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Verfahren zur Reinigung und Kühlung phenolhaltiger Generatorgase Die
Reinigung und Kühlung von phenolhaltigen Generatorgasen bereitet insofern Schwierigkeiten,
als hierbei phenolhaltige Abwässer anfallen, die in öffentliche Gewässer nicht abgeführt
werden können, und außerdem Unreinigkeiten im Gase enthalten sind, die unterhalb
bestimmter Temperaturen kondensieren und fest werden und dadurch Verstopfungen in
Apparaten und Leitungen verursachen.
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Um diese Übelstände zu beseitigen, hat sich die Erfindung die Aufgabe
gestellt, den Betrieb so zu führen, daß einerseits das aus dem Gase bei der Kühlung
anfallende Wasser in der Anlage selbst verbraucht wird und andererseits die unterhalb
bestimmter Temperaturen fest werdenden Bestandteile bereits ausgewaschen sind, wenn
das Gas niedrigere Temperaturen annimmt.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei der
Kühlung und Reinigung phenolhaltiger Gase in Stufen dem im Kreislauf umgepumpten
Berieselungswasser der ersten Stufe das nach der Befreiung des Gases von Teer im
indirekt wirkenden Nachkühler anfallende Gaswasser zugesetzt wird. Es wird also
das Rohgas mit dem Wasser vorgekühlt, das in der Nachkühlung aus dem Gase kondensiert.
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Unter Vorkühlung wird hier eine Verdampfung des Kühlwassers durch
die fühlbare Wärme des Gases (also eine Umsetzung dieser in latente Wärme des Wasserdampfes)
und eine Temperaturherabsetzung dieses Gas-Dampf-Gemisches bis nahe an den Taupunkt
verstanden.
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Die Vorkühlung kann dabei durch Berieselung des Gases durchgeführt
werden, wobei das Wasser in groben Tropfen mit dem Gas in Berührung kommt und, um
bei der relativ kleinen wirksamen Oberfläche eine intensive Wirkung zu erzielen,
im Kreislauf durch den Kühler umgepumpt wird. Dieselbe Wirkung kann aber auch unter
Vermeidung des Umpumpens dadurch erzielt werden, daß das Wasser in das Gas eingespritzt
wird, wobei es in feinste Tropfen zerstäubt und dadurch die wirksame Oberfläche
bedeutend vergrößert wird.
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Es ist eine Gaserzeugeranlage bekannt geworden, bei der das Gas ebenfalls
in Stufen gekühlt und das aus dem letzten Kühler abfließende Wasser teilweise in
die erste Kühlstufe zurückgeleitet wird. Hierbei wird aber in der letzten Stufe
direkt gekühlt, so daß sich das aus dem Gase kondensierende Wasser mit dem Kühlwasser
mischt, wodurch die phenolhaltige Abwassermenge beträchtlich vergrößert wird. Es
wird also nicht das aus dem Gase kondensierende Gaswasser allein wie bei dem Verfahren
der Erfindung in die erste Kühlstufe zurückgeleitet; infolgedessen ist hier immer
ein Überschuß an Abwasser vorhanden, der aus der Anlage abgeleitet werden müß. Also
gerade das, was die Erfindung will, wird hier nicht erreicht und ist auch nicht
bezweckt.
Ähnlich ist es bei einem anderen bekannten Verfahren zur
Kühlung und Reinigung von Kokereigas. Hier wird in der ersten Stufe unter Umpumpen
des Gaswassers. im Kreislauf durch einen Abscheider, Kühler und die Vorlage das
Gas gleichzeitig gekühlt und vom Teer befreit, und in der Schlußkühlung wird das
Gas mit ebenfalls im Kreise umgepumptem Gaswasser, dem zeitweise Gaswasser aus der
ersten Stufe zugesetzt wird, auf die Endtemperatur gebracht. Auch hierbei ist es
nicht möglich, das Anfallen von Abwasser überhaupt zu verhindern, vielmehr mu$ dauernd
eine bestimmte Gaswassermenge aus der Anlage abgeführt werden.
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Wieder bei anderen Kühlanlagen wird das in der Anlage anfallende Abwasser
durch Verdunstung abgekühlt; dadurch entstehen Abdämpfe, die Geruchsbelästigungen
der Umgebung verursachen, was ebenso unzulässig ist wie das Abführen der phenolhaltigen
Abwässer in öffentliche Gewässer und Kanalisationen und ebenfalls durch die Erfindung
vermieden wird.
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Zur Ausführung des Verfahrens benutzt die Erfindung an sich bekannte
Einrichtungen, z. B. mehrteilige Rieselkühler, in denen Gas gekühlt und der Gaserzeugerwind
gesättigt und vorgewärmt wird.
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Je nach der Art der zu vergasenden Kohle, d. h. entsprechend ihrem
Feuchtigkeitsgehalt und damit der bei der Reinigung anfallenden Gaswassermenge,
kann dieser Grundgedanke entsprechend weiter ausgeführt werden.
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Bei einer Kohle mit geringem Wassergehalt, ,z. B. Steinkohle, genügt
eine nach dem eben dargestellten Grundgedanken gebaute Anlage, um die geschilderten
Übelstände zu beseitigen.
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Hat die zu verarbeitende Kohle aber höheren Feuchtigkeitsgehalt, -d.
h. wird dementsprechend der Wasseranfall im Betrieb größer, so wird zwischen der
Teerwäsche und der Nachkühlung eine Zwischenkühlung eingeschaltet, wobei das hier
anfallende Gaswasser in an sich bekannter Weise zur Sättigung des Generatorwindes
benutzt und so beseitigt wird.
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An die Stelle des indirekt wirkenden Nachkühlers kann auch ein Rieselkühler
treten. Das aus diesem Rieselkühler ablaufende Kühlwasser wird dann, soweit es nicht
der Vorkühlung zugeführt wird, rückgekühlt und wiederverwendet. Es entsteht also
ein Kreislauf des Kühlwassers durch den Rückkühler der Nachkühlung und einen Röhrenkühler
für das Umlaufwasser. Dem Kühlwasser für das Generatorgas können auch noch Frischwasser
oder fremde Abwässer zugesetzt werden, wenn die bei der Kühlung des Generatorgases
anfallenden Abwässer für die Sättigung des Generatorwindes nicht ausreichen.
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In den beiliegenden Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die einfachste Ausführung, bei der
eine zweistufige Kühlung ausreicht, Abb.2 eine Ausführung mit einer Zwischenkühlung
des Gases und Ausnutzung des hierbei anfallenden Wassers zur Windsättigung, Abb.
3 eine Ausführung, bei der der Röhrenkühler der vorigen Ausführung durch einen Rieselkühler
ersetzt ist.
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Der Vorgang bei den einzelnen Ausführungen ist dann folgender: Das
im Gaserzeuger a (Abb. i) erzeugte Gas tritt unmittelbar in den Rieselkühler b und
wird hier mit Wasser berieselt und dabei gewaschen und gekühlt. Das mit Staub und
hochsiedenden Bestandteilen beladene Kühlwasser läuft aus dem Kühler in die Klärgrube
c ab, wo sich die Unreinigkeiten absetzen, und wird von hier durch die Pumpe d und
die Leitung e wieder in den Kühler zurückgeleitet. Ein Teil des Kühlwassers wird
bei diesem Kreislauf von dem Gas aufgenommen. Dieser wird dann, nachdem das Gas
in dem Teerwäscher f entteert ist, in dem Röhrenkühler g wieder ausgeschieden und
von der Pumpe h durch die Leitung i in den Vorkühler b zurückgeleitet.
Bei der Ausführung nach Abb.2 ist zwischen dem Teerwäscher f und dem Röhrenkühler
g ein zweifacher Rieselturm eingeschaltet, in dessen oberer Kammer k das Gas durch
Berieselung mit Wasser zwischengekühlt wird; das hier erwärmte Wasser wird durch
die Syphonleitung m in. die untere Kammer n geleitet, : durch die der Generatorwind
gedrückt wird, der sich hierbei in bekannter Weise erwärmt und sättigt und durch
die Leitung o in den Gaserzeuger geleitet wird. Das von dem Wind nicht aufgenommene
Wasser wird aus der Sättigungskammer n vermittels der Pumpe p durch die Leitung
q wieder in die Kühlkammer k zurückgeleitet, so daß in diesem zweistufigen Kühler
ein Wasserkreislauf entsteht.
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Bei der Ausführung nach Abb.3 ist der Röhrenkühler g (Abb. i und 2)
durch einen Rieselkühler y ersetzt, der als letzte Kühlstufe für das Gas auf den
Zwischenkühler k aufgesetzt ist. Das Gas tritt also aus dem Zwischenkühler k unmittelbar
in den Schlußkühler r und wird hier ebenfalls mit Wasser berieselt, das im Kreislauf
in dem Röh-
renkühler s zurückgekühlt wird und durch die Leitung
t wieder in den Kühler r zurückgelangt.
Ein Teil des
im Schlußkühler r anfallenden Wassers wird durch die Leitung i wieder in den Vorkühler
zurückgeführt.
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Beispiel Bei Vergasung von Steinkohle mit io °!o H20 und einem Heizwert
von 7 000 WE entstehen etwa 4 nm$ Generatorgas/kg Kohle. Diese enthalten
etwa Zoo g Wasserdampf oder 5o g Wasserdampf pro i mg Generatorgas, der sich aus
der Grubenfeuchtigkeit, Schwelwasser und unzersetztem Dampf zusammensetzt. Das Gas
tritt nunmehr mit einer Temperatur von etwa 65o° C aus dem Generator und wird im
Vorkühler mit Kreislaufwasser berieselt. Hierbei wird durch Verdampfung eines Teiles
des Kühlwassers die Temperatur des Gases gesenkt, das Gas selbst reichert sich mit
Wasserdampf an, und zwar nimmt es entsprechend der zu vernichtenden fühlbaren Wärme
pro cbm Gas o,37kg Dampf auf, das heißt also pro kg Kohle 4 # 0,37
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kg H20. Diese Wasseraufnahme des Gases entspricht einer Endtemperatur des Gases
von etwa 73° C. Zur Vergasung von i kg Steinkohle sind etwa 2,65 nmg Luft notwendig.
Rechnet man mit einer Sättigungstemperatur der eintretenden Luft von 15° und der
aus dem Sättiger und in die Generatoren eintretenden Luft von 58°, so wird also
pro kg Kohle etwa o,42 kg Wasserdampfzusatz benötigt.
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Das gekühlte Generatorgas von etwa 30° enthält 0,035 kg Wasserdampf,
also 0,14 kg Wasserdampf pro kg Kohle. Ausgeschieden wird die in der Vorkühlung
aufgenommene, zusammen mit der enthaltenen Wassermenge von 0,42o kg H20;nms oder
r,68 kg H,O/kg Kohle, vermindert um o,14 kg, also 1,54 kg H20jkg Kohle. Für die
Windsättigung werden davon verbraucht 0,q.25 kg, so daß also hinter dem Röhrenkühler
noch i,r5 kg anfallen. Da in der Vorkühlung schon i,48 kg Wasser pro kg Kohle verdampfen
müssen, so sind also noch o,265 kg Wasser pro kg Kohle an Frischwasser bzw. sonstige
Abwässer dem Kreislauf zuzusetzen.