DE2443740A1 - Verfahren zum umwandeln von kohle in ein brennbares gas - Google Patents
Verfahren zum umwandeln von kohle in ein brennbares gasInfo
- Publication number
- DE2443740A1 DE2443740A1 DE19742443740 DE2443740A DE2443740A1 DE 2443740 A1 DE2443740 A1 DE 2443740A1 DE 19742443740 DE19742443740 DE 19742443740 DE 2443740 A DE2443740 A DE 2443740A DE 2443740 A1 DE2443740 A1 DE 2443740A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coal
- bath
- carbon
- injected
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 26
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 17
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 6
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101150062523 bath-39 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 241001149924 Alpheus Species 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910017112 Fe—C Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229940059867 sulfur containing product ectoparasiticides Drugs 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/20—Apparatus; Plants
- C10J3/30—Fuel charging devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/57—Gasification using molten salts or metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER
DIPL.-INQ.
H. KINKELDEY
DR.-INQ.
2ΛΛ37ΑΠ W. STOCKMAIR
^" DR-ΙΝβ. A·? (CALTECH)
K. SCHUMANN
P. H. JAKOB
DIPL.-INQ.
8548 G· BEZOLD
33/Sch. ' MÜNCHEN
E. K. WEIL
LINDAU 8 MÜNCHEN 22
12. September 1974-
USS EHGINEERS AUD CONSULTANTS, IHG.
600 Grant Street, Pittsburgh/Pennsylvania, USA
Verfahren zum Umwandeln von Kohle in ein brennbares Gas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln von Eohle in
ein brennbares Gas.
Wasserstoff ist ein zur Herstellung verschiedener Chemikalien und zur Reduktion von Eisenerz industriell verwertetes Gas.
Das hauptsächliche industrielle Verfahren zur Herstellung von hochreinem Wasserstoff besteht darin, daß Erdgas mit Hilfe von
Dampf gespalten wird. In den meisten Gebieten, in welchen Erdgas preisgünstig zur Verfügung steht, ist dieses Verfahren das wirtschaftlichste.
Es gibt jedoch Gebiete, in welchen Erdgas nicht zur Verfügung steht oder wo es, falls es vorkommt, so kostspielig ist,
— 2 —
509811/0892
daß es nictLt zur Verwendung bei der Wasserstoffherstellung infragekommt,
so daß andere Verfahren verwendet werden müssen.
Einem weit verbreiteten Verfahren liegt die Spaltung von Naphta
zugrunde. Es gibt jedoch auch Gebiete, in welchen Haphta nicht
zur Verfugung steht oder in welche es nicht preisgünstig transportiert
werden kann, so daß andere Ausgangsmaterialien verwendet werden müssen.
Ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus einem von Erdgas
oder Maphta verschiedenen Ausgangsmaterial besteht in der teilweisen
Oxydation von Kohle. Bei diesem Verfahren wird Kohle auf eine Korngröße entsprechend -60 mesh mittels herkömmlicher Schleifeinrichtungen
vermählen und dann zu. etwa 50 Gew.% mit Wasser vermischt.
Der Kohlen-Wasser-Schlamm wird nach einem Druck von 84,4· bis 105,5
Atmosphären zu einer Anzahl von Vorerhitzern gepumpt, in welchem er verdampft wird. Die Kohlen-Dampf-Mischung wird dann teilweise
mit vorerhitztem Sauerstoff in einem unter Druck gesetzten (28,1 bis 35)2 at) Vergasungsgefäß mit Hilfe speziell ausgelegter Brenner
verbrannt. Der Aschengehalt der Kohle wird mit Hilfe einer Wasserpumpe am Boden des Vergasungsgefäßes abgezogen. Das resultierende
Mischgas aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid wird auf 98 %-igen Wasserstoff
verarbeitet, was in zwei Umwandlungsschritten und einer Kohlendioxidentfernung
besteht. Der größte Nachteil dieses Systems ist darin zu sehen, daß es auf der Verwendung von Sauerstoff beruht,
da der Kapitalbedarf für eine Säuerstoffanlage sehr hoch ist. Außerdem
wirken sich die Betriebskosten der Sauerstoffanlage beträchtlich auf die Wasserstoff-Herstellungskosten auf.
Vor der vorliegenden Erfindung ist es bereits bekannt gewesen, Kohle
in einem Metallschmelzbad zu lösen, um ein verbrennbares Gas zu
gewinnen. Ein derartiges Verfahren ist der US-Patentschrift 3533
509811/0892
zu entnehmen, nach welchem ein schwefelhaltiger Kohlenstoff enthaltender Brennstoff in Met all schmelzt) ad eingedüst wird, um
in erster Linie Kohlenmonoxid enthaltende Gase zu gewinnen, während die schwefelhaltigen Produkte in einer Kalkschicht absorbiert
werden. Nach einem aus der US-Patentschrift 3.264 096 bekannten Verfahren wird Kohle als Reduktionsmittel in der Reduktionskammer
eines Erz-Einschmelzofens verwendet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Wasserstoff. Dabei ist im Rahmen der Erfindung insbesondere vorgesehen, daß durch Lösen von pulverisierter Kohle
in einem Metallschmelzbad ein Mischgasstrom aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid erzeugt wird, worauf der gelöste Kohlenstoff mit
Sauerstoff oder Dampf oder einer Mischung aus diesen Stoffen umgesetzt
wird, um einen Gasstrom zu erzeugen, der reich an Wasserstoff und Kohlenmonoxid ist. Der Gasstrom kann dann in hochreinen
Wasserstoff umgewandelt werden, was mit Hilfe einer Vers chi ebungsumwandlung des Kohlenmonoxids mit Dampf erfolgt, woran sich ein
Waschvorgang anschließt, um das Kohlendioxid zu entfernen. Alternativ
kann der hochreine Wasserstoff auch mit Hilfe des Verfahrens freigesetzt
werden, welches in der nachstehend genannten Literaturstelle, die vom US-Innenministerium herausgegeben wurde, veröffentlicht
ist: Institute of Gas Technology Office of Goal Research Report, Contract Ήο, 14-01-0001-381, August 1966.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
welches die Herstellung von hochreinem Wasserstoff aus Kohle bei hoher Ausbeute auf kostengünstige Weise gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß a) die
Kohle pulverisiert, b) die pulverisierte Kohle in eine erste Zone eines 1-3 % gelösten Kohlenstoffs enthaltenden Eisenschmelzbades
eingeleitet wird, wobei die Kohlenstoff konzentration auf 3-5 %
50981 1/0892
gesteigert wird, daß c) eine zweite Zone des Schmelzbades, die eine Kohlenstoff konzentrat ion von wenigstens 3 % "besitzt, mit
Sauerstoff oder Dampf als Oxydationsmittel in Eontakt gebracht
und d) davon eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid in einem Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid von 2:5 "bis
10:1 aufgefangen wird.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß mit saner Hilfe eine Was s er st off her st el lungs anlage
erzielbar ist, die bei gegebener Reaktorgröße eine größere Leistung erbringt als andere Anlagen, die Kohle als Ausgangsstoff verwenden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das
Verfahren nach der Erfindung im Hinblick auf seine Betriebskosten durchaus mit anderen Wasserst off herstellungsverfahren vergleichbar
ist, welche als Ausgangsstoff Kohle verwenden. Außerdem besitzt die Erfindung den Vorteil, daß sie ein einheitliches Verfahren
zur Herstellung von Wasserstoff aus Kohle durch Umsetzung mit Dampf vorschlägt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
anhand der Zeichnung. In dieser zeigen:
Fig.1 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei welchem Dampf oder vorgewärmter Sauerstoff als Reaktionsmittel zur Erzeugung des wasserstoffreichen
Gasstromes verwendet wird,
Fig.2 die Ausführungsform nach Fig.1, wobei ein zweifaches
Gasentfernungssystem vorgesehen ist, um das Erfordernis zu vermeiden, das Gesamtvolumen des gebildeten Gases zu
behandeln.
50981 1/0892
_ 5 —
2U3740
Wie Fig.1 zu entnehmen, wird Rohkohle aus einem Vorratsbunker
10 mit Hilfe geeigneter Förderer 12 o.dgl. zu einer Mahl- oder
Schleifmaschine 14- transportiert, in welcher die Kohle pulverisiert
und mit warmer Luft aus einem Lufterhitzer 15 getrocknet
wird. Die pulverisierte Kohle wird dann über eine Leitung 16 einer Anzahl von Zyklonen 18 und Feinsieben 20 zugeführt, in
welchen die pulverisierte Kohle auf eine Separationskorngröße von 30 mesh gesiebt wird- Materialien mit "Übergröße werden
über eine Rohrleitung 22 erneut der Schleifmaschine 14- zugeführt,
um einen weiteren Mahl Vorgang unterworfen zu werden, während alle übrigen Materialien in einem Bunker 24- aufgefangen werden. Vom
Bunker 24- gelangt die pulverisierte Kohle zu einem pneumatischen
Kohl en-Eindüs syst em, welches aus einem Ansaugbunker 26, einem Sammelinjektor 28 und einem Hauptinjektor JO, einem Kompressor 32
und einer geeigneten Leitung 31 zum !Fördern der Kohle zur E±ndüslanze
38 besteht. Aus der Lanze 38 des Kohl en-Eindüs sy st ems
wird die Kohle in einen Vergasungsreaktor 40 eingedüst, in welchem
sich ein Schmelzbad 39 aus einem heißen Metall mit einer Temperatur
von etwa 15380C befindet. Der Reaktor 4-0 ist mit einem Schlackenabfluß
4-3 versehen. Ein Kalk-Eindüssystem,welches aus einem Sammelbunker
4-2a, einem Sammelinjektor 4-2b und einem Hauptingektor 4-2c
besteht, fügt eine kleine Menge an Kalk hinzu, um mit dem Schwefel und dem Aschengehalt der Kohle eine Schlacke zu bilden. Wenn die
Kohle eingedüst und im Bad 39 gelöst ist, so wird es dem Kohlenstoffgehalt des Bades gestattet, sich von einem Anfangswert von
2 % auf 4- % zu steigern, während die Badtemperatur durch diesen Schritt von 1538°C auf etwa 14-820C vermindert wird. Zu diesem
Zeitpunkt wird aus einer Dampf- oder Sauerstoff inj ekt i onsl anz e 44-,
die an der der Lanze 38 gegenüberliegenden Wandung des Vergasungsreaktors 40 angeordnet ist, Dampf oder Sauerstoff in das Bad eingedüst,
um den Kohlenstoffgehalt wieder um 2 % zu vermindern und ein
wasserstoff- und kohlermonoxidhaltiges Gas freizusetzen. Die
509811/0892
geschmolzene Lösung und/oder der darin gelöste Kohlenstoff kann in dem Bad 39 zirkulieren oder sich in demselben verteilen, wozu
Öffnungen 33 in einem Separator 35 vorgesehen sind. Der Separator 35 hält eine deutliche Trennung zwischen der kohl enst of fr eic hen und
der kohlenstoffarmen Seite des Bades 39 aufrecht. Tritt das Gas
aus dem Reaktor 40aus, so strömt es durch einen Wärmeaustauscher
50, um seine Wärme für die Dampferzeugung in einer Trommel 41 oder
für andere Zwecke abzugeben.
Bei Verwendung von Dampf als Oxydationsmittel hat eine Gasmischung
am Ausgang des Reaktors 40 typischerweise die folgende Zusammensetzung:
YOL.-%
| H2 | 56,8 % |
| CO | 41,2 |
| co2 | 0,4 |
| N2 | 0,3 |
| H2O | 1,3 |
100,0 %
Dieses Gas kann mit Hilfe herkömmlicher Maßnahmen, wie einer katalytischen VerscHebungsumwandlung mit Hilfe von Dampf umgewandelt
und mit Hilfe von Mono ethanolamin (MEA) an der Stelle 52
gewaschen werden, um Kohlenmonoxid zu entfernen. Das resultierende
Gas hat die folgende Zusammensetzung:
Hg CO 00.
Hg
| VOL.- | % |
| 98,40 | % |
| 0,42 | |
| 0,27 | |
| 0,33 | |
| 0,50 | |
| 100,00 | % |
| |R1 1 / | nfi92 |
Wird Sauerstoff als Oxydationsmittel verwendet, so werden nach
der katalytischen Verschiebungsumwandlung und der Reinigung mit MEA an der Stelle 52 die folgenden Ergebnisse, die an den Punkten
A"und B ermittelt wurden, erzielt:
| Gastest andt eile | YOL.-% | V0L.-% |
| H2 | 29,0 | 97,77 |
| CO | 69,7 | 0,70 |
| co2 | 0,7 | 0,45 |
| IT2 | 0,6 | 0,58 |
| H2O | - | 0,50 |
Total · 100,0 100,00
Figur 2 zeigt ein zweif aches Gasstromentf ernungssystem, bei
welchem die in den beiden Reaktorab schnitt en entwickelten Gase getrennt aufgefangen werden.
Gemäß Pig. 2 wird Kohlenmonoxid aus dem Sauer stoff-Eindüsabschnitt
des Reaktors durch eine Rohrleitung 54 der herkömmlichen Verse
hi ebungsumwandlung und dem Waschvorgang mit MEA an der Stelle zugeführt. Die aus der Kohlen-Eindüsseite stammenden Gase treten
durch eine Leitung 56 aus und der aus dem behandelten Gasstrom
stammende Wasserstoff wird mit dem unbehandelten Gasstrom in einem niht dargestellten Sammelbehälter vereinigt. Die Gasstrombestandteile
in den in Fig.2 dargestellten Stufen A, B und G
sind·wie folgt:
50981 1 /0892
24Λ3740
| Gasb e st andt eile | V0L.-% | V0L.-% | V0L.-% |
| H2 | 87,55 | - | 94,45 |
| CO | 10,75 | 99,00 | 4,22 |
| co2 | - | 1,00 .. | 0,43 |
| N2 | 1,70 | - | 0,56 |
| H2Q | - | - | 0,34 |
Total 100,00 100,00 100,00
Bevorzugte Yolumenverhältnisse von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid liegen im Bereich von 1:1 Ms etwa 3:1«
Untersuchungen der Lösungsgeschwindigkeit des Kohlenstoffes wurden
in Angriff genommen und ausgeführt, um den Einfluß verschiedener Mengen oder Geschwindigkeiten der Kohleneindüsung zu bestimmen.
Bei den Untersuchungen der Lösungsgeschwindigkeit wurden als kohlenstoffhaltige Materialien zylindrische Stäbe aus Graphit
und aus gepulverter Alpheuskohle (-8 und 30 mesh) verwendet. Die Stäbe mit einem Durchmesser von 50,8 mm bestanden aus hochreinem
Elektrodenkohlenstoff. Als Material für das Schmelzbad wurde Elektrolyteisen verwendet.
Zum Einschmelzen des Eisens in einem mit vergießbarem Magnesit
ausgekleideten 226,5 kg-Induktionsofen diente eine I50 KW-Spannungsquelle
mit einer Frequenz von 3OOO Hz. Bei jedem Durchgang wurden
226,5 kg Eisen und 0,56 kg Silizium (als Eerrosilizium) bei Temperaturen
von 1593 +. 300C erschmolzen. Mach dem Abschlacken der
Schmelze wurde mit den Kohlenstoffzusätzen und den Zeitmessungen begonnen. Metallproben wurden periodisch zur Bestimmung des Kohlenstoffes
entnommen. Als Folge der induktiven Erhitzung trat eine
50981 1/0892
intensive Baddurchmischung auf.
Bei den an. Graphit st ab en durchgeführten Untersuchungen wurde ein
Einzelstab vertikal in der Mitte des Bades gehalten. Hatte sich der Stab hinreichend gelöst, so wurde er unverzüglich durch einen
anderen ersetzt. Die Beschickung mit Kohle wurde in der Weise ausgeführt, daß korngrößenmäßig klassierte Kohle auf die Oberseite
der Schmelze gestreut und die Kohle kontinuierlich in das Metall eingerührt wurde, wozu Rührwerkzeuge dienten, um auf diese Weise
den Kontakt zwischen der Flüssigkeit und den Feststoffen zu verbessern. Die Schmelzoberfläche wurde während der Ofenreise
mit Hilfe von zwischenzeitlich zugesetzter Kohle bedeckt gehalten. In geeigneten Abständen vmrde die Schlacke von der Oberfläche
entfernt, worauf die Oberfläche erneut mit Kohle bedeckt wurde.
Es wurden drei Versuche ausgeführt, bei. welchen Graphit-Einzelstäbe
und pulverisierte Alpheuskohle verwendet wurden. Sobald die Kohle auf die heisse Oberfläche der Schmelze gestreut worden war,
wurde sie verdampft oder verflüchtigt. Die Losungsgeschwindigkeit
der verflüchtigten Kohle nimmt in dem Maße ab, wie sich die Kohlenstoff
konzentrat ion der Sättigung oder dem Gleichgewichtswert von
5,4- % im Fe-C-System bei 1593°C näheret-.. Es ist demzufolge ratsam,
eine niedrige Kohlenstoff konzentrat ion im Bad aufrechtzuerhalten,
um eine hohe Losungsgeschwindigkeit zu erzielen. Seitens der Erfinder wird eine Konzentration von etx\ra 1-3 % an gelöstem Kohlenstoff
in der Kohlenstoff-Lösungszone bevorzugt.
Die maximale Lösungsgeschwindigkeit, die mit diesen Materialien
erzielt wurde, "betrug 0,13 %.Kohlenstoff je "Minute bei der Kohle
mit einer Korngröße von -30 mesh, wobei im wesentlichen anfänglich kein Kohlenstoff im Bad gelöst war. Die maximale Kontaktfläche
eines Stabes von 569 cm war geringer als die Mindestfläche von
ο
888 cm für die Kohlenteilchen. Diese Mindestfläche bei Kohle
888 cm für die Kohlenteilchen. Diese Mindestfläche bei Kohle
509811/0892
vmrde als der horizontale Ofenschnitt an der Schmelzoberfläche
berechnet. Das erklärt, weshalb die- mittlere Lösungsgeschwindigkeit
der verflüchtigten Kohle größer war als bei den Graphitstäben.
Die höhere Lösungsgeschwindigkeit, die mit Hilfe der -30 mesh-Kohle
gegenüber der -8-mesh-Kohle erzielt wurde, kann teilweise auf den großen Unterschied zwischen den äußeren Oberflächenbereichen
beider Materialien zurückgeführt werden. Demzufolge wird eine Teilchengröße für die Kohle für nicht mehr als gemäß -30 mesh
bevorzugt.
Die Kbhlenstofflösungsgeschwindigkeit sollte bei etwa 1,12 bis
2,20 kg Kohle je Minute pro Tonne Metallbad aufrechterhalten werden
und die Sauerstoff-Eindüsgeschwindigkeit sollte im Bereich von
4,2 bis 8,4 Hur/min Öe Tonne Metallbad liegen. Sauerstoff oder
Dampf oder Mischungen dieser Stoffe, können unterhalb oder oberhalb
der Oberfläche des geschmolzenen Metalls eingedüst werden. Wird Dampf verwendet, so sollte zusätzliche Wärme zur Einwirkung gebracht
werden, was mit Hilfe eines herkömmlichen elektrischen Ofens, wie
eines Widerstands- oder Induktionsofens erfolgen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Umwandlung von Kohle in ein
brennbares Gas sieht demzufolge im Einzelnen die nachstehend, aufgezählten Schritte vor:
a) die Kohle wird pulverisiert.
b) Die pulverisierte Kohle wird in eine erste Zone eines Eisenschmelzbades eingedüst, welches 1-3 % an gelöstem
Kohlenstoff enthält, wodurch oder wobei der Kohlenstoffgehalt
auf 3-5 % gesteigert wird.
c) Eine zweite Zone des Bades mit einer Kohlenstoffkonzentration
von wenigstens 3 % wird mit einem oxydierenden Medium in Form von Sauerstoff oder Dampf in Berührung gebracht und
509811/0892
d) eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid
wird daraus in einem Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid von 2:5 "bis 10:1 aufgefangen.
Die Erfindung führt zu einem qualitativ hochstehenden Strom eines verbrennbaren Gases,der einer unterteilten Reaktionskammer für
geschmolzenes Metall entstammt, wobei der Kohlenstoff im ersten Abschnitt des Bades gelöst und im anderen Abschnitt oxydiert wird.
Die Lösungsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs (der Kohle) ist unter
diesen Bedingungen beträchtlich, da maximale Lösungsgeschwindigkeiten
ohne Beeinträchtigung durch die Reaktion der Kohlenstoff-Oxydation erzielt werden können.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, da diese lediglich der Erläuterung der Erfindung dienen, Sämtliche aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen
hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensweisen
können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
50981 1 /0892
Claims (10)
1. Verfahren zum Umwandeln "von Kohle in ein brennbares Gas,
dadurGh gekennzeichnet, daß
a) die Kohle pulverisiert,
b) die pulverisierte Kohle in eine erste Zone eines 1-3 % an gelöstem Kohlenstoff enthaltenden Eisenschmelzbades
eingedüst wird, wobei die Kohlenstoffkonzentration auf 3-5 % gesteigert wird, daß
c) eine zweite Zone des Schmelzbades, die eine Kohlenstoffkonzentration
von wenigstens 3 % besitzt, mit Sauerstoff oder Dampf als Oxydationsmittel in Kontakt
gebracht und
d) davon eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid in einem Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid
von 2:5 bis 10:1 aufgefangen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Kohle auf eine mittlere Teilchengröße gepulvert wird, die nicht größer ist als 30 mesh.
3- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Kohle auf pneumatische Weise eingedüst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Kohle in einer Menge von 1,12 bis 2,26 kg je Minute pro Tonne Eisen im Bad eingedüst wird.
509811/0892
5- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet
, daß die Badzonen derart voneinander getrennt angeordnet werden, daß das geschmolzene Eisen van der kohl enst offarmen
Zone, in welcher der Kohlenstoff eingedüst wird, in die kohlenstoffreiche Zone fließen kann, in welcher Sauerstoff eingedüst
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Kohle vor der Eindüsung getrocknet wird.
7- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß Verhältnisse von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid von 1:1 "bis ~$:Λ eingehalten werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß das Bad dadurch mit dem Oxydationsmittel
in Kontakt gebracht wird, daß letzteres unterhalb der Oberfläche des geschmolzenen Eisens eingedüst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß Sauerstoff in die zweite Zone des Bades in einer Menge von 4·, 2 bis 8,4· iTnr/min je Tonne Eisen im Bad
eingedüst wird.
10.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gek ennzeichnet
, daß als Oxydationsmittel Dampf verwendet wird und daß das Bad mit Hilfe eines elektrischen Ofens erhitzt wird.
509811/0892
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US39718273A | 1973-09-12 | 1973-09-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2443740A1 true DE2443740A1 (de) | 1975-03-13 |
Family
ID=23570156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742443740 Pending DE2443740A1 (de) | 1973-09-12 | 1974-09-12 | Verfahren zum umwandeln von kohle in ein brennbares gas |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU7299674A (de) |
| DE (1) | DE2443740A1 (de) |
| GB (1) | GB1437750A (de) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2620462A1 (de) * | 1976-05-08 | 1977-11-24 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren zum vergasen von festen, fluessigen oder gasfoermigen kohlenstofftraegern, insbesondere zur herstellung eines reduktionsgases fuer metallurgische prozesse und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4062657A (en) * | 1975-05-09 | 1977-12-13 | Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshutte Mbh | Method and apparatus for desulphurizing in the gasification of coal |
| US4082615A (en) * | 1975-03-13 | 1978-04-04 | The Agency Of Industrial Science & Technology | Thermal decomposition process and apparatus for organic solid materials |
| US4187672A (en) * | 1977-11-17 | 1980-02-12 | Rasor Associates, Inc. | Apparatus for converting carbonaceous material into fuel gases and the recovery of energy therefrom |
| US4244180A (en) * | 1979-03-16 | 1981-01-13 | Rasor Associates, Inc. | Process for producing fuel gases from carbonaceous material |
| DE3031680A1 (de) * | 1980-08-22 | 1982-03-11 | Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg | Verfahren zur gaserzeugung |
| DE3111168A1 (de) * | 1981-03-21 | 1982-10-21 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines im wesentlichen h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und co enthaltenden gases |
| US4388084A (en) * | 1980-12-01 | 1983-06-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for gasification of solid carbonaceous material |
| US4459137A (en) * | 1978-12-26 | 1984-07-10 | Sumitomo Metal Industries Limited | Gasification of solid carbonaceous materials |
| FR2555194A1 (fr) * | 1983-11-18 | 1985-05-24 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede et installation pour la gazeification du charbon |
| FR2555193A1 (fr) * | 1983-11-18 | 1985-05-24 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede de production en continu d'un gaz riche en hydrogene par gazeification de matiere carbonee, notamment du charbon et installation pour sa mise en oeuvre |
| WO1994004633A1 (en) * | 1990-06-21 | 1994-03-03 | Ashland Oil, Inc. | Improved molten metal decomposition apparatus and process |
| WO1995016010A1 (en) * | 1993-12-07 | 1995-06-15 | Ashland Oil, Inc. | Improved molten metal decomposition apparatus and process |
| JPH09501252A (ja) * | 1993-08-10 | 1997-02-04 | シュテファーン・エクハルト | 注文及び請求処理装置 |
| US5645615A (en) * | 1992-08-13 | 1997-07-08 | Ashland Inc. | Molten decomposition apparatus and process |
| WO1998004654A1 (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-05 | Ashland Inc. | Multi-zone molten-metal hydrogen generator |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE416656B (sv) | 1979-04-12 | 1981-01-26 | Boliden Ab | Forfarande for utvinning av olja och/eller gas ur kolhaltiga material |
| SE426074B (sv) | 1981-04-21 | 1982-12-06 | Boliden Ab | Forfarande for att avlegsna svavel vid forgasning i metallsmeltor av kolhaltiga material innehallande svavel |
| DE3231531A1 (de) * | 1982-03-05 | 1983-09-15 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren und reaktor zur erzeugung von im wesentlichen co und h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) enthaltendem gas |
| DE3614048A1 (de) * | 1986-04-25 | 1987-11-05 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren und vorrichtung zur vergasung minderwertiger brennstoffe in einem feuerfluessigen metallschmelzbad |
| ZA934643B (en) * | 1992-06-29 | 1994-01-11 | Tech Resources Pty Ltd | Treatment of waste |
| US5537940A (en) * | 1993-06-08 | 1996-07-23 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for treating organic waste |
-
1974
- 1974-09-05 AU AU72996/74A patent/AU7299674A/en not_active Expired
- 1974-09-12 GB GB3986074A patent/GB1437750A/en not_active Expired
- 1974-09-12 DE DE19742443740 patent/DE2443740A1/de active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4082615A (en) * | 1975-03-13 | 1978-04-04 | The Agency Of Industrial Science & Technology | Thermal decomposition process and apparatus for organic solid materials |
| US4062657A (en) * | 1975-05-09 | 1977-12-13 | Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshutte Mbh | Method and apparatus for desulphurizing in the gasification of coal |
| DE2620462A1 (de) * | 1976-05-08 | 1977-11-24 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren zum vergasen von festen, fluessigen oder gasfoermigen kohlenstofftraegern, insbesondere zur herstellung eines reduktionsgases fuer metallurgische prozesse und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4187672A (en) * | 1977-11-17 | 1980-02-12 | Rasor Associates, Inc. | Apparatus for converting carbonaceous material into fuel gases and the recovery of energy therefrom |
| US4459137A (en) * | 1978-12-26 | 1984-07-10 | Sumitomo Metal Industries Limited | Gasification of solid carbonaceous materials |
| US4244180A (en) * | 1979-03-16 | 1981-01-13 | Rasor Associates, Inc. | Process for producing fuel gases from carbonaceous material |
| DE3031680A1 (de) * | 1980-08-22 | 1982-03-11 | Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg | Verfahren zur gaserzeugung |
| US4388084A (en) * | 1980-12-01 | 1983-06-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for gasification of solid carbonaceous material |
| DE3111168A1 (de) * | 1981-03-21 | 1982-10-21 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines im wesentlichen h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und co enthaltenden gases |
| FR2555194A1 (fr) * | 1983-11-18 | 1985-05-24 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede et installation pour la gazeification du charbon |
| FR2555193A1 (fr) * | 1983-11-18 | 1985-05-24 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede de production en continu d'un gaz riche en hydrogene par gazeification de matiere carbonee, notamment du charbon et installation pour sa mise en oeuvre |
| EP0149930A3 (en) * | 1983-11-18 | 1986-04-02 | Institut De Recherches De La Siderurgie Francaise (Irsid) | Process and plant for coal gasification |
| WO1994004633A1 (en) * | 1990-06-21 | 1994-03-03 | Ashland Oil, Inc. | Improved molten metal decomposition apparatus and process |
| US5645615A (en) * | 1992-08-13 | 1997-07-08 | Ashland Inc. | Molten decomposition apparatus and process |
| JPH09501252A (ja) * | 1993-08-10 | 1997-02-04 | シュテファーン・エクハルト | 注文及び請求処理装置 |
| WO1995016010A1 (en) * | 1993-12-07 | 1995-06-15 | Ashland Oil, Inc. | Improved molten metal decomposition apparatus and process |
| WO1998004654A1 (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-05 | Ashland Inc. | Multi-zone molten-metal hydrogen generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7299674A (en) | 1976-03-11 |
| GB1437750A (en) | 1976-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2443740A1 (de) | Verfahren zum umwandeln von kohle in ein brennbares gas | |
| DE1783180A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur reduktion von eisenerz | |
| DD208986A5 (de) | Verfahren und anlage zur vergasung kohlehaltigen materials | |
| DE3544792C2 (de) | ||
| AT518979B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufarbeitung einer Eisenoxid und Phosphoroxide enthaltenden Schmelze | |
| DE2401540A1 (de) | Verfahren zum einschmelzen von eisenschwamm | |
| DE2655813B2 (de) | Verfahren und Anlage zur direkten und kontinuierlichen Gewinnung von Eisen | |
| DE4128379C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur direkten Reduktion von Eisen | |
| DE1086256B (de) | Verfahren und Einrichtung zur Eisengewinnung aus staubfoermigen bzw. feinkoernigen Eisenerzen mittels Brennstoffen in feinem Verteilungsgrad oberhalb des Schmelzpunktes der nicht gasfoermigen Reaktionsprodukte | |
| DE3212100C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung pyrometallurgischer Prozesse | |
| DE1433376A1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von fluessigem Eisen durch Reduktion von Eisenoxyderz | |
| DE3137755A1 (de) | Verfahren zur herstellung von roheisen und energiereichen gasen | |
| DE3608150C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur reduzierenden Schmelzvergasung | |
| DE1030565B (de) | Verfahren zur Verhuettung von Erzen | |
| DE2116445B2 (de) | Verfahren zur erzeugung von stahl | |
| DE2042444B2 (de) | Verfahren zum einschmelzen mineralischer rohstoffe | |
| DE2637271A1 (de) | Kontinuierliches verfahren zum verblasen von metallurgischer schlacke | |
| DE3441355C2 (de) | ||
| AT407878B (de) | Verfahren und anlage zum verwerten von eisen- und schwermetallhältigen reststoffen und/oder eisenerz | |
| DE1268164B (de) | Verfahren zur Reduktion eines reduzierbaren Metalloxyds | |
| AT225213B (de) | Verfahren und Einrichtung zur Einbringung von Zusatzstoffen in kohlenstoffhaltige Eisenbäder | |
| DE897310C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Vergasung von Brennstoffen | |
| DE2655397C2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von Buntmetallrohstoffen mit gleichzeitigem Ausbringen aller wertvollen Komponenten | |
| DE2520868A1 (de) | Verfahren zur zufuehrung von waerme im eisenbadreaktor | |
| DE374148C (de) | Verfahren zur Herstellung von Eisen aus vorgewaermtem, feinkoernigem Eisenerz |