AT208815B - Einrichtung zur insbesondere kontinuierlichen Erzeugung von kohlenmonoxydhaltigen, wasserstoffreichen Gasen - Google Patents

Description

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    Einrichtung zur insbesondere kontinuierlichen Erzeugung von kohlenmonoxydhaltigen, wasserstoffreichen Gasen   
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur insbesondere kontinuierlichen Erzeugung von kohlenmonoxydhaltigen, wasserstoffreichen Gasen durch thermisch-katalytische Umformung vorwiegend gesättigter, unter Normalbedingungen gasförmiger Kohlenwasserstoffe, wie Erdgas, Flüs- siggas, Faulgas u. dgl. mit Wasserdampf in einer üblicherweise zur Verkokung dienenden Anlage. 



   Die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in kohlenmonoxydhaltige, wasserstoffreiche Gase erfolgt in der Regel in eigens für diesen Zweck errichteten Betriebsanlagen, beispielsweise in mit feuerfesten Gitterwerken ausgerüsteten Regeneratoren. Durch Verbrennungskammern, die in Zwischenzonen des Gitterwerkes vorgesehen sind, wird dieses wechselweise hochgeheizt und das Gas-Wasserdampf-Gemisch durch das aufgeheizte Gitterwerk hindurchgedrückt und die Spaltung bewirkt. 



   Um bei niederen Temperaturen arbeiten zu können, wurden katalytische Verfahren entwickelt. Als Kontaktmasse werden Nickelkontakte auf einem Trägermaterial verwendet, das üblicherweise aus Schamotte, Magnesit oder Dolomit besteht. Die Nickelkontakte können noch mit aktivierenden Zusätzen versehen sein. 



   Speziell für Verfahren mit Katalysatoren werden auch aussen beheizte Spaltöfen herangezogen. 



   Um für diesen Umformungsprozess die Errichtung spezieller Betriebsanlagen zu vermeiden, wurde in diesem Zusammenhang, allerdings nur zur   Ölspaltung,   schon die Verwendung von zur Verkokung dienenden Retorten vorgeschlagen. In den durch den Retorteninhalt bestimmten, relativ kleinen Reaktionsraum werden hiebei das zu spaltende Öl in fein verteilter Form zusammen mit einer ausreichenden Luft- und Wasserdampfmenge eingeblasen. Abgesehen von der kleinen Kapazität einer solchen Anlage treten in der Praxis bei der Durchführung dieses Verfahrens - auch bei sorgfältigster   Arbeitsweise-erheb-   liche Kohlenstoff- bzw. teerhaltige Ablagerungen innerhalb der Retorte auf, was eine oftmalige Reinigung des Reaktionsraumes erforderlich macht. 



  Dadurch ist die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens so weit in Frage gestellt, dass eine praktische Anwendung im technischen Massstab nicht in Frage kommt. 
Versuche, dieses Verfahren auf grösser dimen- sionierten Anlagen durchzuführen, brachten keine befriedigenden Ergebnisse. 



   Mit Hilfe der erfindungsgemässen Einrichtung kann die Erzeugung von kohlenmonoxydhaltigen, wasserstoffreichen Gasen durch Umformung von vorwiegend gesättigten, unter Normalbedingungen gasförmigen Kohlenwasserstoffen mit Hilfe von Wasserdampf in einer ähnlicherweise zur Verkokung dienenden, grossdimensionierten Anlage in technisch einwandfreier Weise, ohne das Auftreten der oben geschilderten Nachteile, durchgeführt werden. 



   Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verkokungsraum eines Kokereiofens teilweise, vorzugsweise zu   15%,   mit einem an sich bekannten, körnigen Katalysator gefüllt ist, der einen aus feuerfesten Steinen gebildeten, zur Vorwärmung und Durchmischung des einzuführenden Gas-Wasserdampf-Gemisches dienenden Vorherd umgibt. 



   Hiedurch ergibt sich nicht nur eine beträchtliche Senkung des Investitionsaufwandes im Betrieb, sondern auch eine rationelle Ausnützung bestehender Kokserzeugungsanlagen. 



   Der Umformungsprozess wird vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt, wobei der Verkokungsraum in der bei der Verkokung üblichen Art aussen beheizt ist. 



   An Hand der Zeichnung wird eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung und ihre Verwendung zur Spaltung von Erdgas näher erläutert. 



   Fig.   l   stellt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Einrichtung und Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie   A-A   der Fig.   l   dar. 



   Die in den Fig.   l   und 2 dargestellte Verkokungskammer 1 eines Horizontalkammerofens, der in der Praxis bei einer Garungszeit von 24 Stunden eine Rohgasmenge von 3000   m   je 24 Stunden ergibt, ist an ihrer unteren, dem Steigrohr 2 diagonal gegenüberliegenden Seite mit einem Vorherd 3 ausgerüstet, der durch aus feuerfesten Steinen aufgebaute Wände 4, die Durchzugskanäle 5 aufweisen, begrenzt ist. An der Schmalseite der Kammer ist ein in den Vorherd hineinragender rohrförmiger Stutzen 6 angeordnet, durch den von aussen mit Hilfe von Einzel- 

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 rohren 7 die zu spaltenden Gase und Wasser- dampf in den Vorherd 3 eingeführt werden. Das
Gas-Wasserdampf-Gemisch, das z.

   B. aus Erdgas und überhitztem Wasserdampf im Volumsverhält- nis 1 : 2 besteht, wird im Vorherd 3 vorgewärmt und vermischt und tritt nach Passieren der Durchströmkanäle und einer groben Schüttung 8 von beispielsweise Sintermagnesitkugeln durch die aus z. B. nickelhaltigem Sintermagnesit bestehende körnige Katalysatorschicht 9 in den freien Raum der Kammer ein. Die erwünschte Umsetzung der Kohlenwasserstoffe findet zum grössten Teil in der Schicht 9 statt und wird durch die Anwesenheit des im Überschuss zugesetzten Wasserdampfes und den durch Strahlung bewirkten Wärmeübergang von der beheizten Kammerwand zu dem wärmeverbrauchenden Spaltvorgang im katalysatorfreien Raum der Kammer zu Ende geführt. Das erhaltene Spaltgas zieht hierauf in gleicher Weise wie das Rohgas bei der Verkokung durch das Steigrohr 2 der Verkokungskammer 1 ab.

   Die erzielbare Spaltgasmenge ist etwa gleich der Rohgasmenge der Kammerfüllung bei normaler Garungszeit. 



   Bei Verwendung eines Einsatzgutes von beispielsweise 44 m3 Erdgas/Stunde und 76 kg Wasserdampf/Stunde ergibt sich ein Erdgas in der Menge von 125 m3/Stunde. 



   Bei Einsatz eines Erdgases folgender Zusammensetzung : 
 EMI2.1 
 
Methankohlenwasserstoffe2% Kohlendioxyd und
2% Stickstoff wird ein Spaltgas mit folgender durchschnittlicher Zusammensetzung : 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Methan.................. <SEP> 15% <SEP> 
<tb> Wasserstoff <SEP> 55%
<tb> Kohlenmonoxyd.......... <SEP> 10%
<tb> Kohlendioxyd <SEP> """""" <SEP> 10% <SEP> 
<tb> Stickstoff................ <SEP> %
<tb> 
   erhalten.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Einrichtung zur insbesondere kontinuierlichen Erzeugung von kohlenmonoxydhaltigen, wasser- stoffreichen Gasen durch thermisch-katalytische Umformung vorwiegend gesättigter, unter Normalbedingungen gasförmiger Kohlenwasserstoffe, wie Erdgas, Flüssiggas, Faulgas u. dgl., mit Wasserdampf in einer üblicherweise zur Verkokung dienenden Anlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Verkokungsraum (1) eines Kokereiofens teilweise, vorzugsweise zu 15%, mit einem an sich bekannten, körnigen Katalysator (9) gefüllt ist, der einen aus feuerfesten Steinen gebildeten, zur Vorwärmung und Durchmischung des einzuführenden Gas-Wasserdampf-Gemisches dienenden Vorherd (3) umgibt.