DE51105C - Verfahren und Apparat zur Herstellung von karburirtem Wassergas für Heiz- und Leuchtzwecke - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei der Erzeugung von Gas im Generator ist es üblich, das OeI zur Anreicherung des Wassergases entweder unmittelbar oberhalb des Feuers oder in den unteren, dem Feuer am nächsten liegenden und infolge dessen am stärksten erhitzten Theil des Regenerators einzuführen. Die Folge hiervon ist, dafs ein grofser Theil des Oeles verbrannt oder in verderblicher Weise zersetzt und verkohlt wird, bevor es gehörig verdampft und mit dem Wassergas verbunden ist, so dafs auf diese Weise ein beträchtlicher Verlust und wesentlich höhere Kosten für die Gewinnung guten Gases verursacht werden.

Diese Uebelstände zu beseitigen, ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, zu deren Ausführung die in Fig. 1 und 2 der Zeichnung im Verticalschnitt dargestellten, unwesentlich von einander verschiedenen Gaserzeuger dienen.

In Fig. ι ist A der in bekannter Weise aus Mauerwerk und Eisenmantel hergestellte Gaserzeuger, welcher -durch das Gewölbe G in den Generator B und den oberhalb desselben angeordneten, aus zwei Kammern bestehenden Regenerator und Mischraum C getheilt wird.

Das Brennmaterial im Generator ruht auf einem Rost L, unter dem sich die durch die waagrechte Wand b' getrennten Kammern y und % befinden, y dient als Aschenfall, während von der Kammer jj aus die Vertheilung der durch die Rohrleitung V zugeführten Verbrennungsluft und des durch Rohrleitung T eingeleiteten Wasserdampfes mit Hülfe der durchlochten Glocken m unter dem Rost stattfindet. Von dieser Kammer \ zweigt die mittelst des Ventiles f abstellbare Rohrleitung F ab, welche zeitweise das im Generator entwickelte und durch die Glocken m in die Kammer \ geleitete Wassergas nach dem oberen Raum des Regenerators C führt. Neben dem eigentlichen Regenerator C ist, durch die hohle Wand H getrennt," die Dampfüberhitzungskammer E angeordnet, durch welche der Wasserdampf zeitweise aus der mittelst des Ventiles f¹ abstellbaren Rohrleitung T¹ in den Generator B gelangt.

Im Fufs des Generators C befinden sich noch die mit dem Generator durch den Kanal g verbundene Kammer M und oberhalb derselben, durch die Wand m^l getrennt, die Verbrennungskammer w, über welcher ein mit durchgehenden Kanälen versehener Bogen c¹ gespannt ist, w.elcher ebenso wie der Bogen c¹ dazu dient, die aus feuerbeständigem Mauerwerk hergestellten und mit entsprechenden Kanälen durchzogenen Glühkörper des Regenerators zu tragen. Auch im Fufs der Ueberhitzungskammer ist eine separate Kammer w angebracht, welche durch den Kanal e mit ersterer, durch den Kanal g¹ mit dem Generator in Verbindung steht und in ähnlicher Weise wie u unter Zuführung von Luft durch die mittelst des Ventiles v¹ abstellbare Rohrleitung V¹ als Verbrennungsraum für die im Generator entwickelten Heizgase dient.

Zur Inbetriebsetzung des Gaserzeugers werden die oberhalb des Regenerators und der Ueberhitzungskammer befindlichen Klappen χ χ¹ geöffnet und, nachdem das durch die Füllöffnung b eingeführte Brennmaterial im Generator entzündet ist, das Gebläse angestellt,

welches die zur Verbrennung erforderliche Luft durch das Rohr V unter den Rost führt, bis ein Theil des Brennmaterials Weifsglut angenommen hat. Die hierbei im Generator entwickelten Gase, welche einen beträchtlichen Gehalt an Kohlenoxydgasen besitzen, werden durch die Kanäle g g^l und die Verbindungsrohre D D¹ bei offenem Ventil d in die Verbrennungskammern u und»» geleitet, wo sie unter Hinzutritt von Luft durch die Rohre F¹ und F² als Flammen brennen. Hierdurch werden sowohl der Regenerator C, welchem erforderlichenfalls wiederholt durch die Rohrleitung F³ Luft zugeführt werden kann, als auch die Ueberhitzungskammer E hochgradig erhitzt, und zwar wird der Grad der Erhitzung bei dem in C eingebauten Mauerwerk allmälig nach oben hin abnehmen. Sobald der Regenerator hinreichend erhitzt ist, werden die Ventile d und χ geschlossen und die Gase aus dem Generator allein der zum Ueberhitzen des Dampfes dienenden Kammer E zugeführt, wo sie als Flammen brennen, bis auch diese Kammer gehörig erwärmt ist. Inzwischen ist das sämmtliche Brennmaterial im Generator weifsglühend geworden, und es wird jetzt auch die Klappe x¹ geschlossen und die Prefsluft abgestellt.

Indem jetzt das Ventil f in der Rohrleitung F geöffnet und durch T¹ Dampf am oberen Ende der Ueberhitzungskammer E eingelassen wird, kann der Dampf hochgradig überhitzt durch die Kanäle e und g in den Generator gelangen, in welchem er beim Durchstreichen des glühenden Brennmaterials zersetzt wird. Das entstandene Wassergas wird dann durch das Rohr F in den oberen Raum des Regenerators geführt und daselbst durch Kohlenwasserstoffdämpfe bereichert, welche aus der Schlange P mittelst einer- entsprechenden Anzahl Düsen ρ in die Kammer C eingespritzt werden. Die Schlange P ist nämlich in dem mit trockenem Sand angefüllten Hohlraum h der Zwischenwand H angeordnet und dient dazu, das durch das mittelst Ventils ο abstellbare Rohr O eingeführte Mineralöl zu verdampfen.

Die Kohlenwasserstoffdämpfe vertheilen sich augenblicklich im Wassergas des Regenerators und verbinden sich mit dem Wasserstoff desselben, worauf das so entstandene Leuchtgas, an den Glühkörpern des Regenerators C vorbeistreichend, durch die unter Wasserabschlufs stehenden Rohre D¹ und D² nach dem Waschapparat entweichen kann.

In dieser Weise kann eine sehr grofse Gasmenge erzeugt werden, ehe die Temperatur des Ofens für einen erfolgreichen Betrieb zu weit herabgemindert wird.

Anstatt den Wasserdampf von oben durch das glühende Brennmaterial zur Erzeugung von Wassergas streichen zu lassen, kann die Richtung desselben auch umgekehrt werden. In diesem Falle ist das Ventil f der Wassergasleitung F zu schliefsen und das Ventil k einer die Ueberhitzungskammer E mit dem. oberen Theil des Regenerators verbindenden Rohrleitung K zu öffnen und an Stelle des Dampfventiles t\ das Ventil t der in die Kammer ^ unterhalb . des Feuerrostes mündenden Rohrleitung T zu öffnen. Der durch die perforirten Glocken m vertheilte Dampf durchstreicht das glühende Brennmaterial von unten nach oben, und das bei der Zersetzung desselben entstehende Wassergas gelangt durch die Kanäle g^x und e, die Ueberhitzungskammer E und die Rohrleitung K in den oberen Raum des Regenerators C, wo es in der beschriebenen Weise angereichert und in Leuchtgas umgewandelt wird.

Für den Betrieb des beschriebenen Gaserzeugers empfiehlt es sich, den Dampf in verschiedenen Zeiträumen abwechselnd von unten und oben durch das glühende Brennmaterial streichen zu lassen, da hierdurch eine gröfsere Ausbeute an Gas und bessere Resultate erzielt werden.

Die zur Verdampfung des Mineralöls dienende Rohrschlange P ■ besteht aus einzelnen waagerechten, aber unter einander verbundenen geraden Röhren, welche zum Zwecke des Durchstofsens von aufsen durch die Wände des Ofens reichen und hier mittelst Schraubpflöcken abgedichtet sind. Diese Rohrschlange ist in feinem trockenen Sand oder anderem geeigneten Material eingebettet, um die durch die grofse Hitze entstandenen Risse im Mauerwerk selbstthätig auszufüllen; bei "voraussichtlichem Schmelzen des Sandes wird alsdann eine Glasur entstehen, welche in die entstandenen Risse fliefst und eine sichere Verbindung des gerissenen Mauerwerks wieder herstellt.

Der in Fig. 2 ebenfalls im Verticalschnitt gezeichnete Ofen unterscheidet sich von dem vorgehend beschriebenen im wesentlichen durch den Fortfall der Ueberhitzungskammer für den Dampf und die Form des Generators, welcher sich von der Rostfläche nach oben hin erweitert, so dafs er gegen die Wä'nde des Generators ringsherum genügend weit vorspringt, um das Brennmaterial durch die im Gewölbe G angebrachten Ofenthüren b einführen zu können, Das Hauptdampfrohr T ist durch die mittelst des Ventils t¹ abstellbare Zweigleitung T" und vorzugsweise durch Vermittelung des Zweigrohres F¹, der Kammer M und des Kanals g mit dem oberen Theil des Feuerungsraumes, durch die Zweigleitung T"¹ mit Ventil t, sowie durch Vermittelung des in \ einmündenden Rohres F mit dem Raum unterhalb der Feuerung verbunden. Oberhalb der waagerechten, die Kammer M im Fufs des Regene-

rators bildenden Wand m¹ sind die mit seitlichen Oeffnungen η bezw. ο versehenen Gasbezw. Luftvertheilungskammern N und 0, Fig. 3, welche gewissermafsen den Brenner für das Luft- und Gasgemisch bilden, angeordnet.

Die Verbrennungsproducte gelangen bei geöffnetem Ventil d durch den Kanal g und die Rohre D und D¹ in die Kammer JV, aus welcher sie durch die Oeffnungen η entweichen und sich mit der durch V¹ eingeleiteten und aus ο ausströmenden Luft zu einem brennbaren Gemisch vereinigen, dessen Flammen in der in Vorgehendem beschriebenen Weise die Glühkörper c des Regenerators C erhitzen. Soll Wassergas durch Einleiten des Dampfes von oben in den Generator B erzeugt werden, so tritt der Dampf durch T'² in das Rohr T¹ bei geschlossenem Ventil f¹ ein und streicht durch den Kanal g und das glühende Brenn-, material. Das auf diesem Wege erzeugte Wassergas geht durch die Kammer ^ unterhalb des Rostes L und durch das Rohr F in den oberen Raum des Regenerators C, wo es unter Zutritt des Mineralöles durch Rohr P in bekannter Weise angereichert und bei geschlossenem Ventil d durch die Rohrleitung Z)¹ Z)² abgeführt wird. Ist der Weg des Dampfes durch den Generator der umgekehrte, so mufs das Ventil f geschlossen und das Ventil f¹ geöffnet werden, worauf der Dampf durch die Rohrleitung T¹ unter den Rost gelangt und als Wassergas durch F¹ und F nach dem oberen Raum des Regenerators geführt wird.

Bei dem Vorgang der Carburirung des Wassergases tritt das Mineralöl jedesmal in den oberen Theil des Regenerators, wo die Temperatur am geringsten ist, und wird beim Herabfliefsen über dem eingebauten Glühkörper c allmälig verdampft, und da die Kohlenwasserstoffe von gröfserem specifischen Gewicht die tiefer liegenden und entsprechend höher erhitzten Flächen des Glühkörpers erreichen , so werden sie durch fractionirte Destillation gerade bei einer für diesen Zweck geeigneten Temperatur verdampft. Da die leichteren Kohlenwasserstoffe bereits in den höher gelegenen, weniger erhitzten Schichten des Regenerators frei geworden sind, so werden sie sofort auch durch das Wassergas diffundiren und sich mit dem Wasserstoff desselben verbinden, wodurch sie vor der Zerstörung durch die Hitze bewahrt bleiben. So schnell, wie die Kohlenwasserstoffdämpfe abgegeben werden, werden sie auch in statu nascente vom Wassergas aufgenommen und mit demselben verbunden, so dafs alles OeI in Gas von bestimmter Leuchtkraft umgewandelt wird, ohne dafs ein Verlust durch Verbrennen oder Verkohlen eintreten kann.

Das geschilderte Verfahren ist besonders anwendbar bei der Behandlung schwerflüssiger ! Mineralöle, wie Petroleum, um dieselben in Leuchtgas zu verwandeln, weil dadurch alle Theile des Oeles derjenigen Temperatur ausgesetzt werden, welche nach Mafsgabe ihres specifischen Gewichtes für die Gasbildung und Verdampfung am geeignetsten ist.

Die Roststäbe, auf welchen das Brennmaterial im Generator ruht, sind zur Durchleitung von Kühlwasser röhrenförmig und an ihrem Umfang mit Stacheln versehen, welche dazu dienen sollen, beim Drehen der einzelnen Roststäbe mittelst eines auf den Vierkant I aufgesetzten Schlüssels die in den Rostspalten abgelagerten Schlacken- oder Aschentheile zu zermalmen, damit sie in den Aschenfall fallen können und dem Durchgang der Verbrennungsluft u. s. w. kein Hindernifs darbieten.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Das Verfahren zur Erzeugung von Leuchtgas, welches darin besteht, dafs beim Hinzutritt von Luft Brennstoffe bis zur Weifsglut erhitzt, die entstandenen Heizgase unter abermaligem Hinzutritt von Luft entzündet werden und hierdurch ein aus feuerbeständigem Material hergestellter Glühkörper (Regenerator) in der Weise erhitzt wird, dafs dessen Temperatur von seiner Grundfläche an allmälig nach oben abnimmt , worauf bei eingestelltem Verbrennungs- und Erhitzungsvorgang flüssige Kohlenwasserstoffe in den oberen Raum des Regenerators eingeführt und veranlafst werden, durch zunehmend höher erhitzte Schichten abwärts zu sinken und so allmälig zu verdampfen, während gleichzeitig durch das glühende Brennmaterial des Generators geleiteterWasserdampf, in Kohlenoxydgas und Wasserstoffgas zersetzt, an dem erwähnten Glühkörper in gleicher Richtung mit den Kohlenwasserstoffdämpfen vorbeistreicht, wobei die Gase und Dämpfe sich mischen und einer allmälig zunehmenden Temperatur ausgesetzt werden, bis die Kohlenwasserstoffe vollständig in Leuchtgas umgewandelt sind.
2. 2. Zur Ausführung des im Anspruch i. bezeichneten Verfahrens ein Gaserzeuger, bestehend aus dem die Feuerung enthaltenden Generator., in welchem der Wasserdampf zersetzt wird, dem Regenerator oder der Gasbildungskammer uud der von letzterer durch eine aufrechte Wand geschiedenen Ueberhitzungskammer, welche durch entsprechende Rohrleitungen so unter einander und mit dem Zuflufsrohr einer Mineralölleitung verbunden sind, dafs der Wasserdampf abwechselnd von oben und von unten durch die Feuerung, das entstehende Wassergas aber stets von oben

   in den Regenerator geleitet wird und in gleicher Richtung mit den verdampften Kohlenwasserstoffen allmälig nach der unterhalb befindlichen heifsesten Stelle des Regenerators herabsinkt, um nach erfolgter Bereicherung oder Carburirung des Wassergases als Leuchtgas abgezogen zu werden, gemäfs Fig. i.
3. 3. Bei dem im Anspruch 2. bezeichneten Gaserzeuger die Anordnung einer hohlen Wand zwischen dem Regenerator und der Ueberhitzungskammer zur Aufnahme der in trockenem Sand oder dergleichen Material eingebetteten Rohrschlange, in welcher das zugeführte Mineralöl in Dampfform verwandelt wird.
4. 4. Bei dem im Anspruch 2. bezeichneten Gaserzeuger die Anordnung sowohl der Kammer £ mit den durchlochten Glocken m unterhalb des Feuerrostes, als auch der Kammer M, Fig. 2, oberhalb des die Feuerung überspannenden Gewölbes, von welchen aus das Wassergas durch die Ro'hrleitung FF¹ — je nach der Richtung des Wasserdampfes durch die Feuerung — in den oberen Raum des Regenerators gelangt.

   In Verbindung mit den im Anspruch 2. bezeichneten und in Fig. 1 und 2 dargestellten Gaserzeugern der aus den Kammern N und O mit den Brenneröffnungen η bezw. 0 bestehende Brenner für das brennbare Luft- und Gasgemisch, welches bei der Inbetriebsetzung zur Heizung der Glühkörper im Regenerator benutzt wird.
   Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Gaserzeugern die hohlen, durch Wassercirculation gekühlten drehbaren Roststäbe, welche mit radialen Stacheln versehen sind, um bei ihrer Drehung die sich etwa in den Rostspalten festsetzenden Aschen- und Schlackentheile zermalmen zu können. .

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.