148913. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kénszennyezéseket tartalmazó gázok szénhidrogéntartalmának termikus úton történő elbontására
2 148.913 02 (vagy levegő) sem vízgőz adagolására nincs szükség, sőt az alábbi kísérletek szerint ezek jelenléte egyenesen károshatású. Kísérlet sorszáma Oxigénadagolás Nm3 /Nm 3 Vízgőzadagolás g/Nm3 co2 tf.% H2 S tf.% CO tf.% H2 tf.% CH4 tf.% N2 tf.% A kísérleteknél a gázt 1250 C° hőmérsékleten kb. 10 mp tartózkodási idő mellett samott-törmelékkel töltött laboratóriumi csőreaktorban kezeltük. 1 2 3 4 Eredeti oxigenerátorgáz 0,03 — 0,03 — 130 130 — — Gázösszetétel 9,0 7,6 6,7 5,7 11,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 33,9 35,2 40,1 39,0 31,0 35.0 35,2 31,0 34,0 32,0 1,7 1,4 0,7 0,3 4,5 19,4 19,6 20,5 20,0 20,5 Látható, hogy a szénhidrogének átalakulása vízgőz jelenlétében (1. és 2. kísérlet) kisebb lesz, 02 jelenlétében (1. és 3. kísérlet) a gáz H2 -tartalma elégés folytán csökken, míg a CH4-tartalom — mindaddig, míg könnyebben, éghető H2 is van jelen — kevésbé csökken. Emellett a hidrogén elégése folytán képződő vízgőz fokozza az említett hátrányos vízgőzhatást. Gázosító közeg adagolás nélkül tehát (4. kísérlet) az adott gáztípusoknál a konverziót alacsonyabb hőmérsékleten, illetve ugyanolyan hőmérsékleten jobb hatásfokkal tudjuk elérni. Ez lényeges műszaki haladást jelent, mert egyrészt csökkenti az eljárás költségeit, másrészt lehetővé teszi az alkalmazott berendezés egyszerűsítését. Külön elgázosító közeg nélkül végzett kísérleteink kedvező tapasztalatait annak tulajdonítjuk, hogy katalizátor nélkül az (1) reakció mellett részben a CH4 = C + 2 H 2 (2) reakció szerint intermedierként karbon is képződik, amely tovább reagál. A továbbiajk folyamán C + C02 = 2 CO (3) a reakció gyorsabb lefolyású, mint a C + H2 0 = CO + H2 (4) reakció. E reakciómechanizmust alátámasztják kísérleteink, melyeik szerint nagyobb mértékű konvertálást tapasztaltunk sarnott törmelékkel töltött csőreaktorban, mint üres reakortérben. Ez irányú kísérleteink esetén a bontást 950 C° hőmérsékleten 13 mp-es tartózkodási idő mellett a) esetben üres csőreaktorban b) esetben sarnott-törmelékkel töltött csőreaktorban végeztük. Eredeti gáz 24,0 4,7 9,0 13,3 28,5 9,5 11,0 A fentiekből nem kívánjuk azt a következtetést levonni, hogy a vízgőzzel történő szénhidrogénkonvertálás helyett minden esetben előnyösebb a szénsavval történő megbontás, mert egyrészt megfelelő katalizátor esetén a vízgőzös bontás sebessége felfokozható, másrészt neon minden gázféleeég tartalmaz szénsavat és ez nem is áll rendszerint kellő mennyiségben rendelkezésre. Előnyösen alkalmazható azonban ez a megoldás minden olyan esetben, amikor a gáz már önmagában tartalmazza a konverzióhoz szükséges C02 -t és amellett egyéb jellemzői, pl. kéntartalma, a katalitikus konverziót megnehezítik. Példa: 1. 30% nedvesség és 15% hamu tartalmú fás barnakőszenet ipari oxigénnel 45%-ra dúsított kb. 60 C° hármatpontú levegővel forgórostélyos generátorban elgázosítunk. A kapott generátorgázt, melynek összetétele CO 2 H2 S CO H2 CH4 N, 10—12 tf.% kb. 1,0 tf.% 28—32 tf.% 30—34 tf.% 4— 5 tf.% 20—21 tf.% a kátránytalamtás és a víz leválasztását célzó lehűtés után hőkicserélőn át samott rácsozattal töltött reaktorba vezetjük, melynek méretezése a gáz részére az átalakításhoz szükséges 10—15" tartózkodási időt biztosítja. A rácsozatot előzetesen közvetlen gáztüzeléssel 1250—1300° hőmérsékletre hevítjük. Mikor a rácsozat hőmérséklete az endoterm átalakulás folytán 1200° alá süllyed, a gázt az időközben felhevített második reaktorba kapcsoljuk át és a lehűlt első rácsozatot közvetlen gázfűtéssel újra felhevítjük. A konvertált gáz, valamint a füstgáz önmelegét a bontásra kerülő gáz, ill. levegő és hűtőgáz előmelegítésére hasz-Gázösszeté tel co2 tf. •% CnHm tf. •% CO tf. % H2 tf. •% CH4 tf. •% C2 H 6 tf. •% N2 tf. •% Bontott gáz narjuk tel. R 1. Dontas után Kapón gaz össze 1 a) b) az alábbi: 11,2 7,4 co2 tf.% 7- 8% 1,2 0,6 H2 S tf.% kb. 1,0% 23,0 29,0 CO tf.% 36—37% 38,0 44,0 H2 tf.o/ 0 34_36% 14,1 9,6 CH4 tf.% max. 1% rendszerint 0,3 3,5 2,4 N2 tf.% 20—21% 9,0 7,0 -0,7 A folyamat alatt tehát a gáz metántartalma az eredeti 4-^5%-tól 1% alá esik, egyidejűleg a gáz CO2 tartalma is 3—4%-kal csökken. Tehát szintézisgázként — kénhidrogén mentesítés után —• felhasználható.
