-
Verfahren zur ununterbrochenen Erzeugung von Wassergas Das Hauptpatent
713 2o9 betrifft ein Verfahren zur ununterbroohenen Wassergaserzeugung aus
Schwelkoks, wobei die in der Oxydatio#nszone liegenden metallenen Heizflächen im
Betrieb durch ein neutrales oder reduzierend wirkendes Schutzgas bespült und dadurch
vor dem Verbrennen geschützt werden.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine hinsichtlich Wärmeausnützung,
Platzbedarf und Herstellungskosten besonders vorteilhafte Ausführung dieses Verfahrens.
Nach der Erfindung wird in einem von den Heizgasen allseitig bestrichenen Reaktionsraum
ein im wesentlichen aus Wassergas und Schwelgasen gemischtes Kraftgas erzeugt, von
dem ein Teilstrom abgezweigt wird, der dann als Schutzgas in Parallelführung an
den Heizflüchen entlang streicht. In diesem Falle wird also das Schutzgas im Zuge
der Kraftgaserzeugung unmittelbar im Reaktionsraum gewonnen und von hier aus auf
dem kürzesten Wege in den Heizraum eingedrückt. Diese Art der Schutzgasbildung ist
einfacher als die im Hauptpatent vorgesehene Einschaltung einer Schwelkoksschicht
zwischen dem Brennstoff und den Heizflächen oder die UmwäI-zung der dem Heizraum
entnommenen Verbrennungsgase. Eine praktische Ausführung des Verfahrens nach vorliegender
Erfindung besteht darin, dem Vergasungsmittel im Reaktionsraum durch Abbrand von
unten eine regelbare Durchsatzgeschwindigkeit zu erteilen, so daß an der Sohle überschüssiger
Schwelkoks anfällt, der zu Generatorgas verbrennt, das dann als Schutzgas in den
Heizraum eingedrückt wird.
-
Um eine Mischung des Kraftgases mit dem el el Generatorgas im Reaktionsraum
zu vermeiden, wird das Kraftgas abgeführt, bevor es
in den Heizraum
gelangen kann. Zu diesem el kl Zwecke ist zwischen dem Reaktionsraum und einem als
Hilfsgeiierator arbeitenden Verbrennungsraum für den überschüssigen Schwelkoks eine
Öffnung angeordnet, durch die das Kraftgas unter dem eigenen Druck abzieht. Eine
Mischung der beiden im Gegenstrom aufeinandertreffenden Gase kann praktisch verhindert
und deren Trennung dadurch erleichtert werden, daß man zwischen dein Abzug des Kraftgases
und dem Hilfsgenerator im Reaktionsraum eine als Drossel wirkende Verengung einschaltet.
Eine getrennte Erzeugung lind Abführung des Kraft- und Generatorgases bietet auch
die Möglichkeit, den Gaserzeuger ausschließlich mit Gas zu beheizen, so daß eine
besondere Heizkoksfüllung wegfallen kann. Zu diesem Zwecke ist lediglich der Hilfsgenerator
so groß zu bemessen, daß die erzeugte Generatorgasmenge t' ZD auch zur Beheizung
des Reaktionsraunies ausreicht. Dadurch entfällt auch die sonst erforderliche zeitweise
Entfernung der Schlacke aus dem Heizraum, die besonders bei beweglichen Gaserzeugern
lästig ist.
-
Es sind zwar bereits Gaserzeuger bekannt, bei denen ein von außen
beheizter, zur steti--en Wasser- . :# gaserzeugung dienender Retortenschacht
nach unten in einen Vergasungsschacht übergeht, in dem Generator-as erzeugt wird.
Dabei müssen die Drücke in den beiden Schüchten so geregelt werden, daß ein kleiner
Teilstrom des Wassergases in das Generatorgas übergeht. Dieses Gasgemisch dient
aber ausschließlich zur Beheizung der Retorte, deren Wandung zudem nicht aus Metall
besteht. Im Gegensatz hierzu wird bei vorliegender Erfindung der abgezweigte Teilstrorn
des Gas,-einisches primär als Schutzgas verwendet und erst sekundär zur Beheizung
der metallenen Heizflächen des Reaktionsraumes ausgenützt.
-
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnun- in einem Längsschnitt
beispielsweise veranschaulicht.
-
Der zylindrische innere Heizraum a ist uminantelt von einem Reaktionsraum
b, der nur eine dünne Schwelkoksschicht faßt. Nach oben spitzen sich Heizraum a
und Reaktionsraum b
kegelförmig zu. Hierauf erweitert sieh der Reaktionsraum
b zu einem Vorrats- und Schwelraum c, der feinkörnige Braunkohle enthält.
Die Braunkohle wird durch Einfüll-Öffnimigen d zugespeist und durch eine
berechnete Menge Druckwasser berieselt, das durch die Leitung e zuströmt. Die Spitze
des den Heizraum a umgebenden Kegelmantels wird von einem Rohr f durchsetzt.
Durch dieses Rohr f und durch Züge g und h, die durch eine
Doppelwandung des BraunkohIenvorratsraumes c -ebildet werden, gelangen die Verz3
brennungsgase- aus dem Hcizratiina in einen Sammelraum i, um von -hier aus bei
1, al;-zuziehen. Im Rohrf ist ein zweite,; Rohrin angeordnet, durch das Frischluft
zugeführt Z, z# wird. Nach unten wird der Reaktionsrauni b
durch eine
kegelförmige Erweiterung des Heizrauines a, zu einem ringsuinlaufenden Schlitz
n veren 'gt. H ier ist die äußere Wandung des Reaktionsraumes
b abgesetzt, so daß das von oben nach unten strömende Kraftgas in einen durch
die Waild o gebildeten Ringrauni p gelangen und bei q' abziehen kann. Unterhalb
des Schlitzes ii, mündet der Reaktionsraum b in einen als Hilfsgenerator
arbeitenden Teil j-, der durch eine drehbare Bodenplatte s mit einem zylindrischen
Aufsatz t und durch eine Zwischenwand it be-renzt e wird. Die Bodenplatte s -leitet
init Rollen v auf einer mit:,Aschenklappeu! versehenen Abschlullplatte
x und hat einen tellerförinig aufgebogenen Rand y, der als feinmaschiger
Gitter#ost ausgebildet und zum Anzünden des auf der Bodenplatte s anfallenden Schwelkolses
durch die Feuertür z von außen zugänglich ist. Durch den Rost #, tritt die zur Generatorgasbildung
erforderliche Frischluft zu, die bei i eingeblasen und in dem MantelratIM 2 vorgewärmt
wird. Ein Teil der durch den Rost y
ein-eblasenen Frischluft gelangt in den
Zwischenraum 3 und von hier in einen ringfÖrmigen Abzug-1, um hier das im
Hilfsgenerator r erzeugte Schutz- und Heizgas zu verbrennen.
-
Der Betrieb des Gaserzeugers vollzieht sieh in der folgenden Weise:
Als Ausgangsmaterial wird am besten feinkörnige Braunkohle verwendet, doch können
auch Sägespäne, getrocknete Obstkerne, getrocknete Fischabfälle oder andere kohlenstofireiche
organische Stofie Verwendung :finden, die beim Schwelen eine chemisch aktive Kohlenmasse
hinterlassen. Die Braunkohle wird durch die Einfüllöfinungen d zugeschüttet
und hierauf der am Rand der Bodenplatte s hervorquellende Überschti!., durch die
Feuertür z hindurch mittels einer geeigneten Anzündmasse entflammt. Die von unten
durch den Rost y zutretende Frischluft drückt dann die Flamme in den Raum
r,
wirbelt den hier befindlichen Schwelkoks durcheinander und bringt ihn zum
Glühen. Das auf diese Weise erzeugte Generatorgas strömt als Schutzgas einerseits
in den iiiiieren Heizraum a und andererseits in den äußeren Heizraum -1, wo es an
der Berührungsfläche mit Frischluft durch mitgerissene Funken entzündet wird und
so noch als Heizgas verwendbar ist. Die zutretende Frischluftmenge ist durch Drosselung
so bemessen, daß der Luftsauerstoff mit Sicherheit verbraucht
ist,
bevor er an die äußeren Heizflächen gelangen kann. Das gleiche gilt auch für die
in den inneren Heizraum a zugeführte Fr - ischluft. An der unteren Mündung
des Rohres m entstehen Luftwirbel,_die den Luftsauerstoff gegen die inneren Heizflächen
blasenund dadurch letzteregefährdenkönnen. Um das zu vermeiden, werden die Luftwirbel
innerhalb des Aufsatzes 1 unschädlich ge-
macht.
-
Die durch das mittlere Rohr f und die doppelte Wandung
g, h des Braunkohlenvorratsraumes c abziehenden Verbrennungsgase
verwandeln das durch die Leitunge zuströmende Wasser in Dampf, der dann nach abwärts
in den zylindrischen Teil des Reaktionsraumes b
vordringt. Gleichzeitig wird
dabei die Braunkohle durch die schwache Abwärme geschwelt. Die Schwelgase und der
entstehende Teer drücken durch den Reaktionsraum b, dessen Schwelkoksinhalt
hier bei 7oo bis 8oo' C
glüht. Infolge der hohen Reaktionsfähigkeit des Schwelkokses
genügt diese verhältnismäßig niedrige Temperatur, uni den Schwelkoks in Wassergas
umzuwandeln. Gleichzeitig wird der Teer gekrackt. Das so erzeugte Kraftgemisch staut
sich an der Verengung it des Reaktionsraumes b und zieht dann durch den kingraum
p ab. Eine Mischung mit dem im Hilfsgenerator r entwickelten Generatorgas
wird durch den Gegendruck des Kraftgasgemisches verhindert. Die im Hilfsgenerator
r anfallende Asche wird unter dem Druck der durch den Rost y zutretenden
Frischluft in den inneren Heizraum geblasen und fällt von hier aus in den Aschensack
t, von wo aus sie durch die Aschenklappe w entnommen werden kann.
-
Die Gaserzeugung im Reaktionsraum b
muß so bemessen sein, daß
dauernd mindestens so viel Kraftgas geliefert wird, -als der Motor in seiner Spitzenleistung
absaugt. Dadurch wird verhindert, daß aus dem Hilfsgenerator r als Schutz- und Heizgas
benötigtes Generatorgas mitgesaugt wird. Das überschüssige Kraftgas aus dem Reaktionsraum,
das der Motor nicht absaugt, drückt in den inneren und äußeren Heizraum a und 4
und verbrennt hier zusammen mit dem Generatorgas. Dadurch erhält der Generator eine
große Pufferfähigkeit, weil bei vermindertem Gasverbrauch oder Leerlauf d#s Motors
die Temperatur im Heizraum nicht sinkt und daher im Gegensatz zu bekannten Generatoren
mit Saugbetrieb auf längeren Leerlauf sofort eine -Spitzenleistung folgen kann.
Soll der Motor längere Zeit stillstehen, so wird die Feuertür geöffnet, so daß der
Hilfsgenerator r wie ein gewöhnlicher Ofen durch natürlichen Zug langsam weiterbrennt.
Selbst wenn die Feuertür - geschlossen bleibt, kann man nach einigen Stunden
Wartezeit durch bloßes Einschalten des Gebläses den ganzen Generator sofort wieder
in Tätigkeit bringen, weil ja bekanntermaßen Braunkohlenasche ihre Glüh-
hitze
sehr lange beibehält.
-
Die Durchsatzgeschwindigkeit im Reaktionsraum b hängt ab von
der Leistung des Hilfsgenetators r, also von dem Frischluftanteil, der ihn bei
y durcli7ieht. Da Schwelleoks sehr aktiv ist, genügt eine ganz geringe Schütthöhe,
um in dem Hilfsgenerator heizkräftiges Generatorgas züi erzeugen. Das aus dem Hilfsgenerator
r in die Heizräume a und 4 eintretende Generatorgas bestreicht die glühenden Heizwände
von außen, wobei es die Frischluft beiseitedrückt und etwa noch durchgewirbelten
Sauerstoff durch Verbrennung unschädlich macht. Dadurch werden die Heizflächen vor
dem Verbrennen schützt. Dagegen wirkt auf die dem glühenden Schwelkoks im Reaktionsraum
b zugekehrte Seite der Heizflächen Wasserdampf oxydierend ein. Dem steht
aber die reduzierende Wirkung des Schwelkokses und Kraftgases entgegen, so daß sich
die Einzelwirkungen aufheben. Wohl aber findet eine Inkohlung statt, weil das glühende
Eisen Kohlenstoff aufnimmt. In der Folge davon überzieht sich das Eisen auf der
dein Schwelkoks zugekehrten Seite mit einer harten schwarzen Masse, die nicht abblättert
und eine eigene Schutzschicht über das darunterliegende blanke Eisen bildet.
-
Selbstverständlich könnte der Gaserzeuger auch mit festem Brennstoff
beheizt -werden. In diesem Falle hätte man nur etwa in der Höhe der Linie
5 - 5 einen Rost anzubringen, der den Heizrauma nach unten abschließt.
Der Vorratsraum.für den Heizkoks könnte wie im Hauptpatent konzentrisch um den Braunkohlenvorratsraum
c angeordnet und der Heizkoks durch taschenförmilge Durchlässe im kegeligenTeil
des Reaktionsraumes b
zugeführt werden. In diesem Falle %vürde d--r unter
dem Rost liegende Hilfsgenerator r in verkleinerter Ausführung nur zum Anzünden
des Heizkokses und zur Lieferung des Schutzgases dienen.