l/m3 gesteigert werden. Eine weitere

Erhöhung ist nur durch nachfolgende Veredlung

mittels Konvertieren und, Methanisieren oder durch

Druckv orgasung bei 2o bis. 30 ata und entsprechend

vermehrter Methanbildung gemäß Reaktion1;I zu

erzielen. Die Veredlungsverfahren haben: aber den.

Nachteil, daß sie den: Gaspreis erheblich erhöhen,

und die Druckvergasung ist bisher mir bei Braun-

kohle geglückt, so daß eine allgemeine Anwen,-d'ung dieser Verfahren. auch künftig kaum; in Frage, kommen wird..

Auf Grund! der Erfindung lä,ßt sich nun ohne Druck im Gasterzeuger selbst .durch verstärkte, Methanbildung dieselbe Heizwertsteigerung wiemit Beim obigen. Verfahren, bei Sauerstoffvergasung bis auf etwa 4ooo b:is 4200 kcal /m3, auf einfachste Weise und. mit geringen Kosten: erreichen.. Zu diesem Zweck wird die Vergasung in drei ternperatur- und verfahrernsmüßig abgegrenzten Zonen (I. Vorreaktions:zone, II. Nachreaktionszone, III. Schwelzone) mit Abführung des erzeugten Gases aus der Zone 1I durchgeführt, wobei die Temperatur in den. Zonen I und III durch einen in die Zone I eingeführten und aus dieser unter Umgehung der Zone II in die Zone III eingeleiteten Wälzgas.strom und diel Temperatur in Zone II getrennt davon durch Heizung oder Kühlung derart eingestellt wird, daß in jeder Zone die für sie günstigsten Reaktions- und Verfaghiren:sbedinigun, gern erreicht werden, und in Zonier II nur Schwelkoks gelangt.
Zum besseren Verständnis wird das neue Verfahren an Hand der schematischen Abbildung in Anwendung bei einem Abstichgaserzeuger ein, gehend erklärt.
Ins -das Unterteil der Voirreaktionszone I wird das Wälzgas entweder, wie i gezeichnet, in die Düsen i (gezeichnet ist nur eine Düse) mit dem Luft- oder Sauerstoffstrom a bei 3 oder oiberhalb dieser Düsen eingeführt. Dadurch wird. die Wärme der Verbrennungsschicht nasch oben, geitragen und die Temperatur im Oberteil der Zone I derart erhöht, @daß eine starke Wasserdampfzersetzung und Wassiers.toffbil-dung eintritt. Bei 4 wird dann das Wälzgas aus der Zone I mit je nach der Wälzgasmenge und der Höhe- der Abs,augstedl-e mehr oder weniger hoher Temperatur, z. B. 8oo bis goo°, abgezogen und unteir Umgehung der Zone II bei 5 in die Schwelzone eingeleitet und zuletzt bei 6 aus dieser Zone durch das Wälzgasgebläse 7 abgesaugt und wieder in, die Zone I gedrückt. Das Wälzgas -wird vor dem Gebläse durch einen Stauhabscheider gereinigt und zweckmäßig mit den Schwelprodukten; in die Zone I geführt, wo diese je nach der Einführungsstelle entweder verbrannt oide@r, gespalten und auf diese Weise nutzbar gemacht wer,-den. In die, Zone II gelangt auf diese Weise nur Schwelkoks, der für die Durchführung der Nachreaktionen besonders geeignet ist.
Die Temperatur dien Zone II kann nun durch Heizen oder Kühlen auf die erforderliche Temperatur eingestellt werden!. Für die Methanhild'ung kommt nur eine Kühlung auf etwa 5oo oder 6oo° oder, je nach -der der Kohle, noch etwas unter 5oo° in, Frage, da die Methan, bildunig bei höhereir Temperatur zu. gering ist. Durch den, Weiterverlauf der Reaktionen a und! 3 tritt zwar im Unterteil der Zone II bereits eine Temperatursenkung ein!, die aber nur zur Einleitung der Reaktion 4, nicht aber zur Abführung -der hierbei freiwerd:endein Reaktionswärme ausreicht. Aus @di'esem@Grund,- wird: in@.die Verteilerhaubee8 durch die Leitung g IGh.lgas mit oder ohne Dampf eingeführt. Als Kühlgas kann entweder, kaltes Generatorgas bei i a oder aus der Zone I bei i i abgeleitetes und durch Wassereindampfen bei 1a abgekühltes Gas durch die Leitung 13 der Kühlgaseinführung g zugeführt werden. Im ersten Fall wird, namentlich wenn ohne Dampf gekühlt wird, ein Gas mit viel CO, und wenig C 02, im zweiten Fall dagegen ein Gas mit weniger CO, mehr Hz und viel C 02 entstehen, da, hier .durch dien Dampfüb-erschuß die Rückbildung von C 02 uni, H2 gemäß Reaktion 5 begünstigt wird.
Das, gebildete Gas, wird bei 14 aus, dem Gaserzeuger abgeleitet und kann, da es, keine Sch.welprodukte enthält, ohne weiteres zur Vo@rwärmung von Luft oder Überhitzung von Dampf oid. dgl. in Wärmeaustauschern verwendet werden. Soweit erford'eTlich, wird auch hier ein Stauhabscheider eingeschaltet. Für die Durchführung der Nachreaktionen, also voirr allem der Reaktion 4, ist eis vorn: Vorteil, daß infolge Ableitung des Wälzgases bei 4 in Zone II nur etwa die halbe oder° eine noch geringere Geschwindigkeit gegenüber Zone I vorhanden ist. Zur weiteren Begünstigung der Umsetzung ist es zweckmäßig; die Höhe -der Brennstoffschicht in Zone II reichlich zu bemessen.
Auf Grund,des geschilderten Verfahrens gelingt es ohne weiteres, auf billigste Weise ein Gas mit hohem Methiangehalt und entsprechend hohem Heizwert (bei Sauerstoffvergasung über q.ooo kcal/ins) herzustellen.
Um die Reaktionsfähigkeit der Brennstoffüllung in Zone II zu erhöhen, kann man bei Vergasung von Steinkohle durch den Einfülltrichter 15 zusätzlich Braunkohle, Braunkohlenbriketts oder Holz einfüllen. Ebenso, lassen sich beim Abstichgaserzeuge.r irgendwelche die Reaktion fördernde Zuschläge, die sich infolge ihres höheren spezifischen Gewichtes aus der flüssigem; Schlacke, leicht abscheiden und, wiedergewinnen lassen, zusetzen.
Die Verteilung der einzelnen Gasströme läßt sich mit bei-4, 1i und 14 eingebauten (nicht ge!z@e!ichneten) Schiebern, sonwie durch Regulierung des Wälzga,sgebläs'es@ 7 leicht einstellen. Als Wälzgasgebläse kann auch ein Dampfstrahlgebläse, unt°r Ausnutzung der Energie des Reaktio@ns.dampfes verwendet werden.
Soll Koks vergast werden, so empfiehlt sich die Zugabe von. Braunkohle od.. d!gl. zur Erhöhung der Reaktionsfähigkeit. In @diesem Fall besteht !auch die Möglichkeit, den Koks bei 14 zuzus:etzen.
Der Querschnitt des Gaserzeugers in Zone I wird zweckm@äß!ig zur Verringerung des! Durchgangswiderstandes gegenüber dem des Unterteiles eir@-weitert.
Je nach Temperaturverhältnissen kann in. dicWälzgasleitung bei 16 Wasser eingedampft und damit .der Reaktionsdampfverbrauch gesenkt werden. In der Abbildung ist mit Rücksicht auf die Einfachheit der Darstellung das Wälzgas in die Luft-oder Sauerstoffdüse i eingeführt. Bei der praktiscl:en Ausführung kommt je nach drein Verhältnissen auch eines Wälzgaseinführung mit besonderen Düsen in, Frage. Ebenso, kann es sich als vorteilhaft erweisen, nur einen Teil des Wälzgases in die Brennschicht und den anderen Teil oberhalb einzuführen.
Auch bezüglich der Einführung, Abführung und Verteilung der einzelnen Gass.trömei kommen nicht nur die im Schema dargestellten: bzw. angedeuteten Mittel, insbesondere nicht nur die zentrale, Zuführang und Verteilung, sondern, auch alle sonstigen für derartige, Zwecke üblichen Einrichtungen in Frage.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren. zur Erzeugung von hoch-,,v ertigern Brenngas durch Vergasung fester Brennstoffe, insbesondere von Steinkohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergasung in drei temporatur- und verfahrensmäßig vonedn, arider abgegrenzten Zonen (Vorreaktionszone, Nach.reaktionszone und. Schwelzone) mit Abzug des erzeugten Gas- .s aus der Nachreaktionszome durchgeführt und die Temperatur in der Vor- realztionszo:n2 und der Schwelzone durch einen in die Vorreaktionszone und. aus dieser unter Umgehung der N achrea.ktionszone in die Schwelzone geleiteten: Wälzga:sstrom und die Temperatur der Na.chreaktionszone unabhängig ,davon durch Heizung oder derart eingestellt wird', da:ß in: jeder Zone die für sie günstigsten Reaktion ,s- und Verfahrensbedin- gungen erreicht werden und: in die Na:ch- reaktionszone nur Schwelkoks gelangt. 2. Verfahren nach. Anspruch r, dadurch ge- ke,nn7eichnc!t, da,ß das Wälzgas oben aus. der Schwelzone (11I) abgesaugt und. mit oder ohne Schwelprodukte ini die, Brennschicht der Vor- reaktionszone (1) oder darüber eingeleitet wird. 3. Verfahren nach Anspruch r oder -z, da- durch gekennzeichnet, da.ß die Temperatur in

der Nachreaktionszone (11) durch Einführung von, Kaltgas mit oder ohne Dampf eingestellt wird. .a.. Verfahren nach Anspruch 3, da:d;urch ge- kennzeichnet, daß aus der Nachreaktions- zone (I) abgeleitetes und durch Eindampfen. von Wasser abgekühltes Gas zur Kühlung der Nachrealztionszone (II) benutzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche r bis d., dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzgas mittels eines: Dampfstrahlgebläses geförd'ert wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche r bis 5, .dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver- gasung von: Steinkohle zur Erhöhung der- Re- aktionsfähigkeit der Kohlen(füll.ung zusätzlich Braunhohle, Braunkohlenbriketts oder Holz in die Schwelzone (III) eingeführt wird. 7. Verfahren, nach einem der Ansprüche z his 6, dadurch gekennzeichnet, daß in. das W älzgas vor der Einführung in@ die Vor- reaktionszone (I) Wasser eingedampft wird.