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Verfahren zur Beeinflussung der Zusammensetzung von Generatorgas oder Wassergas im Gas- erzeuger.
In der Gaserzeugerindustrie ist vielfach erwünscht, die Zusammensetzung des hergestellten Generatorgases zu beeinflussen. So kann z. B. bei einigen Kohlenarten mit niedrigem Schlackenschmelzpunkt die Vergasung lediglich mit grossem Dampfüberschuss vorgenommen werden, folglich ist der Wasserstoff-und Kohlensäuregehalt des erzeugten Generatorgases sehr hoch ; das hat aber oft eine nachteilige Wirkung, insbesondere wenn das Gas zur-Beheizung von Martinöfen verwendet wird, weil einerseits der grosse Kohlensäuregehalt die Brenngeschwindigkeit des Gases stark herabsetzt und anderseits der grosse Wasserstoffgehalt auf den Ofen bekanntlich schädlich einwirkt. Demnach ist in solchen Fällen erwünscht, den Wasserstoff-und Kohlensäuregehalt des Generatorgases herabzusetzen.
In andern Fällen dagegen, insbesondere im Zusammenhang mit der Wassergaserzeugung, z. B. bei Herstellung eines Synthesegases oder bei Hydrierung, ist erwünscht, den Wasserstoffgehalt des Generatorgases zu erhöhen. Mitunter kann auch erforderlich sein, den Methangehalt des Generatorgases zu erhöhen, d. h. das Gas zu methanisieren.
Wie aus den obigen Beispielen bereits hervorgeht, ist die Zusammensetzung des Generatorgases in verschiedenen Fällen nach ganz verschiedenen Gesichtspunkten zu beeinflussen. Bisher stand aber kein Verfahren zur Verfügung, mittels welchen die Beeinflussung im Gaserzeuger selbst in einer einfachen und billigen Weise den jeweiligen Anforderungen entsprechend hätte erfolgreich vorgenommen werden können. Der Zweck der Erfindung besteht darin, ein solches Verfahren zu schaffen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass in eine der Vergasungszone folgende, in der Regel höhere Zone des Gaserzeugers ausserhalb desselben erzeugte zusätzliche Gase eingeführt werden, deren Temperatur und Zusammensetzung den jeweiligen Anforderungen entsprechen. Zu diesem Zwecke wird-nach dem Prinzip des österr.
Patentes Nr. 130239-in einem vom Gaserzeuger räumlich getrennten, aber damit organiseh verbundenen besonderen Verbrennungsraum ein Brennstoff beliebiger Art, bei gleichzeitiger Zuführung der zur Beeinflussung gegebenenfalls benötigten Wasserdampfmenge, mit Luft, Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft vollkommen oder unvollkommen verbrannt und das entstehende Rauchgasgemisch in eine der Vergasungszone folgende Zone des Gaserzeugers, deren Temperatur niedriger als die der Vergasungszone ist, eingeführt, wo unter Einwirkung dieses Rauchgasgemisehes je nach den Anforderungen eine Anreicherung oder Verarmung des in der Vergasungszone erzeugten Generatorgases in Kohlensäure, Wasserstoff, Kohlenoxyd bzw. Methan erfolgt.
Dadurch, dass die in den Verbrennungsraum einzuführenden verhältnismässigen Mengen des Brennstoffes, des Verbrennungsmittels und gegebenenfalls des Wasserdampfes je nach dem zu verbrennenden Brennstoffe, der gewünschten Temperatur des Rauchgasgemisches und dem Zweck der Beeinflussung geregelt werden, kann die Endzusammensetzung des Generatorgases innerhalb weiter
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Sauerstoff-oder Wasserdampfüberschuss arbeiten.
Für das Verfahren können feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe beliebiger Art verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist, die eigenen Gase des Gaserzeugers zu verwenden. Wird aber die Erhöhung des Wasserstoffgehaltes bezweckt, so können die besten Ergebnisse gegebenenfalls mit den
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billigsten festen Kohlenarten, z. B. Rohtorf, erzielt werden, nachdem der hohe Feuchtigkeits-und Wasserstoffgehalt dieser Brennstoffe die Zusammensetzung des Rauchgasgemisehes in gewünschtem Sinne beeinflussen.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll an Hand eines Beispiels erläutert werden, das die Vergasung einer Kohle mit niedrigem Sehlackenschmelzpunkt oder die Erzeugung von Mondgas betrifft. In diesem Falle kann z. B. das erzeugte Generatorgas folgende Zusammensetzung haben :
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Dieses Gas soll nun einer solchen Beeinflussung unterworfen werden, die eine Herabsetzung des - und CO2-Gehaltes herbeiführt. Zu diesem Zwecke wird ein Teil des Gases in den oben erwähnten Verbrennungsraum zurückgeführt und dort mit einer Luftmenge, die kleiner als die zur vollkommenen Verbrennung theoretisch erforderliche Luftmenge ist, derart verbrannt, dass die Temperatur des erzeugten Rauchgases z.
B. etwa 10000 beträgt. Wird dieses Rauchgas, welches neben CO, H und noch einige Prozente CO enthält, in jene Zone des Gaserzeugers eingeführt, in welcher eine Temperatur von etwa 10000 herrscht, so wird der CO-Gehalt des Rauehgases durch den Gaserzeuger unverändert hindurchziehen, wogegen die im Rauehgas vorhandenen CO2 und H20 zusammen mit dem von unten aufwärtsströmenden überschüssigen Wasserdampf zu CO bzw. H reduziert werden. Demnach kann
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stigere Ergebnisse erzielt werden.
Ist man bestrebt, die Zusammensetzung eines im gewöhnlichen Wassergaserzeuger oder in einem Sauerstoffgaserzeuger (wo die Vergasung des Brennstoffes mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft erfolgt) hergestellten Wassergases zu beeinflussen, um den Wasserstoffgehalt des Wassergases durch volle oder teilweise Umsetzung des Kohlenoxyds mit Wasserdampf zu erhöhen, so wird im Verbrennungsraum die Verbrennung immer mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft durchgeführt und das Verhältnis der im Verbrennungsraum aufeinander wirkenden Komponenten derart gewählt, dass die Zusammensetzung, Menge und Temperatur des Rauchgasgemiselhes den Umsetzungsbedingungen entsprechen, d. h. im Endgas sich das gewünschte H2 : CO-Verhältnis einstellt.
Hatte z. B. das Generatorgas ursprünglich die folgende Zusammensetzung I, so kann durch die erfindungsgemässe Beeinflussung erreicht werden, dass das Gas die folgende Endzusammensetzung II aufweisen wird :
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<tb>
<tb> 1 <SEP> II
<tb> CO................. <SEP> 1-0% <SEP> 22-6%
<tb> CO................. <SEP> 58-0% <SEP> 23-4%
<tb> H2 <SEP> ................ <SEP> 32#0% <SEP> 47#0%
<tb> CH,............... <SEP> 5-0% <SEP> 3-9%
<tb> CnHm.............. <SEP> 0'8% <SEP> 0'6%
<tb> n2 <SEP> ................ <SEP> 3#2% <SEP> 2#5%
<tb> 100-0% <SEP> 100-0%
<tb>
In der Endzusammensetzung II ist das Verhältnis H2 : CO = 2 : 1, so dass das Endgas nach voller oder teilweiser Entfernung der Kohlensäure für die Zwecke der Benzinsynthese ganz besonders geeignet ist.
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Durch andere an sich bekannte Kontaktstoffe und gegebenenfalls durch entsprechende Einstellung der Druckverhältnisse im Gaserzeuger kann auch die Erhöhung des Methangehaltes, d. h. die Methanisierung des Generatorgases, erzielt werden. Z. B. kann durch die Beeinflussung gemäss der Erfindung bei Verwendung entsprechender Kontaktstoffe erreicht werden, dass ein Gas, weiches ursprünglich die oben angegebene Zusammensetzung I hatte, die folgende Endzusammensetzung III aufweisen wird. Wird nun aus einem Gas von dieser Zusammensetzung III die Kohlensäure z.
B. bis 4% ausgewaschen oder in einer andern Weise entfernt, so erhält man ein Gas, das etwa die folgende
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stoffvergasung, in dem Falle, wenn eine Kohlenart mit grossem Feuchtigkeitsgehalt zu vergasen ist, zu deren Entgasung und Austrocknung der Wärmeinhalt der in der Vergasungszone des Gaserzeugers entstehenden, verhältnismässig kleinen Gasmenge nicht ausreicht. Wird aber erfindungsgemässe in
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derart vergrösserte Gasmenge ermöglicht, den hohen Wassergehalt der Kohle bei entsprechender Temperatur zu entfernen und somit die gewünschte Gaszusammensetzung zu erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Beeinflussung der Zusammensetzung von Generatorgas oder Wassergas im Gaserzeuger, bei welchem ein beliebiger Brennstoff in einem vom Gaserzeuger räumlich getrennten. aber damit organisch verbundenen besonderen Verbrennungsraum unter gleichzeitiger Zuführung einer zur Beeinflussung gegebenefalls erfoderlichen Wasserdampfmenge mit Luft, Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft verbrannt wird, dadurch cekennzeichnet.
dass das entstehende Rauchgas- gemisch in einer der Vergasungszone folgenden Zone des Gaserzeugers, deren Temperatur niedriger als die der Vergasungszone ist, eingeführt wird, wo unter Einwirkung dieses Rauchgasgemisches je nach den Anforderungen eine Anreieherung oder Verarmung des in der Vergasungszone erzeugten Generatorgases in Kohlensäure, Wasserstoff, Kohlenoxyd bzw. Methan erfolgt.
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Process for influencing the composition of generator gas or water gas in the gas generator.
In the gas generation industry, it is often desirable to influence the composition of the generator gas produced. So z. B. in the case of some types of coal with a low slag melting point, the gasification can only be carried out with a large excess of steam, consequently the hydrogen and carbonic acid content of the generator gas produced is very high; but this often has a disadvantageous effect, especially when the gas is used to heat Martin ovens, because on the one hand the high carbonic acid content greatly reduces the burning rate of the gas and on the other hand the high hydrogen content is known to have a harmful effect on the oven. Accordingly, in such cases it is desirable to reduce the hydrogen and carbonic acid content of the generator gas.
In other cases, however, especially in connection with the generation of water gas, e.g. B. in the production of a synthesis gas or in hydrogenation, it is desirable to increase the hydrogen content of the generator gas. Sometimes it may also be necessary to increase the methane content of the generator gas, i. H. to methanize the gas.
As can already be seen from the above examples, the composition of the generator gas can be influenced in different cases according to completely different aspects. So far, however, no method has been available by means of which the influencing in the gas generator itself could have been carried out successfully in a simple and inexpensive manner in accordance with the respective requirements. The purpose of the invention is to provide such a method.
The basic idea of the invention is that in a zone of the gas generator that follows the gasification zone and is usually higher, additional gases generated outside the zone are introduced, the temperature and composition of which correspond to the respective requirements. For this purpose, according to the principle of the Austrian
Patent No. 130239 - in a special combustion chamber spatially separated from the gas generator but organiseh connected to it, a fuel of any kind, with simultaneous supply of the amount of water vapor required for influencing, with air, oxygen or oxygen-enriched air completely or incompletely burned and the resulting flue gas mixture in one The gas generator zone following the gasification zone, the temperature of which is lower than that of the gasification zone, is introduced where, under the action of this flue gas mixture, the generator gas generated in the gasification zone is enriched or depleted in carbonic acid, hydrogen, carbon oxide or methane, depending on the requirements.
The fact that the relative amounts of fuel, combustion agent and, if applicable, water vapor to be introduced into the combustion chamber are regulated depending on the fuel to be burned, the desired temperature of the flue gas mixture and the purpose of influencing, means that the final composition of the generator gas can continue within
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Working with excess oxygen or water vapor.
Solid, liquid or gaseous fuels of any type can be used for the process. It is particularly advantageous to use the gas generator's own gases. However, if the aim is to increase the hydrogen content, the best results can possibly be achieved with the
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cheapest types of solid coal, e.g. B. raw peat, can be achieved after the high moisture and hydrogen content of these fuels affect the composition of the flue gas mixture in the desired sense.
The method according to the invention will be explained using an example that relates to the gasification of coal with a low melting point of the optical lacquer or the production of moon gas. In this case, for. B. the generated generator gas have the following composition:
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This gas is now to be subjected to such an influence that brings about a reduction in the - and CO2 content. For this purpose, part of the gas is returned to the above-mentioned combustion chamber and burned there with an amount of air that is smaller than the amount of air theoretically required for complete combustion, such that the temperature of the flue gas generated e.g.
B. is about 10,000. If this flue gas, which contains CO, H and a few percent CO, is introduced into that zone of the gas generator in which there is a temperature of around 10,000, the CO content of the rough gas will pass through the gas generator unchanged, whereas that in the rough gas Existing CO2 and H20 together with the excess water vapor flowing upwards from below can be reduced to CO or H. So can
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better results can be achieved.
If the aim is to influence the composition of a water gas produced in an ordinary water gas generator or in an oxygen gas generator (where the fuel is gasified with oxygen or oxygen-enriched air) in order to increase the hydrogen content of the water gas by fully or partially converting the carbon oxide with water vapor, so the combustion in the combustion chamber is always carried out with oxygen or oxygen-enriched air and the ratio of the components that interact in the combustion chamber is selected such that the composition, amount and temperature of the flue gas mixture correspond to the conversion conditions, i.e. H. The desired H2: CO ratio is established in the end gas.
Had z. If, for example, the generator gas originally had the following composition I, it can be achieved by influencing according to the invention that the gas will have the following final composition II:
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<tb>
<tb> 1 <SEP> II
<tb> CO ................. <SEP> 1-0% <SEP> 22-6%
<tb> CO ................. <SEP> 58-0% <SEP> 23-4%
<tb> H2 <SEP> ................ <SEP> 32 # 0% <SEP> 47 # 0%
<tb> CH, ............... <SEP> 5-0% <SEP> 3-9%
<tb> CnHm .............. <SEP> 0'8% <SEP> 0'6%
<tb> n2 <SEP> ................ <SEP> 3 # 2% <SEP> 2 # 5%
<tb> 100-0% <SEP> 100-0%
<tb>
In the final composition II, the ratio H2: CO = 2: 1, so that the end gas is particularly suitable for the purposes of gasoline synthesis after complete or partial removal of the carbonic acid.
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Using other contact substances known per se and, if necessary, setting the pressure conditions in the gas generator accordingly, it is also possible to increase the methane content, ie. H. methanation of the generator gas. For example, by influencing according to the invention when using appropriate contact substances, it can be achieved that a gas which originally had the above-mentioned composition I will have the following final composition III. If now from a gas of this composition III the carbonic acid z.
B. washed out to 4% or removed in some other way, a gas is obtained that has approximately the following
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material gasification, in the case when a type of coal with a high moisture content is to be gasified, the heat content of the relatively small amount of gas produced in the gasification zone of the gas generator is insufficient for degassing and drying out. But if according to the invention in
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Such an increased amount of gas makes it possible to remove the high water content of the coal at the appropriate temperature and thus to obtain the desired gas composition.
PATENT CLAIMS:
1. A method for influencing the composition of generator gas or water gas in the gas generator, in which any fuel in a spatially separated from the gas generator. but with it organically connected special combustion chamber is burned with simultaneous supply of a possibly necessary amount of water vapor for influencing with air, oxygen or oxygen-enriched air, characterized thereby.
that the resulting flue gas mixture is introduced into a zone of the gas generator following the gasification zone, the temperature of which is lower than that of the gasification zone, where under the action of this flue gas mixture, depending on the requirements, the generator gas generated in the gasification zone is increased or depleted in carbonic acid, hydrogen , Carbon oxide or methane takes place.