DE1045030B - Verfahren zur Erzeugung brennbarer Gase - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung brennbarer Gase

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DE1045030B
DE1045030B DEK30626A DEK0030626A DE1045030B DE 1045030 B DE1045030 B DE 1045030B DE K30626 A DEK30626 A DE K30626A DE K0030626 A DEK0030626 A DE K0030626A DE 1045030 B DE1045030 B DE 1045030B
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    • Y10S48/04Powdered fuel injection

Description

DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung brennbarer Gase aus festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durch Umsetzen der Brennstoffe in feinverteiltem Zustand mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas und gegebenenfalls endotherm reagierenden Vergasungsmitteln.
Vergasungsverfahren, bei denen der Brennstoff in feinverteilter Form mit Sauerstoff oder einem Sauerstoff enthaltenden Gas in der Schwebe umgesetzt wird, sind an sich in vielfacher Abwandlung bekannt. Bis heute hat man diese Verfahren im allgemeinen so ausgeführt, daß man die Umsetzung zwischen Brennstoff und den Vergasungsmitteln bei im wesentlichen konstantem Druck ausgeführt hat, so daß das Produktionsgas wegen der bei der Umsetzung entstehenden Volumenvergrößerung äußere Arbeit leisten muß, durch welche die Reaktionstemperatur herabgesetzt wird.
Man hat auch schon vorgeschlagen, den feinverteilten Brennstoff mit einem sauerstoffhaltigen Gas in dem Zylinder einer Verbrennungkraftmaschine umzusetzen, wobei der infolge der Volumenvergrößerung entstehende Druckanstieg benutzt wird, um den Zylinderkolben zu bewegen. Die Folge davon ist, daß auch die Temperatur innerhalb des Zylinders eine abfallende Tendenz hat, weil auch in diesem Falle das erzeugte Nutzgas eine äußere Arbeit leisten muß. Diese Temperaturerniedrigung ist aber sehr unerwünscht, weil die beabsichtigten Vergasungsreaktionen um so schneller ablaufen, je höher die Reaktionstemperaturen liegen.
Es wurde gefunden, daß man eine bessere Ausbeute an Synthesegas erhalten kann, wenn man die Vergasungsreaktionen bei konstanten Volumen ablaufen läßt. Wenn das Produktionsgas während der Vergasung keine äußere Arbeit infolge seiner Ausdehnung leisten kann, stellt sich eine höhere Reaktionstemperatur ein. Da die spezifische Wärme der Reaktionsprodukte bei konstantem Volumen kleiner ist als die bei konstantem Druck, erhält man bei Aufrechterhaltung des konstanten Reaktionsvolumens höhere Temperaturen gegenüber der Arbeitsweise, bei der der Druck konstant gehalten wird. Die Folge der höheren Temperatur ist eine bessere und schnellere Umsetzung des Kohlenstoffes mit dem endotherm reagierenden Vergasungsmittel, beispielsweise Wasserdampf. Auf der anderen Seite kann man, wenn man den gleichen Kohlenstoffvergasungsgrad beibehalten will wie bei der früheren Verfahrensweise, mit weniger Sauerstoff je kg umgesetzten Brennstoffes auskommen.
Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß man das Volumen der Reaktionsprodukte einer Vergasung von feinverteilten Brennstoffen mit Sauerstoff während der als Folge der Umsetzung auf-Verfahren zur Erzeugung
brennbarer Gase
Anmelder:
Koppers Company, Inc.,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Leithäuser, Patentanwalt,
Essen, Bertoldstr. 9
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2L Dezember 1955
Ernest E. Donath, Pittsburgh, Pa. {V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
tretenden Druckerhöhung konstant hält. Die beabsichtigten Vergasungsreaktionen laufen also bei der praktischen Durchführung des Verfahrens in einem abgeschlossenen Volumen ab, wobei eine beträchtliche Erhöhung des Druckes infolge der Volumenvergrößerung und infolge der Temperaturerhöhung auftritt. Erst nachdem die Vergasungsreaktionen im wesentlichen beendet sind, werden die erzeugten Nutzgase aus dem bis dahin abgeschlossenen Reaktionsraum entnommen.
Die Reaktion innerhalb des abgeschlossenen Reaktionsraumes verläuft explosionsartig, d. h., sie ist gekennzeichnet durch eine sehr schnelle und sehr heftige unvollkommene Verbrennung des feinverteilten Brennstoffes mit dem Sauerstoff.
Als Brennstoffe kommen für das erfindungsgemäße Verfahren praktisch alle kohlenstoffhaltigen Substanzen in Frage. Aus der Gruppe der festen Brennstoffe sind das bituminöse Kohle, Anthrazit, Braunkohle, Lignit, lignitische Kohle, Torf, Koks, Holzkohle, Holz usw. Aus der Gruppe der flüssigen Brennstoffe kommen in Frage Mineralöle, Erdöl, Gasöl, Destillationsprodukte des Erdöls und Erdölfraktionen, Steinkohlenteer, Braunkohlenteer, Schieferöl, Schwelteer
u. dgl. Schließlich sind aus der Gruppe der gasförmigen Brennstoffe, die für das erfindungsgemäße Verfahren in Frage kommen, Methan, Äthan, Propan, Butan oder Gemische dieser Gase, ferner Erdgas, Shyntheserestgase u. dgl. zu nennen.
In der Zeichnung sind zwei Einrichtungen zur Durchführung des erfindtmgsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Abb. 1 zeigt eine Einrichtung zur Vergasung eines festen Brennstoffes während
809 680/269
Abb. 2 eine Einrichtung zur Vergasung eines bei normaler Temperatur flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes zeigt.
In beiden Fällen besteht die ganze Gaserzeugungseinrichtung aus einer Reaktionskammer 2, die von einem Mantel 16 umgeben ist, der in einem solchen Abstand von der Wand des Reaktionsraumes angeordnet ist, daß ein freier Zwischenraum entsteht, der zum Umlauf eines Kühlmittels dient. Die Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, wird durch die Leitung 10 in den Kühlmantel eingeführt. Selbstverständlich kann man auch ein anderes Kühlmittel wählen. Jedoch ist Wasser besonders zweckmäßig, weil man den aus dem Wasser gebildeten Dampf in der Vergasungsreaktion benutzen kann. Der sich entwickelnde Wasserdampf wird durch Leitung 11 abgezogen und gelangt in den Dampfsammler 12. Das dorthin mitgerissene Wasser läuft durch Leitung 12 & wieder in den Kühlmantel zurück. Der Nutzdampf wird durch Leitung 12 α entnommen.
Der Kühlmantel soll eine Überhitzung der Reaktionsraumwände verhindern und diese auf einer genügend niedrigen Temperatur halten, damit sie den Angriffen sowohl des Sauerstoffes als auch der bei der Umsetzung gebildeten Schwefelverbindungen widerstehen können. Es haben sich Kühlmitteltemperaturen zwischen etwa 93 und 260° C oder auch etwas höher als vorteilhaft erwiesen. Bei diesen Temperaturen wird der als Vergasungsmittel benutzte Wasserdampf noch nicht kondensiert, und außerdem wird dann der Dampf in der Kühleinrichtung mit einem solchen Druck gewonnen, daß er für die Vergasungsreaktion oder auch als Trägerdampf verwendet werden kann.
Vor Beginn der ersten Benutzung der Vergasungseinrichtung wird der sehr kräftig ausgeführte Druckkessel 2 zunächst auf eine Temperatur von etwa 200 bis 210° C gebracht, indem Wasserdampf durch Leitung 10 in den Kühlmantel eingeführt wird. Man kann selbstverständlich den Reaktionsraum auch auf andere Weise auf die Starttemperatur aufheizen. Danach wird die auf geheizte Reaktionskammer zweckmäßigerweise mit Wasserdampf gespült und gefüllt, der durch die Leitung 1 zugeführt wird und gegebenenfalls durch die Leitung 13 wieder aus dem Reaktionsraum abfließen kann. Nachdem das Dampfventil in der Leitung 1 geschlossen ist, wird der feinverteilte feste Brennstoff, z. B. feingemahlene bituminöse Kohle, mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit aus dem Kessel 5 mittels eines Trägergases durch die Leitung 8 in den Reaktionsraum eingeführt. Als Trägergas dient in erster Linie ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas, das gegebenenfalls mit Wasserdampf gesättigt oder angereichert sein kann. Dem Kessel 5 ist der zu vergasende Brennstoff schon vorher durch die Leitung 4 zugeführt worden. Das Verblasegas wird durch Leitung 6 in den Kessel 5 geleitet und bläst aus diesem den festen Brennstoff durch Leitung 8 in den Reaktionsraum 2 ein.
Sobald im Reaktionsraum der gewünschte Anfangsdruck erreicht ist, der etwa im Bereich zwischen 2 und 20 atü liegt, vorteilhaft bei etwa 3 bis 10 atü, wird das Ventil 7 in der Leitung 8 geschlossen. Die in dem Reaktionsraum befindliche Suspension aus gasförmigen und dampfförmigen Anteilen wird dann mittels der Zündkerze 9 gezündet, die in bekannter Weise elektrisch betrieben wird. Es sind auch andere Möglichkeiten der Zündung des Gemisches gegeben, beispielsweise mittels eines elektrischen Widerstandserhitzers oder mittels des Einfahrens von selbstentzündlichen Chemikalien od. dgl. Die Reaktion zwischen den Vergasungskomponenten setzt ein, ehe die Suspension Gelegenheit hat, sich am Boden des Reaktionsraumes 2 abzusetzen. Diese Reaktion ist gewöhnlich nach 0,1 bis 5 Sekunden und in den meisten Fällen nach 0,5 bis 2 Sekunden vollständig zu Ende, so daß von diesem Zeitpunkt an die Temperatur abzusinken beginnt bis zu einem Wert, bei dem praktisch keinerlei Umsetzungen mehr stattfinden.
Bei der hohen Temperatur, die sich aus der Anfangsreaktion ergibt, läuft die endotherme Reaktion zwischen dem Wasserdampf und dem Brennstoff besonders schnell ab. Infolge der Vergasungsreaktionen, die mit einer Volumenvergrößerung verbunden sind, steigt der Druck etwa auf das Zehnfache oder auch
1S noch auf ein höheres Vielfaches des Anfangsdruckes an. In dem Ausmaß, wie sich die Kühlung bemerkbar macht, fällt der Druck wieder ab. Nach einer gewissen Zeit, etwa 5 Sekunden bis 5 Minuten, insbesondere nach etwa 10 bis 60 Sekunden, ist das Gasgemisch im Reaktionsraum so weit abgekühlt, daß es über das Ventil 14 in die Synthesegasleitung 15 abgelassen werden kann, ohne daß die Gefahr einer Korrosion an den Ventilen besteht. Da der Synthesegasdruck gewöhnlich beträchtlich oberhalb des Normaldruckes liegt, etwa zwischen 5 und 50 atü, insbesondere bei 10 bis 25 atü, bleibt also nach dem Öffnen des Ventils 14 und dem Abströmen der Reaktionsprodukte aus der Reaktionskammer noch ein gewisser Teil der erzeugten Gase in der Reaktionskammer zurück. Dieses Restgas kann man entweder auf Normaldruck entspannen und dann für sich komprimieren und dem Synthesegas beimischen, oder man kann auch dieses Restgas mittels zusätzlichen Wasserdampfes aus dem Reaktionsraum herausspülen. Wenn großräutnige Vergaser benutzt werden, kann man die Verdrängung des Synthesegases aus dem Reaktionsraum in einfacher Weise dadurch bewirken, daß man Wasser in den Reaktionsraum 2 einsprüht, welches heftig verdampft und dann das Synthesegas verdrängt. Nachdem das Ventil 14 geschlossen ist, kann man den überschüssigen Wasserdampf durch Leitung 13 entfernen und dadurch die Einrichtung zur Wiederholung des Vergasungszyklus bereit machen.
In vorstehend beschriebenem Falle sind der Brennstoff und das sauerstoffhaltige Gas gleichzeitig in den Reaktionsraum eingeführt worden. Dies ist nicht unbedingt notwendig. Man kann auch die einzelnen Komponenten der Vergasung nacheinander in den Reaktionsraum hineingeben. Beispielsweise kann man den Vergasungsraum vorher mit Drucksauerstoff füllen und den vorerwärmten Kohlenstaub mittels Wasserdampfes in den Reaktionsraum einblasen. Statt des Wasserdampfes kann auch ein anderes Trägergas gewählt werden. Man kann ferner den Kohlenstaub mittels eines geeigneten inerten Gases in den Reaktionsraum einblasen, in welchem sich bereits ein Gemisch von Sauerstoff und Wasserdampf befindet. Schließlich kann man den Vergasungs raum auch zunächst mit Kohlenstaub und Sauerstoff füllen und dann weitere Mengen Sauerstoff und Wasserdampf so einblasen, daß der Kohlenstaub zu einer Suspension aufgewirbelt wird. Es ist schließlich auch möglich, daß man die Zündung des Gemisches nicht jeweils am Ende einer solchen Füllung bewirkt. Wenn man beispielsweise den Vergasungsraum bereits mit Sauerstoff und Wasserdampf gefüllt hat und dann den Brennstoff einbläst, so kann man die Zündung bereits bewirken, nachdem nur ein Teil des festen Brennstoffes in die Reaktionskammer eingebracht ist. Den anderen Teil kann man nach erfolgter Zündung einbringen. In
5 6
diesem Falle muß man natürlich einen höheren Druck wird, nachdem der Reaktionsraum mit Wasserdampf
für das Trägergas aufwenden, weil durch die in- gefüllt ist, durch die Leitung 4, an deren Ende sich
zwischen in dem Reaktionsraum abgelaufene Ver- eine Sprühdüse 4 a befindet, in den Reaktionsraum 2
gasungsreaktion eine Druckerhöhung eingetreten ist. eingeführt. Gleichzeitig wird durch die Leitung 6
Der Sauerstoffverbrauch bei festem Brennstoff be- 5 der Sauerstoff oder das sauerstoffhaltige Gas eingeträgt etwa 0,31 bis 0,87 Nm3 kg, vorzugsweise 0,43 bracht. Wenn der gewünschte Anfangsdruck erreicht bis 0,62 Nm3/kg, festen Brennstoffes, wenn dieser aus ist, werden die Ventile 7 α und 7 b geschlossen. Anbituminöser Kohle besteht. Die Umsetzung erfolgt schließend wird durch Betätigung der Zündvorrichnäch den Gleichungen tung 9 das Gemisch aus Brennstoff, Sauerstoff und C + H O = CO + H 10 Wasserdampf gezündet, wobei die Reaktionen, wenn
j 2 2 man beispielsweise als einfachsten Vertreter des utn-
2C + O =2CO zusetzenden Brennstoffes das Methan wählt, nach
2 ' folgenden Gleichungen ablaufen:
Die Synthesegasausbeute je Gewichtseinheit Brenn- qjt _i_ tr O = CO+3H
stoff ist bei der ersten Reaktion größer als bei der 15 un(j 42 2
zweiten. Der Beitrag der ersten Reaktion steigt in CH +1O =CO + 2H
dem Maße an, wie die Wärmeverluste des Gaserzeu- 422 2·
gers abnehmen. Die Wärmeverluste des Gaserzeugers Die Menge Sauerstoff, die man an diese Reaktionen
wiederum nehmen ab, wenn das Volumen des Gas- aufwendet, beträgt etwa 70 bis 150%, vorzugsweise
erzeugers geringer wird. Während man an sich eine 20 80 bis 120%, der Sauerstoff menge, die nötig wäre,
befriedigende Umsetzung bei einem Versuchsgas- um den gesamten Kohlenstoffgehalt des Brennstoffes
erzeuger feststellen konnte, dessen Volumen nur 3 bis in Kohlenoxyd umzuwandeln. 5 1 betrug, so machte der Sauerstoffverbrauch in diesem
Falle etwa 35 Nm3 je 100 Nm3 erzeugten Nutzgases Beispiel 1
aus. Für eine technisch brauchbare Anlage wird man 25 Eine feingemahlene Kohle mit folgender Elementar-
deshalb größere Reaktionsräume wählen müssen, deren analyse:
Volumen größer ist als 1,5 ms und wünschenswerter- ν ui ± α η λ πλάι
ö ..„ 1 r 1.· £ β λ*· ι c Kohlenstoff 74,94%
weise sogar großer als 5 bis 6 m3. Man kann ferner Wasserstoff 5 03%
mehrere solcher Reaktionsräume parallel betreiben, c c'„no/
, ., , », ,.,.,/, λ, Sauerstoff 5,70%
damit man eine bessere Stetigkeit in der Gaserzeugung 30 ς h f 1 153°/
und in der nachfolgenden Reinigung des Synthesegases ο,. ,, „ i/sQo/
erhalt. Asche 1121%
Um die Zündung des Reaktionsgemisches zu er- " '
leichtern, kann man in der Nähe der Zündkerze ein deren Korngröße so gewählt war, daß 90% durch ein brennbares Gemisch aus Sauerstoff und einem brenn- 35 200-Maschen-Sieb hindurchgingen, wurde mit hoher baren Gas einführen, wobei man als brennbares Gas Geschwindigkeit mittels Sauerstoff in einen stabilen eine kleine Menge des erzeugten Synthesegases ver- Druckkessel aus Stahl eingeblasen. Das Volumen des wenden kann. Ferner kann man auch Stoffe einführen, Kessels betrug 1,4 ms. Der Kessel hatte eine Anfangsdie die Verbrennung katalytisch beschleunigen. Die temperatur von 210° C. Im Kessel war bereits Menge Zündgemisch, die man zweckmäßigerweise in 40 Wasserdampf vorhanden. Bei der Einführung des den Reaktionsraum einführt, richtet sich nach der Art Brennstoffes stieg der Druck innerhalb des Kessels des umzusetzenden Brennstoffes. auf 3 atü. Es wurden ungefähr 0,561 Nm3 Sauerstoff Der feste Brennstoff wird in feinverteilter Form und 0,2 kg Dampf je kg Kohle benötigt. Das Gemisch angewendet. Zweckmäßigerweise wird er so fein auf- wurde anschließend durch eine Zündkerze zur Entzüngemahlen, daß wenigstens 70% durch ein 200-Maschen- 45 dung gebracht. Nach der Abkühlung der Reaktions-Sieb hindurchgehen. Es ist jedoch erwünscht, daß der produkte wurde ein Synthesegas abgezogen, welches gesamte Brennstoff kleiner ist als die Maschen eines folgende Zusammensetzung aufwies:
solchen Siebes. ΛΓ Kohlendioxyd 3,5 Volumprozent
Wie schon erwähnt, ist es vorteilhaft, die Ver- w ,J ' nan
. ,. ,.' . -·ι_ j. ι.-· · i_ Wasserstoff 33,9 ,,
gasungsreaktionen bei einem uberatmospharischen 50 „ ,, , ,.',
S. .° , , T^. τ-, j. . , , r . . , Kohlenoxyd 61,6 ,,
Druck zu starten. Diese Bedingung ist aber nicht un- „ . . J '„
bedingt einzuhalten, denn es ist gegebenenfalls auch Schwefelwasserstoff 0*2
möglich, mit normalem Druck zu beginnen. Wesentlich ' "
ist nur, daß man das Reaktionsraumvolumen bis zum Je 1000 Nm3 CO + H2 wurden 528 kg Kohle, 300 Nm3
Ablauf der Vergasungsreaktionen konstant hält. 55 Sauerstoff und 105,6 kg Dampf verbraucht.
Die Wände des Reaktionsraumes müssen aus einem Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn man statt
Material hergestellt sein, welches nicht nur ausge- der angegebenen Steinkohle andere feste Brennstoffe
zeichnete mechanische Festigkeit besitzt, sondern verwendet, wie Anthrazit, Braunkohle, Lignit, Torf,
auch den hohen Temperaturen und wechselnden Drük- Koks, Holzkohle und Holz,
ken ausgesetzt werden kann, ferner chemisch nicht 60
angreifbar ist. Es hat sich gezeigt, daß man die be- Beispiel 2
kannten rostfreien Stähle oder andere entsprechend Feingemahlene Kohle der gleichen Sorte wie im
vorbereitete Metalle für diesen Zweck verwenden Beispiel 1 mit einer Korngröße, daß 95% durch ein
kann. 200-MaschenSieb hindurchgehen, wurde innerhalb des
Die für die Umsetzung eines flüssigen oder gas- 65 Stahlkessels mit Luft, deren Sauerstoffgehalt auf 48%
förmigen Brennstoffes benutzte Einrichtung nach angereichert war, und Dampf unter Einhaltung eines
Abb. 2 ist in wesentlichen Punkten völlig gleich mit konstanten Volumens umgesetzt. Vor Beginn der Um-
der Einrichtung, wie sie für die Vergasung eines setzung betrug der Druck im Reaktionsraum 5 atü.
festen stabförmigen Brennstoffes gemäß der Erfindung Unmittelbar vor Beginn der Reaktion wurde eine
benötigt wird. Der gasförmige oder flüssige Brennstoff 70 kleine Menge des vorher erzeugten Synthesegases mit

Claims (8)

1 MS 03 Sauerstoff in den Reaktionsraum eingedrückt. Anschließend -wurde-das «Gemisch gezündet. Für-die Vergasung wurden :je'kg Kohle etwa>0,579 Nm3'Sauerstoff und 0,15 kg Dampf benötigt. Der Kohlenstoffvergasungsgrad "betrag 85A/o. Das erzeugte Synthesegas hatte folgende Zusammensetzung·: Kohlendioxyd .......... 2,7 Volumprozent Wasserstoff 26,3 „ Kohlenoxyd 46,'6 „ Stickstoff 24,2 „ *e Schwefelwasserstoff 0,2 „ Nach Konvertierung des Kdhlenoxyds mittels Wasserdampfes zu Wasserstoff und Kohlendioxyd und Entfernung des Kohlendioxyds und des Schwefel- as Wasserstoffes ist das grz.eHg.te Gas geeignet für die Ammoniaksynthese. B.esisjpiel 3 Eine -feingemahlene KöMe -der Art wie »im Beispiel 1 ·βο wurde in einem StaWgefäS mit Sauerstoff «trawl Wasserdampf vergast, jedoch betrüg das Volumen des Stahlgefäßes 5,6 ms. Bei Einführen der Reaktionskomponenten betrug die Temperatur des Stahlgefäßes 223° C. Der Druck -war anfänglich 4:a1)ü. Es wurden je kg as Kohle nur 0,499Nm3 Sauerstoff und 0,2 kg Dampf verwendet. Es ergab sich ein Kohlenatoffviergasungsgrad von $0 %. Das erzeugte Synthesegas hatte folgende Zusammensetzung: '3° Kohlendioxyd 3,1 Volumprozent Wasserstoff 35,2 Kohlenoxyd 60,8 „ Stickstoff , 0,7 Schwefelwasserstoff .0,2 Je 1000 Im8 CO + H2 wurden 49.6 kg Kohle, 250 Nm3 ■Sauerstoff und 99,2 5cg Dampf benötigt. Statt des Wasserdampfes kann man bei den Vergasurtgsrea'ktionen auch Kohlendioxyd verwenden. Das erzeugte Synthesegas hat dann .einen äiShercen Gehalt an Kohlenoxyd na-rad Kohlendioxyd. Beispiel 4 Der 1,4 ni3 fassende StaMkessel wird mit einem *§ Gemisch von Wasserdampf nand Sauerstoff gefüllt, so daß der Partialdraefc des Wasserdampfes 1,5 at »nd der des Sauerstoffes 3,5 at beträgt. Die Temperatur des Reaktionsraumes liegt bei 210° C. In den Reaktisnskessel wird ein schweres Heizöl so unter einem Druck von 200 atü eingedüst, und zwar in einer Menge von 14,4 kg je Nm3 Sauerstoff. Das Gemisch wird gezündet, nach dem etwa 40 % der gesamten für den Umsatz benötigten ölmenge eingeführt sind. Der Rest Öl wird nach erfolgter Zündung eingedüst. Das Heizöl wird nahezu vollständig in Synthesegas umgewandelt. Nach einer Abkühlungsperiode von 25 Sekunden wird das Ausgangsventil geöffnet und Wasser in den Reaktionsraum eingespritzt. Durch den sich entwickelnden Wasserdampf wird das Gas herausgespült. Das entstandene Synthesegas hat folgende Zusammensetzung: Kohlendioxid 2,7 Volumprozent Wasserstoff 46,4 Kohlenoxyd 48,3 Stickstoff 0,8 Schwefelwasserstoff 0,5 Methan 1,3 „ 35 Ähnliche Resultate werden er-zielt, wenn man den -größten OTeil des (Dampfes -durch Kohilendioxyd ersetzt. Beispiel 5 Der Sta'hlkessel wird mit Wasserdampf -und Sauerstoff Sn der Weise beladen, daß der Partiäldruck des Wasserdampfes 1 at 'und der des 'Sauerstoffes 4 at be-'trägt. Die Temperatur des Kessels -Hegt dabei 'bei etwa 226° C. Aus einem besonderen Hochdrudkkessel wird Erdgas in den Vergasungskessel -eingedrückt, und zwar in einer Menge von 2 Raumteilen Erdgas je Raumteil Sauerstoff. .Sofort nach -der Zündung wird ein Gemisch von 1 Teil Sauerstoff und 1 Teil vorher erzeugtem 'Synthesegas 'durch -eine H-ilfsdüse in den "Reaktionskessel in der Nähe der Zündkerze einge-Masen. "NaOh -der Zündung pflanzt -sich -die Reaktion durch das ganze Gemisch fort, 1WODeI eine praktisch vollständige Umsetzung des Methans stattfindet. Die Kühlung -des Synthesegases und die nachfolgenden "Verf ahrensschritte sind die gleichen -wie im Beispiel 4. "Das Synthesegas hat folgende Zusammensetzung: ■Kohlendioxyd 2,2 "Volumprozent Wasserstoff 65.,2 „ Kohlenoxyd 30,1 Stickstoff 1,3 Methan 1,2 Statt eines Teiles des Erdgases kann man auch flüssige Brennstoffe, wie Erdöl, Petroleum, Erdöldestillate, 'Steinkohlenteer, BraurikoMenteer, Restöle, Schwelteer oder auch aon&tige Kohlenwasserstoffe, wie Äthan, Propan, Butan od. dgl., in dem Reaktionsraum zu Synthesegas namset-zen. Patent ans ρ r ü οηέ·.
1. Verfahren zur Erzeugung brennbarer Gase aus festen, flüssigen Oder gasförmigen Brennstoffen durdh Umsetzen der Brennstoffe in feinverteiltem Zustand und in -der Schwe'be mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas und gegebenenfalls endotherm reagierenden Vergasungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dal das Volumen der Reäktionspr-otMcte -wahrend -der als Folge der Umsetzung auftretenden D-rucfcerhöhung konstant gehalten -wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension aus dem feinverteilten Brennstoff in dem sauerstoffhaltigen Gas in einer abgeschlossenen Reaktionskammer zur Reaktion gebracht -und dort feei überatmosphärischem Druck bis zur Entfernung der Reaktionsprodukte aus der Kammer bei konstantem Volumen gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, -daß -der Anfangsdruck der Umsetzung 2 bis 20 atü, vorzugsw-eise 3 bis 10 atü, beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension nach Einbringen in die Reaktionskammer durch eine Zündvorrichtung, z. B. eine Zündkerze, gezündet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Zündvorrichtung zusätzlich eine geringe Menge eines Gemisches von Sauerstoff und Brenngas für die Dauer des Zündvorganges in die Reaktionskammer eingebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffhaltiges Gas reiner Sauerstoff, Luft \on erhöhtem Sauerstoffgehalt oder Luft verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als endotherm reagierendes Vergasungsmittel Wasserdampf, Kohlen-
10
dioxyd oder ein Gemisch von beiden verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer nach Abzug der bei der Umsetzung entstandenen Reaktionsprodukte mit Wasserdampf ausgespült wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEK30626A 1955-12-21 1956-12-19 Verfahren zur Erzeugung brennbarer Gase Pending DE1045030B (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US554560A US2925335A (en) 1955-12-21 1955-12-21 Process for the gasification of carbonaceous solid fuel at constant volume

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DE (1) DE1045030B (de)
GB (1) GB811603A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2437437A1 (fr) * 1978-09-28 1980-04-25 Freiberg Brennstoffinst Dispositif pour detendre la pression de reacteurs de gazeification de poussieres

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3116979A (en) * 1960-05-05 1964-01-07 Standard Oil Co Means for determining carbon content
US3226201A (en) * 1963-02-07 1965-12-28 William W Cornforth Apparatus for treating irrigation water
US4017269A (en) * 1972-03-25 1977-04-12 Krupp-Koppers Gmbh Method and arrangement for gasifying finely divided fluidized solid combustible material
NL7610560A (nl) * 1976-09-23 1978-03-29 Shell Int Research Werkwijze en reactor voor de partiele ver- branding van koolpoeder.
US4175929A (en) * 1978-08-29 1979-11-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for control of pollutants generated during coal gasification
FR2506322A1 (fr) * 1981-05-20 1982-11-26 Bertin & Cie Procede et installation pour la gazeification ultra-rapide de charbon ou de la biomasse
US5383944A (en) * 1989-05-30 1995-01-24 Koatsu Gas Koygo Co., Ltd. Method for gasifying combustible liquid and powder by using gas detonation wave
AP2291A (en) * 2005-03-23 2011-10-31 Univ The Witwatersand Production of synthesis gas.
US20100003553A1 (en) * 2008-03-20 2010-01-07 Pfefferle William C Method for improved efficiency for producing fuel gas for power generation
US20100299996A1 (en) * 2008-03-20 2010-12-02 Pfefferle William C Method for high efficiency for producing fuel gas for power generation
WO2010033530A2 (en) * 2008-09-17 2010-03-25 University Of Minnesota Non-thermal plasma synthesis with carbon component
CN101914402B (zh) * 2010-08-18 2013-05-29 煤炭科学研究总院 一种固定床煤层气非催化脱氧方法及其装置
CN103134076B (zh) * 2013-02-05 2015-05-06 贵州开阳化工有限公司 气化炉的高背压点火方法
CN103834442B (zh) * 2014-03-19 2015-09-16 西北化工研究院 一种气固双燃料反应器
CN105132029B (zh) * 2015-08-26 2017-11-07 上海泽玛克敏达机械设备有限公司 自处理含尘焦油的环保气化炉

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2093493A (en) * 1935-12-04 1937-09-21 Tennessee Valley Authority Making fuel gas
US2621117A (en) * 1947-03-11 1952-12-09 Texaco Development Corp Preparation of hydrogen and carbon monoxide gas mixtures
US2605175A (en) * 1948-12-07 1952-07-29 Texas Co Internal-combustion engine production of synthesis gas
US2543791A (en) * 1949-08-25 1951-03-06 Texas Co Engine generation of synthesis gas
US2658821A (en) * 1950-10-26 1953-11-10 Herman L Ammann Apparatus for producing carbon black
US2690960A (en) * 1951-05-09 1954-10-05 Cabot Godfrey L Inc Detonation process of making carbon black

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2437437A1 (fr) * 1978-09-28 1980-04-25 Freiberg Brennstoffinst Dispositif pour detendre la pression de reacteurs de gazeification de poussieres

Also Published As

Publication number Publication date
GB811603A (en) 1959-04-08
US2925335A (en) 1960-02-16

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