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Verfahren zum vollständigen Vergasen von Kohle. Den Gegenstand der
Erfindung bildet ein Verfahren zum vollständigen Vergasen von Kohle, bei welchem
bituminöse oder andere verhältnismäßig hochflüchtige Kohle so vollständig vergast
wird, daß als Rückstand nur Asche verbleibt.
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Nach den bekannten Verfahren zum Vergasen von Kohle wird diese einer
Temperatur unterworfen, welche hoch genug ist, um alle flüchtigen Bestandteile auszutreiben.
Bei diesen Verfahren verbleibt Koks als Rückstand, welcher aus Kohlenstoff, der
sich nicht schnell genug in Gas verwandelt hat, und Silizium- oder anderen nicht
verbrennbaren Bestandteilen besteht.
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Es ist wohl bekannt, daß durch Einführung von Dampf oder Wasserdampf
über zu Weißglut erhitzte Koksmengen das `Wasser zersetzt wird und der Sauerstoff
sich mit dem Kohlenstoff des Kokses zu Kohlenoxyd verbindet. Bei der bisherigen
Ausführung dieses Verfahrens fand ein abwechselndes Erhitzen des Kokses zu Weißglut
und ein Einführen des Dampfes oder Wasserdampfes statt, da der eingeführte Wasserdampf
den Koks stets abkühlte und eine ZVied-jrerhitzung erforderlich machte.
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Gemäß dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird in einer
Retorte und in kontinuierlicher Weise das Austreiben sämtlicher flüchtigen Bestandteile
und die Bildung von Koks sowie die Verbindung von Sauerstoff mit dem Kohlenstoff
des Kokses zu Kohlenoxyd oder anderem brennbaren Gas bewirkt, wobei die Verbindung
zwischen Sauerstoff und dem Kohlenstoff des Kokses in einem solchen Ausmaße stattfindet,
daß der Kohlenstoff des Kokses vollständig verbraucht wird, so daß als Asche nur
die Silizium- oder anderen erdigen Bestandteile der Kohle verbleiben.
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Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
beispielsweise dargestellt.
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i bezeichnet eine senkrechte Retorte von beträchtlicher Länge, welche
in einem Gehäuse -;, von welchem sie durch auf der Innenseite des Gehäuses angeordnete
Ringrippen ¢ in einem geeigneten Abstand gehalten wird, untergebracht ist. Diese
Ringrippen stehen in senkrechter Richtung in solchem Abstande voneinander, daß sie
eine Reihe von Ringkammern 5 bilden, von welchen in jede eine Zweigleitung 6 einer
geeigneten Gaszuleitung führt. Um jede Gaszweigleitung ist eine Luftzuführungsleitung
8 angeordnet, welche ein geeignetes Ventil zur Regelung der Luftzufuhr besitzt.
Jede der Gaszuleitungen ist mit einem Regulierventil 9 versehen. Auf diese Weise
wird jede Kammer 5 getrennt erhitzt, und zwar durch einen Brenner, welcher für sich
geregelt werden kann. Um einen Abzug der Verbrennungsgase aus den Kammern 5 zu ermöglichen,
sind die Ringrippen bei i i mit Ausschnitten versehen.
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Durch die Anordnung der Brenner in der vorbeschriebenen Weise kann
die der Retorte
zugeführte Hitze in verschiedenen Zonen so reguliert
werden, daß das zu erhitzende Material, wie nachstehend noch eingehend beschrieben,
in der oberen Zone der Retorte einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur und in
der unteren Zone der Retorte einer verhältnismäßig hohen Temperatur ausgesetzt wird.
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An das obere Ende der Retorte ist eine von einem Gebläse 13 kommende
Leitung 12 angeschlossen. An das untere Ende der Retorte ist ein Rohr 14. angeschlossen,
welches zu der Schlange 15 eines Kondensators führt, von der ein Rohr 16 zu einem
in seinem Boden mit einem Auslaßhahn 18 versehenen Behälter 1 7 führt. Von diesem
Behälter 17 führt eine Leituni ig zu dem Gebläse 13.
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Von dem Behälter 17 führt außerdem eine Leitung 2o zu dem Reiniger
21 von bekannter Konstruktion. Von dem unteren Ende dieses Reinigers führt eine
Leitung 22 zu einem Gasvorratsbehälter 23 von bekannter Konstruktion.
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Bei der Ausführung des Verfahrens -wird die Kohle in das obere Ende
der Retorte eingeführt und geht infolge ihres Gewichtes durch die obere Zone der
Retorte nach unten. Die obere Zone der Retorte ist so erhitzt, daß die Kohle auf
eine Temperatur von ungefähr 8oo"C gebracht wird, bei welcher die flüchtigen Bestandteile
frei werden. Diese werden durch die Wirkung des Gebläses 13 durch die hocherhitzte
untere Zone, in welcher eine Temperatur von 16oo° C aufrechterhalten wird, gezogen.
Beim Durchgang durch diese untere Zone werden die in der oberen Zone ausgetriebenen
kondensierbaren flüchtigen Produkte so zersetzt (cracked), daß sie in einem beträchtlichen
Maße permanente Gase bilden. Die so gebildeten Gase werden mit den kondensierbaren
Dämpfen, welche durch die hohe Hitze der unteren Zone nicht in Gas überführt werden,
durch das Rohr 14 und Kondensator 15 in den Behälter 17 abgezogen, aus welchem ein
Teil der Gase durch die Leitung i 9 von dem Gebläse 13 abgezogen und in das obere
Ende der Retorte durch die Leitung 12 hineingetrieben wird.
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Wenn die Kohle, nachdem sie der Hitze der oberen Zone unterworfen
worden ist, nach unten geht und in die Mitte der unteren Zone anlangt, treibt die
steigende Hitze alle flüchtigen Bestandteile aus und läßt nur die nicht flüchtigen
Bestandteile in Form von Koks in einem Zustande der Weißglut zurück. Wenn dieser
weißglühende Koks noch weiter nach unten geht, wird er der vollen Hitze der unteren
Zone ausgesetzt, wodurch er noch höher erhitzt- wird. Die von der oberen Zone der
Retorte durch die Wirkung des Gebläses 13 nach unten gezogenen Gase führen eine
größere oder geringere Menge Wasserdampf mit sich, und wenn dieser Wasserdampf in
Berührung mit dem hoch erhitzten Koks kommt, wird Wassergas gebildet, und zu gleicher
Zeit verbinden sich alle von dem Gasstrom mitgeführten öldämpfe mit dem Wassergas
und mit dem Kohlenstoff des Kokses, so daß von dem Koks lediglich die Asche übrigbleibt.
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Die Hauptmenge des in der Retorte erzeugten und durch den Kondensator
15 in den Behälter 1 7 geführten Gases geht durch das Rohr 2o in den Skrubber 21,
von welchem es zu dem Vorratsbehälter 23 geht.
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Der nach unten gehende Gasstrom in der Retorte führt die verdampfbaren
flüchtigen Bestandteile von öligem oder teerigem Charakter mit sich, welche, wenn
sie vor dem Durchgang durch die hocherhitzte untere Zone abgezogen würden,-kondensierten.
Die Dämpfe werden mit dem in Weißglut befindlichen Koks in der unteren Zone zusammengebracht
und zersetzt, so daß sie permanente Gase bilden, wobei sie sich in größerer oder
geringerer Menge mit dem Kohlenstoff des weißglühe@nden Kokses verbinden, so daß
die Menge an in den abgezogenen Gasen enthaltenen kondensierbaren Dämpfen verhältnismäßig
gering ist. Was an kondensierbaren Dämpfen von den Gasen mitgeführt wird, wird in
den Kondensator 15 niedergeschlagen und wird vom Boden des Behälters 17 durch den
Hahn 18 abgezogen.
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Der Gasstrom, der nach unten durch die Charge hindurchgeht, verteilt
die Hitze gleichmäßig, und durch die Geschwindigkeit- seiner Bewegung führt er die
flüchtigen Bestandteile, wenn sie durch die Hitze ausgetrieben werden, fort, so
daß ein Schwelen der Kohle, welches sonst stattfinden würde, verhindert wird. Hierdurch
wird es ermöglicht, hochflüchtige Kohle, z. B. Cannelkohle, für die Gasherstellung
zu verwenden, welche bisher infolge ihrer Tendenz, zu schwelen, bei den bekannten
Gasherstellungsverfahren keine Verwendung finden konnten.
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Wenn dies gewünscht oder für notwendig befunden wird, kann dem Gasstrom,
welcher in das obere Ende der Retorte eingeführt wird, um eilte genügende Menge
Sauerstoff zur Verbindung mit dem Kohlepstoff des Kokses 'zu erhalteln, Wasser oder
Wasserdampf beigemischt werden.
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Bei der gezeigten Ausführungsform der Anlage wird die Kohle durch
einen Fülltrichter 25 zugeführt, welcher genügend hoch über der Retorte angeordnet
ist, daß eine genügende Kohlenschicht die Retorte nach oben abschließt. In demselben
Maße wie die Kohle in Gas verwandelt wird, mit Ausnahme der
:Xsche,
«-elche am unteren Ende der Retorte abgezogen wird, wird entsprechend neue hohle
-zugeführt, und diese Kohle enthält gewöhnlich genügend Feuchtigkeit zur Erzeugung
des notwendigen Wasserdampfes.