-
Verfahren zum Erzeugen eines kohlensäurearmen Stärkgases Starkgas
wird bisher im praktischen Betriebe durch Vergasen fester Brennstoffe in Wassergas-
und Doppelgaserzeugern hergestellt. Gaserzeuger dieser Art arbeiten im unterbrochenen
Betriebe; der Betrieb ist umständlich, die thermische Ausnutzung des Brennstoffes
ist verhältnismäßig schlecht.
-
Im stetigen Betriebe kann Starkgas aus festen Brennstoffen gewonnen
werden, wenn sie statt mit einem Luftwasserdampfgemisch mit einem Sauerstoffwasserdampfgemisch
vergast werden.
-
Bei den bekanntgewordenen Versuchen in so betriebenen Gaserzeugern,
die mit nicht flüssiger Schlacke arbeiten, wurden Braunkohlenbrikette oder entsprechend
vorgetrocknete Rohbraunkohle vergast. Es wurde allgemein festgestellt, daß das so
erzeugte Starkgas einen hohen oder richtiger gesagt zu hohen Kohlensäuregehalt hat.
Die Ursache für die Erscheinung ist darin zu suchen, daß dem Sauerstoff verhältnismäßig
viel Wasserdampf hinzugefügt werden muß, um das Verschlacken der Asche zu vermeiden.
Es bildet sich infolgedessen ein Gleichgewichtszustand im Gas mit hohem Kohlensäure-
und Wasserdampfgehalt aus.
-
Nicht bekanntgewordene Versuche .mit der Vergasung von, Koks in solchen
Gaserzeugern ergaben ebenfalls einen zu hohen Kohlensäuregehalt des Starkgases.
-
In der Fachwelt ist allgemein die Meinung verbreitet, daß man ein
kohlensäurearmes Starkgas durch Vergasung fester Brennstoffe mit Hilfe von Sauerstoff
nur dann erhalten kann, wenn man die Gaserzeuger mit flüssiger Schlacke betreibt.
Vielleicht kann der Kohlensäuregehalt auch in zulässigen Grenzen gehalten werden,
-,wenn der Brennstoff im Schwebezustand vergast wird.
-
Gemäß der Erfindung soll bei der Vergasung fester Brennstoffe mit
Sauerstoff in Gaserzeugern, die mit fester Asche und ruhendem Brennstoffbett arbeiten,
ein kohlensäurearmes Starkgas dadurch gewonnen werden, daß der zu seiner Herstellung
dienende feste Brennstoff in dem an sich bekannten Doppelzonengaserzeuger vergast
wird. Im Oberteil eines solchen Gaserzeugers soll mit Hilfe von Sauerstoff, der
am oberen Ende dieses Schachtes zugeführt wird, ein regelbarer Teil des-aufgegebenen
Brennstoffes im Gleichstrom vergast werden. Im Unterteil des Schachtes soll der
Rest des Brennstoffes mit Hilfe eines von unten zugeführten Sauerstoffwasserdampfgemisches
im Gegenstrom vergast werden.
-
Dem unten im Gaserzeuger eintretenden Sauerstoff kann statt Wasserdampf
auch Kohlensäure oder ein Gemisch von Wasserdampf und. Kohlensäure zugeführt.werden.
-
Ebenso kann man dem am oberen Ende des Gaserzeugers zugeführten Sauerstoff
eine gewisse Menge von Wasserdampf oder Kohlensäure oder ein Gemisch von beiden
beigeben.
-
Die am Oberteil des Vergasungsschachtes von oben nach unten strömenden
und die am Unterteil des Vergasungsschachtes von unten
nach oben
strömenden Gase vereinigen sich und werden an der Vereinigungsstelle abgezogen;
selbstverständlich kann man beide Gasarten auch getrennt abziehen, beispielsweise
durch Zwischenschaltung einer genügend hohen Brennstoffschicht.
-
Werden nach diesem Verfahren bituminöse Brennstoffe vergast, so werden
im Oberteil des Vergasungsschachtes. auch die in dem Brennstoff enthaltenen Teere
in Gasform übergeführt.
-
Der Grad der Teer- und Kohlensäurezersetzung im Oberteil des Vergasungsschachtes
hängt ab von der dort vorhandenen Temperatur im Brennstoffbett; diese aber hängt
wieder ab von der Menge des im Oberteil des Vergasungsschachtes zugeführten Sauerstoffes
und damit von der Menge des dort vergasten Kohlenstoffes.
-
Gleichgewichtsberechnungen haben ergeben, daß bei jungen Brennstoffen,
beispielsweise bei Braunkohlenbriketten, die einen durchschnittlichen Wassergehalt
von 13 °/o haben, im Oberteil des Gaserzeugers zur Erzielung einer genügend
hohen Zersetzungstemperatur für die Teere, die Kohlensäure und, das Wasser, das
in dem Brennstoff enthalten ist oder besonders zugeführt wird, ein beträchtlicher
Teil des festen Kohlenstoffes vergast werden muß, theoretisch sogar der gesamte
Kohlenstoff, so daß zum Vergasen im Gaserzeugerunterteil Brennstoff nicht mehr vorhanden
ist.
-
Eine solche Fahrweise ist durchaus denkbar und in besonderen Fällen
sogar erwünscht. Der Gaserzeugerunterteil würde in diesem Grenzfalle praktisch nur
noch die Austragevorrichtung für die aus dem Oberteil kommende Asche sein.
-
Um aber bei solchen Brennstoffen im Schachtoberteil den Grad der Kohlensäurezersetzung
beliebig weit führen zu können und um auch den Unterteil des Gaserzeugers noch zur
Vergasung heranzuziehen, wird weiter vorgeschlagen, solchen jungen Brennstoffen
kohlenstoffreichere und wasserfreiere Brennstoffe zuzusetzen, z. B. Steinkohlen
jeder Art, Koks oder auch Teer, Öle u. dgl.
-
Es wird weiter vorgeschlagen, solche Brennstoffe, insbesondere wasserhaltige
Brennstoffe dieser Art, bevor sie in den Oberteil des Doppelgaserzeugers kommen,
einer Vorbehandlung durch Wärme zu unterwerfen, um in erster Linie ihren Wassergehalt
zu verringern, unter Umständen auch die Kohlensäure ganz oder teilweise auszutreiben.
-
Doppelzonengaserzeuger wurden bisher im allgemeinen nur benutzt _
zur Vergasung jüngerer bituminöser Brennstoffe, wie Braunkohle und Torf, und wurden
bisher nur mit Luft betrieben. Sie wurden in solchen Fällen benutzt, um in der Oberzone
den in diesen Brennstoffen enthaltenen Teer möglichst weit durch Zersetzung in Gas
zu verwandeln. Es ist allgemein bekannt, daß das erzeugte Armgas einen unverhältnismäßig
hohen Kohlensäuregehalt hatte, auch dann, wenn die vergasten Brennstoffe einen sehr
geringen Wassergehalt hatten.
-
Gerade diese Doppelzonengaserzeuger gestatten aber bei Verwendung
von Sauerstoff an Stelle von Luft (wie die angestellten Gleichgewichtsberechnungen
gezeigt haben) besonders in dem Oberschacht den Kohlensäuregehalt auf jedes erwünschte
Maß zu verringern. Der Kohlensäuregehalt des gesamten Gases wird um so geringer,
j e größere Mengen des Brennstoffes in dem Schachtoberteil vergast werden. Wenn
in einem solchen Falle in den Schachtunterteil mit Asche stark angereicherter Brennstoff
kommt, erhält man dort, wie bekannt, eine höhere Feuerzone und kann dadurch eine
weitergehende Zersetzung des Wasserdampfes und der Kohlensäure gegenüber den üblichen
Einzonengaserzeugern erzielen, bei denen der ganze Sauerstoff unten zugeführt wird.
-
Es ist weiter bekanntgeworden, in Doppelzonengaserzeugern auch hochwertige
Brennstoffe, die eine schmelzbare Asche ergeben, wie z. B. Koks oder Anthrazit,
zu vergasen, und zwar mit Luft.
-
Der Oberteil des Schachtes soll dabei mit sehr hohen Temperaturen
arbeiten. Als Beispiel wird angegeben eine Temperatur von i7oo° C. Die Erzielung
einer solchen Temperatur ist nur durch sehr scharfes Blasen, das man in der Technik
Heißblasen nennt, möglich. Bei Verwendung eines Kokses mit nur 5 °/a Wassergehalt
und bei einem Wärmeverlust des Gaserzeugers durch Abstrahlung usw. von 5 °/o des
Brennstoffheizwertes muß das in dem oberen Schachtteil erzeugte Gas mindestens ia,5
°1o Kohlensäure haben, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Selbst bei wasserfreiem
Koks hat das Gas einen Kohlensäuregehalt von über i i °1o. Also auch bei dieser
Arbeitsweise wird, wie bei den Doppelzonengaserzeugern, die für bituminöse Brennstoffe
benutzt werden, in der Oberschicht ein stark kohlensäurehaltiges Gas erzeugt.
-
Es ist also bisher nicht bekanntgeworden, den Doppelzonengaserzeuger
so zu fahren, daß gerade im oberen Schachtteil ein besonderes kohlensäurearmes Gas
entsteht, wie es der Zweck .der vorliegenden Erfindung ist. Vor allem aber ist es
bisher nicht vorgeschlagen worden, ihn zur Vergasung festen Brennstoffes mit Sauerstoff
zu benutzen, um ein kohlensäurearmes Starkgas im stetigen Betriebe zu erzeugen.
-
Die beiliegende schematische Zeichnung
zeigt eine
Einrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens. In dieser ist a der
Gaserzeugerschacht. Bei b wird der Sauerstoff für die Vergasung im Gaserzeugeroberteil,
bei c das Sauerstoffwasserdampfgemisch für die Vergasung im Gaserzeugerunterteil
zugeführt. Beide Gasströme vereinigen sich' in einem Ringquerschnitt d und werden
durch den Gasabztrgstutzen e abgeführt.
-
Der besondere wirtschaftliche Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens
beruht darin, daß es mit ihm möglich ist, sehr große Vergasungsleistungen je Quadratmeter
Schachtquerschnitt zu erzielen, wenn in zwei Zonen vergast wird.