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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kohlenwassergas im Wechselbetrieb
Die Erzeugung eines hochwertigen Heizgases durch vollständige Vergasung bituminöser
Brennstoffe unter Bildung von Wassergas und Schwelgas in zusammenhängendem Arbeitsgange
und in einer Vorrichtung bietet gegenüber der getrennten Schwelung und Vergasung,
wie z. B. der Erzeugung von Steinkohlengas -und Wassergas in verschiedenen Vorrichtungen,
bedeutende Vorteile. Die Erzeugung eines solchen Mischgases von hohem Heizwert erfolgt
in Gaserzeugern im Wechsel von Heißblase- und Gasungszeiten.
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Bei den bekannten Verfahren wird im allgemeinen die fühlbare Wärme
des erzeugten Wassergases zur Schwelung der Brennstoffe unter Hindurchleiten desselben
durch die Brennstoffschicht benutzt. Dazu wird die fühlbare und gebundene Wärme
der Heißblasegase des Wassergasprozesses noch zur Außenheizung der Brennstoffschicht
verwendet.
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Der Brennstoff wird hierbei in einem hohen Schacht entgast, aus- welchem
er nach unten in den Vergasungsschacht gelangt. Das erzeugte Wassergas strömt von
unten durch die Brennstoffsäule, so daß ein Gegenstrom zwischen dem die Wärme aufnehmenden
Brennstoff und dem die Wärme abgebenden Gase stattfindet und ersterem Wasser, Gas
und Teer bei verschiedenen Temperaturen, also in verschiedenen Höhent schichten,
entzogen werden. Hierdurch gelangdas mit den bei höheren Temperaturen entstandenen
Schwelgasen aus heißen Zonen beladene Wassergas in Zonen niederer Temperatur, wo
es abkühlt. Dabei findet aber leicht eine Wiederkondensation von bereits vergasten
Stoffen statt, die zu Betriebsschwierigkeiten führt.
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Diese Nachteile werden nach der Erfindung durch eine geänderte Gasführung
und Heizung der Brennstoffe im Schwelschacht vermieden.
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Über dem Wassergaserzeuger wird ein Schwelschacht angeordnet, durch
welchen in an sich bekannter Weise das Wassergas derart geleitet wird, daß der Wasserdampf
und die Schwelprodukte unmittelbar aus ihren Entstehungszonen abgeführt werden,
so daß sich die verschiedenen Produkte nicht innerhalb der Brennstoffschicht vermischen
können. -Da die Schwelgase bei verschiedenen Temperaturen in verschiedenen Höhen
des Schachtes entstehen und abgeleitet werden, so findet mithin im Schwelschacht
eine fraktionierte Destillation statt. Das Wassergas wird, auf die Höhe des Schachtes
verteilt, in der Hauptsache quer, im unteren Teile auch senkrecht, durch denselben
geleitet. Die fühlbare Wärme des Wassergases wird hierbei zur Anwärmung des Brennstoffes,
zur Entwässerung und zur Schwelung benutzt.
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Zur gesamten Durchführung der Entwässerung und Schwelung genügt vielfach
die fühlbare Wärme des Wassergases nicht und wird die fühlbare und gebundene Wärme
des Heißblasegases mit hinzugenommen, wobei dieses Gas zurAußenheizung der Brennstoffschicht
benutzt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel Abb. z bis 3 für das
Verfahren dargestellt. Der
Schwelschacht i ist über dem Vergasungsschacht
2 angeordnet und von dem Ringraum 3 umgeben. Dieser ist in vier Abteilungen eingeteilt,
und zwar, wie aus Abb. 2 ersichtlich, Was -sergaseintrittskanalq., Kohlenwassergasaustrittskanal
5 und Blasegaskanäle 6 und 7. Die Wandungen zwischen den Gaskanälen q. und 5 und
dem Schwelschacbt i erhalten Öffnungen 8, durch welche das Wassergas in den Schwelschacht
ein- bzw. austritt.
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Der Austrittskanal 5 ist nach unten zu durch eine Zwischenwand g abgeschlossen,
und oben erhält er einen Abgang io mit Ventil ii. An Stelle des Ventils ii können
auch sonstige Abschlußvorrichtungen treten. Die Wände zwischen den Kanälen für das
Heißblasegas 6 und 7 und dem Schwelschacht i sind dicht. Beide Kanäle münden oben
in Blasegasauslässe 12 und 13 mit Verschlüssen, welche das Blasegas ins Freie
oder nach anderen Verwendungsstellen, wie z. B. Abwärmekesseln oder Überhitzern,
führen. Die Kanäle 6 und 7 können im oberen Teile auch zusammengeführt werden, wie
es aus Abb. i ersichtlich ist, in einen Kanal 1q. mit Abgang 15 und Verschluß 16.
Das im unteren Schacht erzeugte Wassergas steigt nach oben in den Kanal ¢ und tritt
auf die Höhe des Schwelschachtes verteilt in denselben ein, trägt zur Sehwelung
des Brennstoffes durch die zugeführte Wärme bei und tritt mit den Schwelgasen beladen
in den Ausgangskanal 5. Die in den verschiedenenHöhenschichtenentstehendenSchwelgase
werden also unmittelbar aus diesen Schichten abgeführt.
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Das Wassergas wird den Anforderungen des Brennstoffes für bestimmten
Feuchtigkeits- und Bitumengehalt entsprechend auf die Brennstoffsäule verteilt.
Für verschiedenen Brennstoff können die Eintrittsöffnungen in den Schwelschacht
regelbar eingerichtet werden.
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Hierfür sind z.B.Türeni7undi8inderAußenwand des Kanals q. anwendbar,
durch welche -man die Eintrittsöffnungen mehr oder weniger zusetzen kann. An Stelle
eines einfachen Zusetzens dieser Öffnungen können mechanisch regelbare Verschlüsse
eingebaut werden. In derselben Weise lassen sich auch die Austrittskanäle regelbar
einrichten. Der Schwelschacht kann zweckmäßig eine kegelige, nach unten zu erweiterte
Form erhalten, wodurch der Brennstoff besser rutscht. Die kegelige Form des Schachtes
weist einen nach oben zu verringerten Durchgangsquerschnitt auf, was einen Ausgleich
gegen den im oberen Schachtteil fester zusammenliegenden Brennstoff mit größerem
Durchgangswiderstand ergibt.
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Die Abwärme der Heißblasegase wirkt von außen durch die Wandung auf
den Brennstoff ein. Um hierbei eine möglichst günstige Wärmeübertragung zu erzielen,
ist es zweckmäßig, den Querschnitt des Schachtes rechteckig oder oval auszuführen,
wobei die Außenbeheizung durch die Längsseiten auf eine weniger tiefe Brennstoffschicht
erfolgt.
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Die Heißblasegase werden durch Zuführung von Luft verbrannt mit Anordnung
der Luftdüsen am Umfang des Schachtes.
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Das vorgeschriebene Verfahren ermöglicht durch die Abführung der Schwelgase
aus Zonen mit verschiedenen Temperaturen die Bildung und Erhaltung von Tieftemperaturteer.
Um ein Vermischen der mit verschiedenen Temperaturen entweichenden Gase zu vermeiden,
können auch mehrere Gasabgänge angeordnet werden.
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Die bauliche Ausführung zur Durchführung des Verfahrens kann verschieden
sein und ist die in den Abbildungen dargestellte Ausführung nur als Beispiel anzusehen.
Der Abzugskanal kann z. B. in die Mitte der Brennstoffschicht gelegt werden und
der Eintrittskanal außen um den Schacht herum (s. Abb. q.).
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Eine andere Ausführung stellt eine Trennung der Heizung durch Blasegas
und Wassergas, wie in Abb. 5 dargestellt ist, derart dar, daß der obere Teil des
Schwelschachtes nur von Blasegasen umspült wird und in erster Linie eine Vorwärmung
und Entwässerung des Brennstoffes bewirkt und der darunterliegende Teil des Schachtes
dann von Wassergas, wie vorher beschrieben, durch Innenheizung entgast wird. Hierbei
kann das Blasegas durch eine außen angeordnete Leitung nach oben geführt werden
wie nach Abb. 5 oder durch innenliegende Kanäle.
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Das Verfahren ist für die verschiedensten bituminösen Brennstoffe
anwendbar, insbesondere auch für wasserreiche, bei welchen eine getrennte Abführung
von Wasserdampf aus der Entwässerungszone erfolgen kann.