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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Mischgas aus fein zerstäubten
flüssigen Brennstoffen Die Erfindung betrifft die Vergasung von flüssigen- Brennstoffen
in fein @ zerstäubtem Zustand in Gegenwart von Wasserdampf.
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Es ist bekannt, aus staubförmigen festen Brennstoffen, wie Steinkohle,
Koks oder Braunkohle, in feiner Vermahlung in Gegenwart von Wasserdampf in geschlossenen,
von außen beheizten Kammern unter restloser Vergasung der Staubteilchen in der Schwebe
ein Mischgas von mittlerem Heimvert zu erzeugen. Dies wird dadurch erzielt, daß
die Vergasung in Großraumkammern, die zumindest in ihrer Hauptabmessung den Koksöfen
der Hüttenindustrie entsprechen, unter Verwendung von Heizkanälen durchgeführt wird.
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In Weiterentwicklung dieses Verfahrens hat sich nun gezeigt, daß auch
flüssige Brennstoffe auf diese Art restlos vergast werden können. Die Verwendung
von flüssigen Brennstoffen bringt gegenüber dem obigen Verfahren verschiedene Vorteile
mit sich. Zunächst werden nämlich die kostspieligen Mahlanlagen entbehrlich; sodann
aber auch wird durch den Ersatz der festen Brennstoffe durch flüssige Brennstoffe
eine die Gasausbeute vermehrende feinere Verteilung ermöglicht. Außerdem ist- man
durch das neue Verfahren nunmehr in der Lage, auch hieben- bzw. Abfallprodukte der
Ölraffinerien sowie der Generator- und Schwelbetriebe, wie die in großen Mengen
anfallenden billigen Teere und Teeröle, nutzbringend zu verwerten, die bisher in
größeren Mengen höchstens zur Verheizung verwendbar waren oder anderweitig beseitigt
werden mußten.
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Man hat zwar schon mehrfach eine Vergasung flüssiger Brennstoffe,
wie z. B. durch Schleudern eines Brennstoffstrahles gegen eine von außen erhitzte
Prallfläche, versucht, jedoch war eine restlose Vergasung auf diesem Wege nicht
möglich. Nach einem anderen älteren Verfahren wird aus leicht verdampfenden Brennstoffen
durch Zerstäuben mit Wasserdampf in von außen beheizten Retorten bei Temperaturen
bis zu goo° ein Gas von hohem Heizwert erzeugt, welches als Zusatz zu Leuchtgas
zur Verbesserung des Heizwertes bzw. zur Erhöhung der Lichtstärke gedacht war. Da
man hierbei jedoch darauf bedacht sein mußte, die schweren Kohlenwasserstoffe und
das Methan in möglichst großer Menge indem Leuchtgas zu erhalten, verbot sich ein
Übersteigen der erwähnten Temperatur also von selbst. Daher kam es, daß entweder,
wie erwähnt, sehr leicht verdampfende Brennstoffe, wie Benzol, Petroleum usw., verwendet
werden mußten, oder daß bei schwer verdampfenden Brennstoffen - selbst unter Verwendung
von Wasserdampf - bei der verhältnismäßig niedrigen Temperatur und der Verwendung
mehr oder weniger enger Retorten Rückstände verblieben, welche den Betrieb durch
Verstopfen der Retorten sehr erschwerten und an und für sich auch schwer verkäuflich
oder nicht weiter verwendbar waren.
Gegenstand der Erfindung ist
nun ein Verfahren, welches die restlose Vergasung auch solcher schwer vergasbarer
flüssiger Brennstoffe ermöglicht, und zwar durch Anwendung der bei den normalen
Gaserzeugungsöfen für feste Brennstoffe üblichen höheren Temperatur, die über goo
bis iooo° liegt. Der Brennstoff wird hierbei durch Dampf oder irgendein Gas fein
zerstäubt, um zu erreichen, daß die flüssigen Brennstoffe in der Schwebe zusammen
mit zugemischtem Wasserdampf praktisch restlos vergast werden und sich keine nennenswerten
Mengen von Graphit durch Ablagerung von Öl an den Wandungen des Vergasungsraumes
bilden.
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Dieses Verfahren verlangt weiterhin größere Dampfmengen und größere
Vergasungsräume als die erwähnten älteren Verfahren mit den aufgeführten Unzulänglichkeiten,
bei denen entweder nur die leicht siedenden flüssigen Brennstoffe restlos oder die
schwer siedenden mit unvermeidbaren Rückständen vergast werden sollen. Das nach
dem neuen Verfahren erzeugte Gas hat einen Heizwert, der je nach der verwendeten
Dampfmenge zwischen dem Heizwert des reinen Wassergases und dein des normalen Steinkohlengases
liegt.
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Als Vergasungsraum werden zweckmäßigerweise Großraumkammern verwendet,
wie sie auch bei Koksöfen oder bei Kammeröfen für die Leuchtgasgewinnung bekannt
sind, und mit Hilfe der bekannten Heizkanäle auf eine solche Temperatur erhitzt,
daß die M'assergasbildung durchgeführt werden kann.
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Versuche haben nämlich ergeben, daß bei Verwendung von solchen Großraumkammern
mit hinreichenden Abmessungen in der Richtung des Weges des fein verteilten Brennstoffes
ein ungleich höheres Produkt von Vergasungsgeschwindigkeit mal Vergasungsdauer erreicht
werden kann, als es bei den bisherigen kleinen Retorten möglich ist trotz der wesentlich
höheren Temperatur, die diese praktisch zu erreichen gestatten. Es hat sich gezeigt,
daß bei Großraumkammern dieses Produkt so weit gesteigert werden kann, daß der fein
verteilte flüssige Brennstoff unter Bildung eines Mischgases von mittlerem Heizwert
im Schwebezustand restlos vergast wird.
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Die Wahl der Abmessungen einer Vergasungsretorte ist zwar im allgemeinen
eine Angelegenheit fachmännischen Ermessens. Zwischen den bisher vorgeschlagenen
kleinen Retorten und den erfindungsgemäß zu verwendenden Großraumkammern, die zumindest
in ihrer Hauptabmessung den Koksöfen der Hüttenindustrie entsprechen, besteht jedoch
ein grundsätzlicher Unterschied in der Größenordnung, der es allein gestattet, unter
Verwendung der üblichen Heizkanäle oder Heizzüge eine restlose Vergasung des Brennstoffes
zu erzielen.
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Die Verwendung von Großraumkammern bietet noch eine Reihe von weiteren
Vorteilen. Die Beschickung kann selbsttätig vor sich gehen und ebenso wie die Temperatur
und die Beschaffenheit des erzeugten Gases leicht geregelt werden, was bei zahlreichen
kleinen Öfen einheitlicher Größe Schwierigkeiten bereitet. Die Betriebssicherheit
und die Haltbarkeit der Einrichtung ist wesentlich größer, der Wärmeverlust durch
Abstrahlung und damit der Brennstoffverbrauch im Verhältnis zur erzeugten Gasmenge
wesentlich kleiner als bei Einzelretorten. Auch bereitet die Ausnutzung des Wärmeinhaltes
der abziehenden Verbrennungsgase nur geringe Schwierigkeiten.
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Beispielsweise Ausführungsformen der zur Durchführung des Verfahrens
notwendigen Einrichtung zeigt die Zeichnung in Abb. i und 2 in einem Längsschnitt
durch die Vergasungskammer.
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Die allseitig geschlossene Kammer a (Abb. i) wird durch die Heizkanäle
b von außen erhitzt. Die Zuführung des flüssigen Brennstoffes erfolgt in feinster
Verteilung durch das Zuführungsrohr c, das in größerer Entfernung vom Gasabgang
f endigt, damit keine Flüssigkeitsteilchen in die Gasleitung mitgerissen werden.
An Stelle des Zuführungsrohres c kann auch ein gemauerter Schacht, der in größerer
Entfernung von dem Gasabgange f in die Kammer mündet, zur Zuführung der fein verteilten
Flüssigkeit Verwendung finden. Im Winkel oder entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung
des Brennstoffes wird gleichzeitig durch am unteren Ende der Kammer angeordnete
Rohre d Wasserdampf in die Kammer eingeblasen, der schon überhitzt ist; durch die
heißen Wandungen e wird er noch weiter überhitzt. Auf seinem Wege zum Gasabgang
f trifft der Wasserdampf mit dem Brennstoff zusammen und verbindet sich mit ihm
zu Wassergas oder Mischgas, das durch den Abgang f abgeleitet wird.
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Die etwaigen Rückstände des Brennstoffes, die indessen, wie erwähnt,
nur äußerst gering sind (oder ganz fehlen), sammeln sich im unteren Teil g der Kammer,
von wo sie durch die Schleuse h ohne Luftzutritt von Zeit zu Zeit abgelassen werden.
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Die in Abb. a gezeigte Vergasungskammer weist in der Nähe der Brennstoffeintrittsstelle
eine starke Erweiterung i auf, wodurch der Brennstoffregen infolge der Vergrößerung
des Querschnittes langsamer nach unten sinkt und die wirksame Heizfläche eine Vergrößerung
erfährt.