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Verfahren und Vorrichtung zur Er-
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zeugung brennbarer Gase Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Erzeugung brennbarer Gase insbesondere aus festen Brennstoffen. Weiterhin bezieht
sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Brennbare Gase werden beispielsweise durch Entgasung und Verkokung
von Steinkohle oder Braunkohle erzeugt. Die Überführung eines Vergasungsstoffes
in brennbare Gase kann auch durch chemische Umsetzung mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen
Gasen bei hohen Temperaturen erfolgen, wobei dieser Vorgang als Vergasung bezeichnet
wird. Die meisten Verfahren der Vergasungstechnik arbeiten nach dem Gegenstromprinzip.
Dabei sinkt der Vergasungsstoff in Abhängigkeit von seiner Vergasung langsam im
Generator von oben nach
während sich das Vergasungsmittel auf seinem
Wege durch den Generator von unten nach oben mit dem Kohlenstoff des Vergasungsstoffs
in brennbare Gase umsetzt, die aus dem oberen Teil des Generators abströmen. Bei
den nach dem Gleichstromprinzip arbeitenden Vergasungsverfahren sind die Richtungen
des Vergasungsstoffs und des Vergasungsmittels gleich.
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Eine Einteilung der Vergasungsverfahren läßt sich auch nach der Art,
in der die zur Vergasung benötigte Wärme zugeführt wird, vornehmen. Autotherme Vergasungsverfahren
zeichnen sich dadurch aus, daß die zum Ablaufenlassen von endothermen Reaktionen
benötigte Wärmemenge durch gleichzeitiges Ablaufenlassen von exothermen Reaktionen
zur Verfügung gestellt wird.
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Bei allothermen Vergasungsverfahren wird die zum Ablaufenlassen von
endothermen Reaktionen benötigte Wärmemenge von außerhalb liegenden Wärmequellen
geliefert. Beim zyklischen Vergasungsverfahren schließlich laufen exotherme und
endotherme Reaktionen nacheinander im Wechsel ab.
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Die meisten dieser bekannten Vergasungsverfahren arbeiten unter atmosphärischem
Druck, einige wenige, wie beispielsweise das Lurgi-Druckvergasungsverfahren, unter
erhöhtem Druck. Je nach dem eingesetzten Vergasungsstoff enthält das erzeugte Brenngas
mehr oder weniger unvergaste und unverkrackte Bestandteile und Begleiter, wie Phenole,
Teere usw.
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Sinkt die Temperatur unter die jeweiligen Kondensations- bzw.
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Siedepunkte, so kondensieren diese Bestandteile. Um diese für das
Brenngas unerwünschten Bestandteile zu entfernen, sind bei den bekannten Verfahren
dem Generator eine Reihe von Vorrichtungen zum Kühlen, Abscheiden, Waschen usw.
nachgeschaltet, die zum einen recht kostenträchtig sind und zum anderen dem erzeugten
Brenngas Prozeßwärme entziehen, was zu einer entsprechenden Wirkungsgradverschlechterung
führt, denn diese Wärme muß an der Brennstelle wieder vom Brenngas geliefert
werden,d.h.
sie wird der chemisch gebundenen Wärmemenge des erzeugten Gases entzogen. Auch beir
Wirbelschicht-Vergasungsverfahren, bei dem sich der feinkörnige Vergasungsstoff
in turbulenter Bewegung befindet, wird. das mit verhältnismäßig hoher Temperatur
austretende brennbare Gas durch eine Reihe dem Generator nachgeschalteter Einrichtungen
geführt und abgekühlt, wobei noch darauf hinzuweisen ist, daß das im Wirbelschichtverfahren
gewonnene Gas einen hohen Staubanteil aufweist, dessen Entfernung weitere kostspielige
Verfahrensschritte und Einrichtungen bedingt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung
darin, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen,
bei dem das brennbare Gas weitgehend wärmeverlustfrei der bzw. den Brennstellen
zur Verfügung gestellt wird, wobei sichergestellt ist, daß im Brenngas enthaltene
unvergaste und unverkrackte Bestandteile, wie Phenole, Teere usw. umweltfreundlich
und ohne Beeinträchtigung des Wirkungsgrades der Verbrennung beseitigt werden. Es
soll also ein Gas mit hohem Wärmegehalt und Wärmeinhalt erzeugt werden. Weiterhin
besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens zu schaffen, die kostengünstig betrieben werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden
Teil des Anspruches 1 angegebenen Verf ahrensmerkmale vorgesehen, wobei noch in
den folgenden Ansprüchen vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht
sind.
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Die Vorrichtung zeichnet sich durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruches 8 angegebenen Gestaltungsmerkmale aus; weitere Merkmale ergeben sich
aus den folgenden Ansprüchen.
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Das nach der Erfindung im Unterdruckverfahren dem Generator oder den
Generatoren entnommene brennbare Gas wird auf hoher
Temperatur gehalten,
so daß es zu keiner Kondensation von Phenolen, Teeren usw. kommt, diese vielmehr
im gasförmigen Aggregatzustand im brennbaren Gas verbleiben. Es wird also im Gegensatz
zu den bekannten Verfahren keine Abkühlung des brennbaren Gases vorgenommen. Das
aus dem Generator abgesaugte Gas wird sodann unmittelbar und mit hoher Temperatur
an die Brennstelle bzw. die Brennstellen geführt, wobei auch die unvergasten und
unverkrackten Bestandteile, wie Phenole, Teere usw. mit hoher Gasgeschwindigkeit
direkt in die Brennstelle geführt werden. Die Absaugung des erzeugten Gases wird
mit einem Hochdruckgebläse bzw. -ventilator vorgenommen, das bzw. der dem Generator
nachgeschaltet ist. Zweckmäßigerweise ist dieses Gebläse in der zur Brennstelle
führenden Gasfortleitung angeordnet.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung sind also keine teuren Einrichtungen
zur Kühlung des brennbaren Gases und zur Abscheidung der unvergasten und unverkrackten
Bestandteile erforderlich; diese werden vielmehr unmittelbar in der Brennstelle
mitverbrannt. Das erzeugte Gas steht an der Brennstelle mit seinem vollen Wärmegehalt
und -inhalt zur Verfügung. Es wird keine Prozeßwärme bis zur Brennstelle entzogen,
so daß ein entsprechend hoher Wirkungsgrad sichergestellt ist.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang
mit der Zeichnung naher erläutert, die als einzige Figur in schematischer Darstellung
einen über eine Gasleitung mit der Brennstelle verbundenen Generator zur Erzeugung
von brennbaren Gasen zeigt.
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In der Zeichnung ist der Generator mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Selbstverständlich können auch mehrere Generatoren 1 vorgesehen sein. Der Generator
1 ist über die Gasfortleitung 2 mit der E~ennstelle 3 verbunden, die innerhalb
eines
Ofens, einer Brennkammer od. dgl., der bzw. die allgemein mit dem Bezugszeichen
4 bezeichnet is , angeordnet ist. In der Gasfortleitung 2 ist zwischen dem Generator
1 und der Brennstelle 3, vorzugsweise im Anschluß an den Generator 1, ein Gebläse
bzw. ein Ventilator 5 vorgesehen, das bzw. der als Hochdruckgebläse ausgebildet
ist. Mit Hilfe dieses Gebläses 5 wird das im Generator 1 erzeugte Brenngas aus dem
Generator 1 gesaugt; im Generator 1 wird also ein Unterdruck gebildet. Das abgesaugte
Brenngas, das verkrackt, teilweise verkrackt oder unverkrackt sein kann, wird im
hohen Temperaturbereich gehalten, also nicht zwischengekühlt, und mit hoher Geschwindigkeit
der Brennstelle 3 - selbstverständlich können auch mehrere Brennstellen 3 vorhanden
sein - zugeführt. Zweckmäßigerweise wird dabei das brennbare Gas auf einer Temperatur
gehalten, die über den Kondensationspunkten der unvergasten und unverkrackten Bestandteile
der brennbaren Gase liegt, so daß diese Bestandteile, nämlich vor allem Phenole,
Teere usw., nach dem Austritt der brennbaren Gase aus dem Generator 1 nicht kondensieren.
Es kann bereits genügen, die Temperatur des abgesaugten Brenngases so hoch zu halten,
daß sie über dem Kondensationspunkt zumindest des oder der am häufigsten auftretenden
unvergasten und unverkrackten Bestandteile liegt. Diese Temperatur liegt etwa zwischen
2500 C bis 3ovo0 C. Die brennbaren Gase werden also mit möglicht hoher Temperatur
dem Generator 1 entnommen und mit dieser hohen Temperatur direkt der Brennstelle
3 zugeführt.
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Die mitgeführten unvergasten und unverkrackten Bestandteile kondensieren
nicht aus, sondern werden direkt der Brennstelle 3 zugeführt, wo sie verbrennen.
Durch die fehlende Zwischenkühlung erfolgt kein Wärmeentzug beim erzeugten Brenngas,
so daß der Wirkungsgrad der Verbrennung entsprechend hoch ist.
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Um die brennbaren Gase nach dem Absaugen aus dem Generator 1 auf hoher
Temperatur zu halten, kann es von Vorteil sein, die Gasfortleitung 2 wie auch das
Hochdruckgebläse 5 zu isolieren, so das eine Wärmeabgabe weitgehend eingeschränkt
und verhindert ist.
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