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Drehtrommelofen Das Patent 5o8 ggz betrifft einen Drehtrommelofen,
dessen Schwelraum durch in der Trommel angeordnete Formsteine in Kanäle aufgelöst
ist. Die Erfindung betrifft die Anwendung eines solchen Drehtrommelofens zur Durchführung
einer kontinuierlichen, restlosen Vergasung von feinkörnigen Brennstoffen, wie Steinkohle,
Braunkohle, Koks, Schwelkoks o. dgl. Es hat sich dabei ergeben, daß die Verwendung
dieses Ofens für die Durchführung des an sich bekannten Vergasungsverfahrens erhebliche
Vorteile mit sich bringt. Durch die Auflösung des Trommelraumes in eine große Zahl
von Kanälen wird eine sehr große Heizfläche und eine gleichmäßigere Erwärmung bei
leichter Temperaturregelung erreicht. Hierbei wird es ferner möglich, ein kohlensäurearmes
Gas herzustellen, indem ohne Sauerstoffüberschuß gearbeitet wird. Ein solches Verfahren
ist beim einfachen Drehtrommelofen nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten möglich.
Die Auflösung des Trommelraumes gewährt ferner noch die Möglichkeit, Verbrennungsgase
zur mittelbaren Beheizung heranzuziehen, indem man einen Teil der Kanäle für Behandlungsgut
und Vergasungsmittel, die übrigen für Heizgas bestimmt.
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Um den im Hauptpatent beschriebenen Ofen in dieser neuen Weise zu
verwenden, wird das Ausgangsgut durch die Kanäle der Drehtrömmel hindurchgeführt,
während gleichzeitig das Vergasungsmittel in Form von Wasserdampf, Luft, technisch
reinem Sauerstoff oder Gemischen derselben im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch
die Kanäle geleitet wird. Die zusätzliche Reaktionswärme kann durch Außenbeheizung
aufgebracht werden oder dadurch, daß man Verbrennungssauerstoff, also Sauerstoffüberschuß,
und zwar in Form von Luftüberschuß oder auch Überschuß von technisch reinem Sauerstoff,
dem Behandlungsgut zuleitet. Auch können beide Beheizungsverfahren kombiniert werden.
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Durch Wahl der Temperatur des Reaktionsraumes und Veränderung der
Mengenverhältnisse der Zusätze an Wasserdampf, Luft, Sauerstoff oder deren Gemischen,
die für sich vorerhitzt sein, können, kann der Wasserstoff- und Kohlenoxydgehalt
des Erzeugnisses in weiten Grenzen beliebig beeinflußt werden.
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Die Anwendung des Ofens bietet verschiedene Möglichkeiten, die Vergasung
feinkörniger Brennstoffe vorzunehmen, zu deren Erläuterung auf die in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele verwiesen sei.
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Bei Anwendung eines Drehofens gemäß Abb. z wird das zu vergasende
Gut bei a zugeführt, durch die Aufgabevorrichtung b in die am vorderen Ende der
Trommel f aus Röhren, innerhalb der Trommel jedoch durch
Formsteine
gebildeten Reaktionskanäle c gefördert. Heizgas tritt bei k in die Vorkammer
d
und gelangt in die Heizkanäle e (Abb, a), die von den Formsteinen zwischen
den Reaktionskanälen gebildet werden. Der Vergasungs-Wasserdampf wird durch das
Rohr t zugeführt, dem ein entsprechendes Absperrorgan vorgeschaltet ist. Er kann,
wie in der Zeichnung dargestellt, im Gleichstrom mit dem zu vergasenden Gut oder
auch im Gegenstrom mit ihm geführt werden. Das Heizgas verläßt den Ofen durch den
Stutzen la, während das gewonnene gasförmige Produkt, z. B. Wassergas, durch den
Stutzen i nach oben entweicht und die Asche durch den Trichter g unten abgezogen
wird. Die Geschwindigkeit des Wasserdampfes kann so gewählt werden, daß das Gut
praktisch nur durch sein Eigengewicht die schrägen Kanäle der Trommel durchwandert,
oder sie kann höher gewählt werden, derart, daß eine gewisse Aufwirbelung oder auch
ein Schwebendhalten des staubförmigen Gutes in den Behandlungskanälen eintritt.
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Der Ofen gemäß Abb.3 und das mit ihm durchzuführende Verfahren stimmt
im wesentlichen mit dem vorbeschriebenen überein. Ein Unterschied besteht nur darin,
daß den einzelnen Reaktionskanälen der Wasserdampf durch besondere Düsen o zugeführt
wird, die von einem gemeinsamen Verteilungsraum x gespeist werden. Dem Verteilungsraum
wird der Wasserdampf durch die Rohrleitung m zu-
geleitet. Naturgemäß kann
der Verteilungsraum ?z selbst auch unterteilt sein und die Regelung der Wasserdampfzufuhr
für jeden Teil des Raumes ia oder auch für jede Düse besonders erfolgen. Die Wirkung
der Düsen unterstützt die Arbeit der Aufgabevorrichtungb.
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Gemäß Abb. q. erfolgt die Dampfzufuhr durch Düsen, die an Zweigleitungen
q einer zentralen Dampfleitung p sitzen. Diese Düsen können zweckmäßig unmittelbar
vor jenen Stellen der Behandlungskanäle münden, wo diese von den Formsteinen gebildet
werden. Naturgemäß muß die Leitung p mit den Zweigleitungen gleichzeitig mit der
Trommel rotieren.
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Statt den Wasserdampf am Beginn der Behandlungskanäle oder kurz nach
dem Beginn einzuführen, kann seine Einführung auch an einer beliebigen Stelle der
Behandlungskanäle erfolgen, nachdem also das Gut bereits eine gewisse Wärmebehandlung
durchgemacht hat. Hierzu dient die Ausbildung eines Ofens gemäß Abb.3. Die Steinfüllung
der Trommel ist an einer Stelle unterbrochen, und die durch die Formsteine gebildeten
Kanäle sind durch Rohrstücke t, v miteinander verbunden. Soweit diese Rohrstücke
t, v zur Verbindung der Behandlungskanäle dienen, sind sie (t) geschlitzt.
An der Unterbrechungsstelle der Trommel ist eine Kammer s vorgesehen, der Dampf
durch die Leitung y zugeführt wird. Dieser kann durch die Kammer s und die Schlitze
u in die Rohrstücke t und damit an der geeigneten Stelle in die Behandlungskanäle
gelangen. Die Rohrstücke v, welche zur Verbindung der Heizkanäle dienen, sind natürlich
ungeschlitzt.
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Die Beeinflussung des Vergasungsproduktes kann wie folgt vorgenommen
werden. Wird die Temperatur in den Reaktionskanälen verhältnismäßig niedrig gehalten,
so entsteht ein überwiegend aus Wasserstoff und Kohlendioxyd bestehendes Gas, aus
dem durch Entfernen des Kohlendioxyds auf an sich bekannte Weise technisch reiner
Wasserstoff gewinnbar ist. Wird die Temperatur höher gewählt, so entsteht ein überwiegend
aus Wasserstoff und Kohlenmonoxyd zusammengesetztes Gas.
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Die dargestellten Ofenbauformen zeigen die Zuführung der erforderlichen
Reaktionswärme durch Außenheizung, indem Heizgase durch die Heizkanäle geführt -werden,
deren Wärme durch die Formsteine in die Behandlungskanäle und deren Inhalt gelangt.
Die Erfindung bezieht sich jedoch auch darauf, in den beschriebenen Öfen die erforderliche
Reaktionswärme ganz oder teilweise durch Verbrennung eines entsprechenden Anteils
des Behandlungsgutes bzw. dessen Kohlenstoffgehalts zu Kohlendioxyd oder Kohlenmonoxyd
zu erzeugen, wobei jedoch der Sauerstoff nicht vom Wasserdampf zu liefern ist, sondern
als Verbrennungssauerstoff in Form von Luft, technisch reinem Sauerstoff oder eines
Gemisches von beiden, d. h. von mit Sauerstoff angereicherter Luft, zuzuführen ist.
Wird die ganze - Reaktionswärme derart aufgebracht, so können sämtliche durch die
Formsteine gebildeten Kanäle c und c als Reaktionsräume dienen.
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Ebenso wie der Wasserdampf kann auch der Verbrennungssauerstoff am
Aufgabeende oder am Austrageende der Drehtrommel zugeführt werden. Auch die Ableitung
des gewonnenen Gases kann am Aufgabeende oder in einiger Entfernung davon vorgenommen
werden statt am Austrageende der festen Rückstände. Läßt man den Verbrennungssauerstoff
derart im Gegenstrom zum Behandlungsgut fließen, so ist es auch zweckmäßig, dem
Wasserdampf die gleiche Bewegungsrichtung zu geben. Es steht auch nichts im Wege,
die Ableitung des Vergasungsproduktes an einer Stelle zwischen dem Aufgabe- und
dem Austrageende, z. B. in der Nähe des Aufgabeendes, vorzunehmen.
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Durch Wahl der Mengenverhältnisse des zugesetzten Wasserdampfes, des
Sauerstoffes, der Reinheit des Sauerstoffes - also von normaler Luft gesteigert
bis technisch reinem Sauerstoff -kann die Zusammensetzung des Gases verändert werden,
und zwar vom normalen Generatorgas über alle Zwischenstufen bis zu einer
Zusammensetzung,
die dem eines normalen Wassergases entspricht. In der anderen Richtung kann auch
die Zusammensetzung in der Weise geändert werden, daß der Kohlenmonoxydgehalt steigt,
also ausgehend von der Zusammensetzung eines gewöhnlichen Generatorgases bis zu
einem Gas, das überwiegend aus Kohlenmonoxyd besteht.
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Die notwendige Temperaturregelung kann auch durch Bemessung der Vorwärmetemperatur
des Wasserdampfes, der Luft, des Sauerstoffes usw. unterstützt werden. Ebenso ist
eine Regelung der Außenbeheizung, aber auch der direkten Wärmezufuhr durch Verbrennung
eines Teiles des Behandlungsgutes möglich. Auf diese Weise wird das Gleichgewicht
von Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd in den Reaktionsräumen geregelt, um die gewünschte
Gaszusammensetzung zu erhalten.
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Das neue Verfahren ist für alle feinkörnigen Brennstoffe anwendbar
und gestattet eine kontinuierliche Erzeugung von Gasen verschiedener Zusammensetzung
und verschiedenen Heizwerts in wirtschaftlicher Weise.