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Verfahren zur restlosen Vergasung in stetig betriebenen Vertikalkammeröfen
Zur restlosen Vergasung von Kohle wurden bereits Verfahren angewendet, bei denen
die Kohle im stetigen Betrieb durch Abgase indirekt erhitzt wird und der gebildete
Koks durch Einleiten von Wasserdampf zu Wassergas umgesetzt wird, wobei die Abgase
auch durch die Beschickung geleitet werden können. Hierbei wurde der Dampf für den
Wassergasprozeß in den Kammerunterteil in verschiedenen Höhen eingeleitet. Weiterhin
wurde bereits ein Ofen mit stetigem oder periodischem Betrieb zur Entgasung von
Kohle vorgeschlagen, unter dem ein Generator angeordnet ist. In diesem Generator
wird der aus' den darüber angeordneten Vertikalretorten herabsinkende Verkokungsrückstand
durch abwechselndes Heißblasen mit Luft und mit Wasserdampf vergast, wobei die Heißblasegase
in die Heizzüge der Vertikalretorten übertreten und dort mit Sekundärluft verbrannt
werden. Das im Generator entstandene Wassergas wird dem Kohlendestillationsgas beigemischt.
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Gemäß der Erfindung werden in einem stetig betriebenen Vertikalkammerofen,
bei dem die Kohle im oberen Kammerteil stetig entgast und der entstandene Koks im
unteren Kammerteil durch abwechselndes Heißblasen des Kokses und Durchleiten von
Wasserdämpfen vergast wird, die Heißblasegase durch den im unteren Teil der Kammer
befindlichen Koks in waagerechter Richtung von Längsseite zu Längsseite durchgeleitet.
Hierdurch ist die Berührungsdauer zwischen der Heißblaseluft und dem Koks verhältnismäßig
gering, so daß der Koks eine hohe Temperatur annimmt, ohne daß das Heißblasegas
übermäßig reduziert wird. Der Kohlenoxydgehalt der Heißblasegase ist daher verhältnismäßig
gering und wird durch Zusatz von Sekundärluft verbrannt. Die Heißblasegase, die
zur Beheizung der im oberen Kammerteil zu entgasenden Kohle verwendet werden, geben
dort ihre fühlbäre Wärme ab. Der Wasserdampf durchströmt bei der nachfolgenden Gaseperiode
die lange Koksschicht in senkrechter Richtung, wodurch ein Wassergas guter Beschaffenheit
erzielt wird. Das Verfahren der restlosen Vergasung der Kohle in Vertikalkammeröfen
bietet besondere wirtschaftliche Vorteile bei Verarbeitung von Kohle, die bei der
üblichen Destillation nur einen minderwertigen, schwerabsetzbaren Koks ergibt.
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Die Vertikalkammeröfen bestehen aus mehreren Kammern, zwischen denen
Heizwände angeordnet sind, wobei die Heißblasegase in bekannter Weise zur Beheizung
des oberen Kammerteils verwendet werden. Infolge des wegen der kurzen Berührungsdauer
geringen Kohlenoxydgehaltes genügt ein verhältnismäßig geringer Zusatz von Sekundärluft.
Die Gase geben dann ihre fühlbare Wärme an den Kammeroberteil ab. Der Vertikalkammerofen
ist in üblicher Weise mit einer Wärmerückgewinnungsanlage versehen, in der die Wärme
der Abgase
an die Heißblaseluft und unter Umständen an den Dampf
für die Gaseperiode übertragen wird. Die die Koksschicht im unteren Kammerteil waagerecht
von Längsseite zu-,Längsseite durchströmenden Heißblasegase verlassen die Kammer
auf der der Einblaseseite gegenüberliegenden Seite, worauf das etwa in ihnen enthaltene
Kohlenoxyd durch Zusatz von Sekundärluft in dem angrenzenden Heizraum verbrannt
wird, wobei sie die im oberen Teil der Kammer befindliche Kohle entgasen.
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Wird backende Kohle verwendet, so ist es von Vorteil, die in die Kammer
eingeführten Kohlen mit der hocherhitzten Kammerwand möglichst rasch in Berührung
zu bringen, um ein Kleben der Kohle zu vermeiden. Es ist deshalb zweckmäßig, die
Kammer abwechselnd von oben nach unten und umgekehrt zu beheizen. Im letzteren Falle
werden die Heißblasegase in einem Kanal der Heizwand am oberen Ende des für den
Wassergasprozeß nutzbar gemachten Kammerteils gesammelt und durch einen Überführungskanal
im oberen Teile der Heizwände angeordneten Verteilkanälen den Heizzügen zugeführt,
in denen sie unter Zusatz von Sekundärlift nach unten brennen und durch Kanäle der
Wärmeaustauschvorrichtung zugeführt werden.
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In den heißgeblasenen Koks wird Dampf eingeführt, der sich mit dem
Koks zu Wassergas umsetzt und mit den Destillationsgasen zusammen die Kammer verläßt.
Zwecks Erzielung eines Wassergases wird der Dampf zweckmäßig am unteren Ende der
Kammer eingeführt, so daß er die ,ganze Koksschicht in senkrechter Richtung durchströmt.
Wird dagegen der Hauptwert auf einen hohen Wasserstoffgehalt des Gases gelegt, wie
er bei der @ Verwendung zur synthetischen Ammoniakherstellung von Vorteil ist, so
kann gemäß der Erfindung Dampf auch an den Breitseiten der Kammern in an sich bekannter
Weise in verschiedenen Höhen eingeleitet werden, wodurch die Berührungsdauer herabgesetzt
wird.
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Nach dem Gaseprozeß wird die Heißblaseluft von der anderen Kammerseite
durch die Koksbeschickung geblasen, so daß bei diesem Arbeitsvorgang die bisher
nicht von-Heizgasen durchströmten Heizwände beheizt werden. Nach dem Heißblaseprozeß
setzt wieder der Gaseprozeß ein und der ganze Turnus von vier Arbeitsgängen beginnt
von neuem.
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Ausführungsbeispiele sind in Abb. i und 2 wiedergegeben, die jeweils
zweiKammernmit drei Heizwänden im Längsschnitt zeigen. Die Fülleinrichtung für den
Brennstoff und die Austragevorrichtung für die Rückstände sowie die Anordnung der
Wärmerückgewinnungseinrichtung sind der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeichnet.
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In Abb. i sind Kämmern i und 2 von den Heizkammern 3, 4 und 5 eingeschlossen.
Der Brennstoff wird während des Absinkens in den Kammern i und 2 entgast, so daß
an der Stelle der Luftzuführung 6 und 7 nur roch Koks vorhanden ist. Um diesen Koks
auf die für den Wassergasprozeß erforderliche hohe Temperatur zu bringen, wird in
der Wärmeaustauschvorrichtung vorgewärmte - Heißblaseluft durch den Verteilkanal
g eingeführt und durch die Öffnungen 6 in die Kammern i und 2 eingeblasen. Die Heißblasegase
verlassen .die beiden Kämmern durch die Öffnungen ,7 wieder und verbrennen in den
beiden Kammern 3 und 5 unter Zusatz von Sekundärluft, die durch die Verteilkanäle
8 und io zugeführt wird. Die Abgase verlassen die Heizkammern 3 und 5 durch die
Sammelkanäle i i und 13, die sie der Wärmeaustauschvorrichtung zuführen. Nachdem
der Koks heißgeblasen ist, wird. beispielsweise durch die Zuleitungen 14 Wasserdampf
in die Kammern i und 2 eingeblasen, der sich mit dem glühenden Koks zu Wassergas
umsetzt. Das Wassergas steigt durch die Beschickung nach oben, vermischt sich mit
dem Destillationsgas und wird mit diesem gemeinsam abgezogen. Nach Beendigung des
Gaseprozesses wird die in der Wärmeaustauschvorrichtung vorgewärmte Heißbl.aseluft
durch die Kanäle 8 und io zugeführt und durch die Öffnungen 7 auf den im Unterteil
.der Kammern i und 2 befindlichen Koks geblasen. Die Heißblasegase verlassen die
beiden Kammern durch die Öffnungen 6 und verbrennen unter Zusatz von Sekundärluft,
die durch den Sammelkanal g zugeführt wird, in der Heizkammer 4, um durch den Sammelkanal
i2 der Wärmeaustauschvorrichtung zugeführt zu werden. Es beginnt nunmehr wieder
der Gaseprozeß in der vorher beschriebenen Weise, worauf der vierteilige Turnus
von neuem beginnt.
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In Abb. 2 ist eine andere- Ausführungsform dargestellt, bei der eine
Beheizung der Heizwände sowohl von unten nach oben wie auch umgekehrt möglich ist
und der Dampf für den Blaseprozeß durch den unteren Teil der Heizwände in horizontaler
Richtung in die Beschickung eingeblasen wird. Die Kammern i und 2 sind gleichfalls
von den Heizkammern 3, 3a, 4, 4a, 5, 5. eingeschlossen. Die Heißblasegase
werden durch -den Kanal g zugeführt und durch die in der Kammerlängswand befindlichen
Öffnungen 6 durch die Koksschicht geblasen. Die Gase verlassen die Kammern i und
2 durch die Öffnungen 7 und gelangen in die Heizkammern 3a und 5a. Aus diesen werden
sie durch die Kanäle 15
und 17 abgeführt und durch Überführungskanäle
in die Kanäle i8 und so geleitet. Sie verbrennen mit der durch die Kanäle 21 und
23 zugeführten Sekundärluft in den Heizwänden 3 und 5 abwärts und werden durch die
Sammelkanäle iSa, Zia, 20, und 23a zur Wärmeaustauschvorrichtung geführt. Der Dampf
für den Gaseprozeß wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die Öffnungen 24 in
die Heizwände 3a, 4a und 5" und durch die Öffnungen 6 und 7 in die Kammern
i und z eingeleitet, in deren Unterteil er sich mit dem Koks zu Wassergas umsetzt,
das durch die Beschickung hochsteigt und gemeinsam finit dem im Oberteil der Kammern
entwickelten .Destillationsgas abgezogen wird-. Bei dem folgenden Heißblaseprozeß
wird die Heißblaseluft durch die Kanäle 8 und io zugeführt. Die Heißblasegase verlassen
die Kammern i und 2 durch die Öffnungen 6, werden in dem Kanal 16 gesammelt und
durch die Überführungskanäle dem Kanal i9 zugeführt; sie verbrennen mit der in Kanal
22 zugeführten Sekundärluft in dem Heizraum 4 abwärts, und die Abgase werden durch
die Kanäle iga und 22a abgeführt. Nach Beendigung des nun folgenden Gaseprozesses
wird die Heißblaseluft wieder durch Kanal g zugeführt und verbrennt nach Verlassen
der Kammern i und 2 durch die Öffnungen 7 und Umführen in die Kanäle 18, und 2oa
mit Sekundärluft aus den Kanälen Zia und 23a in den Heizkammern 3 und 5. Bei dem
nächsten Heißblaseprozeß verbrennen die Gase in der Heizkammer 4, so daß sich bei
dieser Arbeitsweise der Blase- und Gaseprozeß mit Beheizung von oben nach unten
und umgekehrt aus acht Einzelvorgängen zusammensetzt. Die Wärmerückgewinnung kann
sowohl rekuperativ wie regenerativ erfolgen.