DE3515C - Apparat zur Herstellung von Wassergas zu Leucht- und Heizzwecken - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die zur Erzeugung der Gase dienenden Generatoren sind auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι, Blatt I, einen Vertioalschnitt des Apparates;
¹ Fig. 2 einen Grundrifs;

Fig. 3 und 4 eine Modification desselben Apparates in gleichen Ansichten.

Der Apparat bezweckt die Erzeugung von Heizgasen; A ist der Gasgenerator, welcher aus einem Mantel B von Eisenblech oder anderem passenden Material hergestellt und mit feuerfesten Ziegeln C oder anderen feuerbeständigen Materialien ausgefüttert ist; der Raum zwischen Mantel und Ausfütterung wird mit schlechten Wärmeleitern ausgefüllt.

Unterhalb des Rostes E befindet sich der Aschraum D, in welchen die Rohre F und G münden, das erste behufs Einführung von Dampf, der vortheilhaft stark überhitzt ist., das andere für erhitzte Gebläseluft.

Die Decke des Generators wird durch den umgekehrten Trichter O¹ geschlossen, der das Innere des Generators von der eisernen Füllkammer trennt, deren Oeffnung durch den Deckel / verschlossen werden kann.

Nahe am Boden des Generators befindet sich eine dicht zu verschliefsende Oeffnung, welche gestattet, nach dem Aschraum D und der Heizkammer des Generators zu gelangen, um nach Entfernung der Roststäbe die Ausfütterung des Generators auszubessern und die Roststäbe in Ordnung zu bringen.

Vom oberen Ende des Generators führt ein Rohr K, welches an den Biegungen behufs Reinigung mit dicht verschliefsbaren Oeffnungen α versehen ist, in die Kammer T des Schachtes L.

Letztere besteht wie der Generator aus einem .Eisenblechmantel V, welcher mit feuerfesten Ziegeln oder anderem passenden feuerbeständigen Material U ausgefüttert ist. Der innere Raum wird mit locker gebrannten feuerfesten Steinen oder anderem passenden feuerbeständigen Material ausgefüllt, welches auf dem die Verbrennungskammer T von jenem Raum trennenden durchlöcherten Gewölbe T¹ ruht; aufser dem Rohr K mündet noch ein Rohr S in die Kammer T behufs Einführung passend erhitzter Gebläseluft.

In der Decke des Schachtes ist die Oeffnung / angebracht, welche nach dem Schornstein führt, in dem sich ein Winderhitzer N befindet. Letzterer besteht aus einem Mantel von Eisenblech mit den Böden O ΐ>, welche durch Rohre mit einander verbunden sind. Die Gebläseluft tritt bei P ein, umgiebt die Rohre, durch welche die Verbrennungsgase abziehen, verläfst den Erhitzer in stark erwärmtem Zustande und gelangt durch die Rohre RGSm den Raum D des Generators A und die Verbrennungskammer T des Schachtes L, um in letzterem die Verbrennung zu unterstützen.

Die obere Oeffnung I ist durch ein Ventil M abgeschlossen, welches passend belastet ist und in eine Flüssigkeit taucht.

Das Ventil wird automatisch gehoben, um die Gase entweichen zu lassen, wenn die Spannung derselben im Raum L zu hoch werden sollte.

Anstatt dieses Ventils kann auch jedes andere Sicherheitsventil angewendet werden. Das Ventil ist von aufsen mittelst der Thür O² zugänglich und wird durch eine Kette mit Gegengewicht oder auf sonstige Weise ausbalancirt.

Das Rohr W führt die Gase nach dem verticalen Röhrenkessel X, welcher oben und unten mit Kammern Y und Z versehen ist. Durch das Rohr Q gelangen die abgekühlten Gase nach einem Reservoir.

Soll der Apparat in Betrieb gesetzt werden, so wird auf dem Rost E des Generators A Feuer gemacht und das Ventil M des Schachtes L gehoben, so dafs die Verbrennungsgase durch die Rohre des Winderhitzers N in den Schornstein entweichen können.

In den Generator A bringt man alsdann irgend ein festes kohlenstoffhaltiges Material, z. B. Anthracit, bituminöse Kohle oder Koks, Holz, feingeschnittenes Stroh, Kohlenstaub, Asphalt u. s. w. Unterdessen wird mittelst eines Ventilators oder eines anderen Gebläses Wind durch das Rohr P und den Erhitzer N unter dem Rost E und in die Verbrennungskammer T befördert, der auf dem Rost E eine mäfsige Verbrennung einleiten wird.

Hat das Brennmaterial in dem Generator A eine ziemliche Temperaturhöhe erreicht und befindet sich dasselbe in weifsglühendem Zustande, so wird die in den unteren Schichten des Generators durch die Verbindung des Sauerstoffs mit Kohlenstoff entstandene Kohlensäure die hohe weifsglühende Brennstoffschicht durchströmen, Kohlenstoff aufnehmen und so in Kohlenoxyd verwandelt werden.

Dieses leicht entzündbare Gas gelangt in Verbindung mit dem Schwefel der Kohle und anderen durch die Hitze ausgetriebenen Unreinigkeiten durch das Rohr K in die Verbrennungskammer T.

Zugleich strömt durch das Rohr S womöglich erhitzte Luft in die letztere und es entsteht eine intensive Verbrennung; die heifsen Gase gelangen durch das Gewölbe Τ^λ in den Raum L und erhitzen die in letzterem enthaltenen feuerfesten Ziegel bis zur Roth- oder Weifsglut.

Die dem Raum L entströmenden Verbrennungsgase erhitzen zugleich die Gebläseluft in dem Erhitzer N und befördern dadurch indirect die Verbrennung.

Nachdem das Brennmaterial in dem Generator A, sowie die Ziegel in L durch und durch Weifsgluthitze erreicht haben, wird der Zutritt der Luft in den Raum D und in die Verbrennungskammer T abgesperrt, sowie das Ventil M geschlossen und das Ventil des Rohres W geöffnet. Zugleich läfst man aus dem Kessel X womöglich überhitzten Dampf in den Raum D strömen, welcher durch den weifsglühenden Inhalt des Generators A streicht und in Berührung mit demselben sich in Wasserstoff und Kohlenoxyd zersetzt, welche Gase zusammen durch das Rohr K in die Verbrennungskammer T und durch den Inhalt des Schachtes L strömen. Aus letzterem gelangen sie mittelst des Rohres W in die Kammer Y des Kessels X, durchstreichen die Rohre desselben und unterstützen zugleich die Dampferzeugung und das Ueberhitzen des Dampfes in demselben. Die hinreichend abgekühlten Gase verlassen den Kessel durch das Rohr Q. und werden nach einem Reservoir geführt, um von dort aus verbraucht zu werden. Nach einiger Zeit wird die Hitze in dem Generator A und dem Schacht L so abgenommen haben, dafs bei der Zersetzung Kohlensäure entsteht, was man mittelst einer der bekannten Methoden prüfen kann, indem man dem Rohre W mittelst eines kleinen Hahnes etwas Gas entnimmt.

Ist eine Erhitzung des Brennmaferials im Generator nothwendig geworden, so mufs man zunächst den Deckel I öffnen und den Trichter O¹ senken, so dafs die in dem Generator und dem Schacht L enthaltenen Gase (Wasserstoff und Kohlenoxydgas) ausströmen und verbrennen können, damit keine Explosionen entstehen, wenn wiederum Luft in den ersteren geleitet wird. Der Dampfzuflufs wird dann abgesperrt, das Ventil M geöffnet und Luft in den Generator und die Verbrennungskammer T geleitet, wie vorhin beschrieben. Es genügen jetzt einige Minuten, um beide Kammern genügend zu erhitzen, worauf wieder eine grofse Menge Gas, wie vorhin beschrieben, erzeugt werden kann.

Besitzt der Dampf eine niedrigere Temperatur als die glühende Masse im Generator, so ist es vorteilhafter, ihn oberhalb des Rostes E einzuführem, um ein Auslöschen des Brennmaterials zu vermeiden, was stattfinden könnte, wenn der Dampf unterhalb des Rostes einströmt.

Das Brennmaterial wird aus der Füllkammer H mittelst des Trichters O¹ -in den Generator eingeführt, jedoch kann derselbe auch fortfallen und der Deckel / an dem Generator angebracht sein.

Fig. 3 und 4 stellen eine Modification des vorbeschriebenen Apparates dar, die mit einer Vorrichtung zum Ueberhitzen des Dampfes ausgestattet ist.

Der Apparat besteht aus dem Ueberhitzer L\ welcher in gleicher Weise wie der Schacht L eingerichtet und mit einer Verbrennungskammer T^a in seinem unteren Theile und der Oeffnung J¹ nebst Ventil M¹ versehen ist. Die Verbrennungsgase gelangen aus dem Generator A mittelst der Rohre K¹K^ in den Schacht L und den Ueberhitzer ΖΛ Sobald das feuerfeste Material in L und dem Ueberhitzer L¹ in Weifsgluthitze versetzt ist, wird das Ventil des Rohres K², sowie das Ventil M¹

geschlossen und durch das Rohr E¹ in den Ueberhitzer L¹ Dampf eingelassen.

Derselbe passirt das weifsglühende Material, gelangt in die Verbrennungskammer T"³, aus dieser durch Rohr E¹ in den Generator A und wird in demselben, wie vorhin beschrieben, zersetzt.

Soll das Gas in Wohnungen oder Gebäuden verwendet werden, so kann man ein kleines Quantum Kohlenwasserstoff in den Generator A einführen, so dafs man das Gas am Geruch erkennen kann, falls es an undichten Stellen der Leitungen ausströmen sollte.

Fig. 5 und 6, Blatt II, zeigen einen Apparat zur Erzeugung von Leuchtgas.

Derselbe ist genau so wie der vorhin beschriebene eingerichtet, ist jedoch aufserdem noch mit folgenden Einrichtungen versehen:

Das Reservoir P¹ dient zur Aufnahme von Petroleum oder einem anderen Kohlenwasserstofföl, welches durch die Pumpe O² in das höher gelegene Reservoir P² befördert wird. Aus dem letzteren führt ein Rohr I¹ in den Generator A, nachdem dasselbe zuvor ainen Wassersack gebildet hat, um zu verhüten, dafs Gas aus dem Generator entweicht oder die Flamme sich dem Petroleum etc. mittheilt. Anstatt eines Rohres kann man vortheilhafter zwei oder mehrere anwenden, welche an verschiedenen Stellen des Generators einmünden, damit das OeI gleichmä'fsig vertheilt wird; das Rohr Q leitet die Gase in den Waschapparat A¹ mit geneigter Scheidewand H¹, welche auf ihrer unteren Seite mehr oder weniger rauh sein und nach Belieben benutzt werden kann.

B¹ leitet das Gas in den Scrubber C, welcher in der üblichen Weise mit Koks oder anderem passenden Material angefüllt ist.

Aus dem Scrubber gelangt das Gas mittelst Rohres D¹ in den Gasometer E¹ oder nach einem anderen Aufbewahrungsort etc.

G¹ ist ein Behälter zur Aufnahme der condensirten OeIe bezw. Theers, der sich eventuell in dem Waschapparat A¹ aufgesammelt hat. Der Apparat wird genau wie der vorhin beschriebene in Betrieb gesetzt und, sobald das Brennmaterial in dem Generator und das feuerbeständige Material in Weifsglut versetzt ist, wird Dampf in den Generator A und gleichzeitig in das Reservoir P² OeI in- bestimmter Menge gelassen, welches durch das doppelt gebogene Rohr /' in den Generator A gelangt.

Die flüssigen Kohlenwasserstoffe werden hier unmittelbar in einen dicken Dampf verflüchtigt, vermischen sich zugleich mit dem stark erhitzten Wasserstoff auf das innigste, ehe derselbe Zeit hat, sich abzukühlen; derselbe durchdringt jedes Theilchen des verflüchtigten Kohlenwasserstoffs, was bei der intensiven Hitze zur Folge hat, dafs jedes Theilchen oder Kügelchen zertheilt, getrennt und zugleich so gleichmäfsig mit einer gewissen Menge Wasserstoff umgeben wird, dafs die Kohlenpartikelchen nicht mehr in Berührung mit einander kommen können und vollständig uncondensirbar sind, was durch zahlreiche Versuche und langjährige Erfahrung erwiesen ist.

Dieses Gasgemisch gelangt durch das Rohr K in die untere Kammer des Schachtes L, durchdringt das stark erhitzte feuerbeständige Material, woselbst jedes Gastheilchen in Berührung mit demselben kommt und durch und durch fixirt wird.

Die Gase werden ia ihrem stark erhitzten Zustande durch das Rohr W fortgeführt und gelangen in die obere Kammer J des Kessels X, strömen durch die Rohre und geben einen Theil ihrer Wärme behufs Erzeugung von Dampf und üeberhitzen desselben ab. Sie verlassen die Rohre beträchtlich abgekühlt und gelangen durch Rohr Q. in den Waschapparat A\ woselbst sie unter Wasser und unterhalb eines Bleches H¹ ausströmen und Rufs, Schmutz und andere Unreinigkeiten zurücklassen. Rohr B¹ führt die so gereinigten Gase in den Scrubber C¹ durch Rohr D¹ in den Gasometer Eⁱ oder nach irgend einem anderen Behälter.

So lange man Gas, wie vorhin beschrieben, erzeugt, kann man mittelst Probebrenner bequem die Qualität oder Lichstärke desselben prüfen und hiernach den Gehalt an Kohlenstoff oder Wasserstoff reguliren, indem mad mehr, oder weniger Dampf und Kohlenwasserstofföl in den Generator A einführt.

Nachdem eine grofse Menge Gas erzeugt Und angesammelt ist, wird die Temperatür sowohl im Generator A als im Schacht L derartig gesunken sein, dafs der Dampf nicht mehr zersetzt wird, obgleich der Inhalt des Generators und Schachtes noch dunkel rothglühend ist; die Nichtzersetzung des Dampfes zeigt sich durch Bildung von Kohlensäure am Probirhahn, nachdem vorher die rufsende Flamme am Probebrenner schon das Fehlen des Wasserstoffes angedeutet hat.

Ein derartiges Gas ist bekannt unter dem Namen Petroleumgas; es verdichtet sich schnell, wenn es nicht mit einer gewissen Menge Wasserstoffgas, wie oben beschrieben, vermengt ist.

Soll das Brennmaterial im Generator A und feuerbeständige Material im Schacht L wieder auf den nöthigen Wärmegrad gebracht werden, so wird Dampf und Oelzuflufs abgesperrt, sowie die Ventile 7 und O¹ geöffnet, so dafs die Gase in dem Generator 4 und Schacht L verbrennen können und somit einer Explosion vorgebeugt wird.

Hierauf wird, wenn nothwendig, Brennmaterial in den Generator A eingeführt und das Ventil O¹ geschlossen, Luft unter den Rost E und in die Kammer T geprefst und wie vorhin beschrieben verfahren. Nachdem das Material im Generator A und Schacht L

Claims (1)

1. weifsglühend geworden ist, beginnt wieder die Erzeugung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoff, was in der Regel nach Verlauf einiger Minuten erfolgen kann.

   Wird ein beständiger Gasstrom verlangt, so wende ich zwei oder mehrere Systeme von Generatoren an, je nach Erfordernifs.

   Die erzeugten Gase können einen gemeinschaftlichen Kessel passiren und mit einem gemeinschaftlichen Erhitzer η versehen sein.

   Anstatt OeIe in dem oben beschriebenen Procefs zu verwenden, kann man sich auch anderer Substanzen bedienen, welche flüchtige Kohlenwasserstoffe enthalten, als z. B. bituminöse Kohle, Harz, Baumwollensamen, gewöhnliche Kohle, Theer, Asphalt, Fette jeder Art, Rückstände aus Oelraffinerien u. s. w.

   ■Benutzt man jedoch diese festen Stoffe, so mufs man Sorge tragen, dafs dieselben gleichmä'fsig über die Oberfläche des Brennmaterials in dem Generator derart ausgebreitet werden, dafs die dem ersten entströmenden heifsen Gase in innige Berührung mit den obigen Stoffen kommen und die Verflüchtigung begünstigen.

   Benutzt man bituminöse Kohle, so wird es vortheilhaft sein, etwas flüchtiges Kohlenwasserstofföl dem vom Wasserdampf erzeugten Wasserstoff hinzuzufügen."

   Werden unreine Kohlen benutzt, so sind die gebräuchlichen Reinigungsapparate nöthig. Wird jedoch Petroleum oder andere Kohlenwasserstoffe angewendet, so fallen diese Vorrichtungen fort. Der Hauptvortheil, welcher durch die beschriebene Fabrikation erreicht wird, besteht darin, dafs die Zersetzung der Gase in dem stark erhitzten Schacht L begünstigt wird.

   Fig. 7 und 8, Blatt III, zeigen den mit einem Dampfüberhitzer ausgerüsteten Apparat, welcher der Hauptsache nach wie in Fig. 3 und 4 eingerichtet ist. Wenn das stark erhitzte Material in dem Ueberhitzer feuerbeständig ist und sich nicht oxydirt, wird der Dampf ebenfalls frei von Oxyd bleiben und in bekannter Weise in manchen Fällen für industrielle Zwecke Anwendung finden können.

   Die in sämmtlichen Figuren gezeichneten Apparate können erfolgreich ohne Kessel X und Ueberhitzer N verwendet werden, indem der Dampf in einem besonderen Kessel erzeugt und die Luft in einem besonderen Apparat erhitzt wird.

   Der Erhitzer N kann auch statt zum Erwärmen des Windes, wie beschrieben, als Kessel zur Erzeugung von Dampf benutzt und entweder über oder neben dem Schacht L oder dem Ueberhitzer L¹ aufgestellt werden, und die heifsen Verbrennungsproducte können demselben in beliebiger Weise zugeführt werden.

   Für gewisse Fälle kann man auch den Schacht L entbehren und den Dampf direct aus dem Ueberhitzer L¹ in den Generator A leiten, von welchem die Gase direct ■ benutzt werden.

   Soll ein möglichst viel kohlenwasserstoffhaltiges Gas erzeugt werden, so kann der Dampf fortgelassen, das Gas aus Kohlenwasserstoffen allein erzeugt und der Generator mit dem Schacht L benutzt werden.

   Die Construction der Apparate, um oben beschriebene Processe auszuführen, kann verschiedenartig sein, und ist das vorliegende System das einfachste und am leichtesten auszuführen von allen, die wir ersonnen haben.

   Es kann entweder Heiz- oder Leuchtgas benutzt werden, je nachdem das eine oder das andere erzeugt wird, um den Schacht L und den Ueberhitzer nach Wunsch zu erhitzen; auch kann man irgend eine der anderen bekannten Methoden zum Abkühlen und Reinigen der Gase benutzen. Bis jetzt hat man bei der Erzeugung von Wassergas grofse Schwierigkeiten gehabt, um gleichmäfsige Resultate zu erhalten, und zwar infolge der Wärmedifferenzen im Generator, in welchem der continuirlich einströmende Dampf die Temperatur der weifsglühenden Kohle reducirt.

   Nach der hier beschriebenen und angewendeten Methode wird die während der Feuerungsperiode in der Masse des feuerbeständigen Materials angehäufte Wärme beim Eintritt der heifsen Gase in den Generator A nicht sehr reducirt; durch ihre Gleichmäfsigkeit und Intensität dient die feuerbeständige Masse nicht nur dazu, sie vollständig gleichmäfsig zu machen, sondern compensirt auch die unregelmäfsige Thätigkeit des Generators A und schafft ein gleichmäßiges Resultat.

   Bei der Herstellung von Gasen, in welche Kohlenwasserstoff eingeführt wird, entstehen infolge der Ablagerung und Incrustation dieses Elements viele Unannehmlichkeiten und Verluste, indem sich der Kohlenstoff in den Retorten und Verbindungsröhren festsetzt und anhäuft.

   Die innere Construction des Schachtes L, welcher dem Wesen nach aus losem feuerbeständigen Material und aus unregelmäfsigen Oberflächen und Oeffnungen besteht, welche den Gasen den Durchgang gestatten, hält den Rufs und die festen Kohlentheilchen zurück, welche sich in den Spalten und Fugen absetzen; beim Wiederbeginn der Heizperiode verbrennen diese Theilchen jedoch und tragen wesentlich zur Erhitzung des Schachtes L bei, so dafs man auf diese Weise eine wesentliche Verbesserung in der Gaserzeugung erhält.

   Patenτ-Anspruch:

   Die Apparate, wie sie im obigen beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt sind.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.