-
Stetig betriebener senkrechter Kammerofen Die Erfindung bezieht sich
auf einen stetig betriebenen senkrechten Kammerofen zum Erzeugen von hoch-wertigem
Gas, Schwelteer und Koks aus bituminösen Brennstoffen durch Schwelung, Entgasung
und Teilvergasung mittels hocherliitzter, stickstoffarrner Spül-
gase.
-
Die Auf-abe der Erfindung besteht darin, aus bittiminösen Brennstoffen,
insbesondere solchen aus nicht oder schlechtbackender Kohle ein beispielsweise als
Stadtgas geeignetes Gas bei Gewinnung einer größtmöglichen Menge an Teer zu erzeugen,
der sowohl hinsichtlich der Menge als auch der Eigenschaften dem bei der üblichen
Schwelung von Brennstoffen anfallenden Teer entspricht, gleichzeitig aber einen
Koks zu gewinnen, dessen Eigenschaften dellen des Hochtemperaturkokses entsprechen.
-
Die Erzeugung von Reichgas, beispielsweise Stadtgas, erfolgte bisher
in außenbeheizten Gaserzeugungsöfen, beispielsweise Retorten- oder Kammeröfen bei
hohen Temperaturen von etwa goo bis iooo' C, wobei zur Erzielung des geforderten
Heizwertes eine teilweise Vergasung des Kokses mit Wasserdampf vorzugsweise in Destillationskammern
erfolgte. Infolge der hohen Destillation#temperaturen ist jedoch hierbei die Ausbeute
der Destillationserzeugnisse, insbesondere des Teeres, verhältnismäßig niedrig,
da ein wesentlicher Teil der teerigen Bestandteile des Brennstoffes in gasförmige
Bestandteile aufgespalten wird.
Bei der Entgasung von Brennstoffen
bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise im Tempera,turbereich von 500
bis 6oo'C, -wird zwar eine größere Menge Teer erzeugt. Bei diesen bekannten Schwelverfaliren
fällt jedoch infolge des Fortfallens der Umwandlung von teerigen Bestandteilen eine
weniger große MengeNutzgasan.Entsprechendderniedrigen Temperatur bei der Destillation
und der dadurch erforderlichen großen, die Wärme von den Verbrennungsgasen an den
Brennstoff übertragenden Heizfläche ergibt sich bei der Schwelung mir eine geringe
Leistung. So sind beispielsweise Schwelverfahren bekannt, bei denen die Wärme an
den Brennstoff durch außenbeheizte metallische Wände übertragen wird.
-
Es ist weiterhin bekannt, die Schweluiibitumitiöser Brennstoffe mittels
erhitzter stickstoffarmer Spül-ase durchzuführen. Bei der Spül-asschwelung werden
die Spülgase auf eine Temperatur von 700' C in die mit Brennstoff gefüllte
Kammer eingeleitet. Der Brennstoff wird bei einer Temperatur von etw. 5oo bis 6oo"'
C geschwelt, wobei große Mengen unzersetzten Teeres, aber nur geringe Mengen
an Schwelgasen aus dem Brennstoff anfallen. Diese Schwelgase bestehen im Gegensatz
zu den bei der Schwelung in außenbeheizten Kammern erzeugten Gasen aus einer Mischung
von Spülgas und Schwelgas, also einem Gas von niedrigem Heizwert.
-
Der bei den Schwelverfahren- anfallende Koks enthält noch eine größere
Menge an flüchtigen Bestandteilen und ist nicht zur Verbrennung in jeder Feuerungsanlage
geeignet.
-
Es ist bei Gaserzeugern zur Erzeugung von Schwachgas bekannt, das
in eine n unteren Verolasungsschacht eingehlasene Dampf-Luft-Gemisch nach Durchwandern
desVergasungsz#I el raunies in Teilströme derart aufzuteilen, daß der eine den Brennstoff
im unteren Teil einer EntoUsun-skammer durchströnit, aus welcher er in einer beliebigen
Höhe mit dem im Gleichstrom mit dem Brennstoff aus dem oberen Teil der Entgasungskammer
strömenden Gases abgezogen wird, während der andere Teil des aus dem Vergasungsraum
aufströmenden Gases in Heizkanäle zieht, die zur mittelbaren Bebeizung der Entgasungskaminer
dienen. Bei diesem bekannten Gaserzetiger handelt es sich jedoch um die Vergasung
von bituminösen Brennstoffen, wobei Schwachgas, also ein Gas niedrigen Heizwertes
ohne besonderen Teeranfall, erzeugt werden soll.
-
Es sind ferner Einrichtungen zum Schwelen und Vergasen von bituminösen
Brennstoffen bekannt, bei denen einer Vergasungszone eine Schwel- und eineVorwärmzone
vorgeschaltüt ist, wobei ein Teil des heißen in der Vergasung:,zone erzeugten Wassergases
den Brennstoff in der Schwelzone unmittelbar, der andere Teil mittels in der Schwelzolie
angeordneter senkrechter Kanäle, die bis in die Trockenzone reichen, mittelbar durchströmt
und schwelt. Das Nutzgas wird dabei zwisehen der Trocken- und Schwelzone abgezogen,
während der Teilgasstrom der Trockenzone in einen Dampfüberhitzer geführt wird,
wo er mit dein Vergasungsdampf vermischt wird. Die Temperatur im Schwelschacht kann
hierbei jedoch infolge der starken ';chwankungen der fühlbaren Wärnie des Wasser
'gases und der eine höhere Temperatur aufweisenden Heißblasegase nicht auf der für
die Erzeugung wesentlicher Merigen Teer, der die Eigenschaften des bei der Tieftemperaturverkokung
anfallenden Teeres besitzt, erforderlichen gleichen Höhe -ehalten werden. Es fällt
auch infolge der Vergasung kein Koks an. Ferner hat das erzeugte Mischgas einen
geringeren Heizwert als das übliche bei der Hochtemperaturverkokung anfallende Gas.
-
Die Erfindung löst nun die Aufgabe. aus bituminösen Brennstoffen Gas
und Koks züi erzeugen, wie diese bei der Hochteniperaturverkokung anfallen, gleichzeitig
aber die Menge des gewonnenen Teeres auf die bei der Tieftemperaturverkokung erzeugte
-Menge und Qualität zu steigern, dadurch, daß der Brennstoff in einem ununterbrochen
betriebenen, senkrechten Kammerofeil behandelt ,vird, in den schmale metallische,
unten offene Heizkaminern ein'gehän-t sind, die von den I e# im Gegenstrom zum Brennstoff
aufsteigenden Spülgasen durchströmt werden und die Trocken- oderVorwärmzone senkrecht
unterteilen. Zwischen der Trocken- oderVorwärinzone und der Schwelzone sind die
Heizkainmern verengt, wobei in Höhe dieser Verengung eine Gasabzugsleitung für das
Rohgas vorgesehen ist.
-
Der Brennstoff wird also zunächst in einer oberen Zone durch Spülgas
getrocknet und i
vorgewärmt, in der nächsten Zone durch Außenbeheizun., mittels
der hoche'rhit7ten Spülgase und gleichzeitiger Spülgasschwelung geschwelt und in
der anschließenden letzten Zone lediglich durch Durchleiten des Spülrestlos entgast,
wobei durch entgases ZD sprechende Einstellung des Wasserdampfgehaltes des unten
in den Gaserzeugungsofen eintretenden Spül-ases der Wassergasgebalt des aus der
Einrichtung abzuziebenden -Nutzgases geregelt wird, was an sich bekannt ist. Das
Wesentliche der vorliegenden Erfindung demgegenüber besteht in der Anwendung der
bei Schwelverfahren ebenfalls bekannten aus metallischen Wänden bestehenden Heizräunie
zum Schwelen Und Trocknen,- wobei das die Destillatioliserzeugnisse (Nutzgasschwelteer
ZD
und Nebenerzeug.nisse) enthaltende Rohgas an einer Stelle abgezogen
wird, wo der Brennstoff so weitvorgewärmt, beispielsweise auf eine Temperatur von
i2o bis i5o' C in die Schwelzone übergeht, daß Kondensationen von Gasbestandteilen
an den Kammerwänden durchkaltenBrennstoff nichtauftretenkönnen. Die in der Trocknungs-
bzw. Vorwärmzone entwickelten Gase und Dämpfe ziehen im Gleichstrom mit dem Brennstoff
durch den Rohgasabzug ab. %
Durch die Aufteilung des zwischen den schmalen
Heizkammern absinkenden Brennstoffes wird der mittelbare Wärmeübergang von dem durch
die Heizkammern geführten Spülgas auf den Brennstoff begünstigt, so daß nur eine
geringe Menge Spülgas zur Vervollständigung eines schnellen innigen Wärmeüberganges
durch den Brennstoff selbst geleitet zu werden braucht.
-
-Vorzugsweise besteht die Verengung zwischen der Schwel- und Vorwärmzone,
die als Sammelraum für das abziehende Nutzgas dient, aus einer Reihe von Rohren,
die die Heizkammern der beiden Zonen miteinander verbinden.
-
Die Menge des die Heizkanimern durchwandernden Spülgases sowie die
des zur unmittelbaren Beheizung dienenden, den Brennstoff durchströmenden Spülgases
wird durch entsprechende Druckhaltung geregelt, so daß das dem Schwelgas beigemischte
Spülgas nebst dem gegebenenfalls in der Entgasungszone erzeugten Schwelgas den Heizwert
des Nutzgases auf den erforderlichen gewünschten Wert, wie er beispielsweise für
Stadtgas vorgeschrieben ist, herabsetzt. Dadurch läßt sich ferner -die Vorwärmtemperatur
in der gewünschten Weise einstellen.
-
Die Erfindung ist in den Abb. i und 2 in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
-
Abb. i zeigt den Gaserzeugungsofen in einem senkrechten Querschnitt
durch die Ofenkammern; Abb. 2 stellt einen senkrechten Längsschnitt durch die Ofenkammer
dar.
-
Der Gaserzeugungsofen wird von einem feuerfesten Mauerwerk i gebildet.
Im Unterteil des Ofens sind im Mauerwerk Kanäle 3
zur Zuführung hocherhitzten
Spülgases vorgesehen, das durch Brücken:2 aus feuerfestem Mauerwerk auf den Schachtquerschnitt
verteilt wird. Der Ofen besteht aus zwei senkrechten Kammern 4, die der Behandlung
des Brennstoffes dienen.
-
Jeder Kammer4 wird an ihrem oberen Ende durch den Zuführungsschacht5
der Brennstoff zugeführt. Der Brennstoff sinkt in der Kammer 4 im Maße des unten
abgezogenen, entgasten Brennstoffes abwärts und .durchläuft dabei nacheinander die
ZoneI der Trocknung und Vorwärmung, die Zone II der Schwelung und die Zone III der
Nachentgasung und gegebenenfalls der Wassergaserzeugung. Der Entgasungsrückstand
wird am unteren Ende der Kammer 4 durch Kühlkästen 6 indirekt gekühlt und
durch eine geeignete Austragevorrichtung abgezogen.
-
In die Kammern 4 sind Heizkammern 7
eingehängt, die aus rechteckigen
metalli,8chen, unten offenen, und sich über die Kammerbreite erstreckenden Kästen
bestehen. Die Heizkammern 7 reichen bis zum unteren Ende der Zone I und sind
durch Rohre 8 mit den Heizkammern 9 und an ihrem oberen Ende über
die Leitung io mit einer Sammelleitung i i verbunden.
-
Die Heizkammern sind in senkrechten Aussparungen des Manerwerks geführt
und mit seitlichen Ausladun-en 12 versehen, die sich auf entsprechenden Vorsprüngen
13 des Gaserzeugeroberteils so abstützen, daß die Heizkammern frei in dem Gaserzeugerschacht
4 hängen und durch die Dehnungen des S chachtmauerwerks in ihrer Lage nicht
beeinträchtigt werden. Die Heizkammern besitzen nur eine.geringe Breite von beispielsweise
ioo mm und eine Länge von etwa :2 in. Die einzelnen Heizkammern 7 und
9 bilden im Gaserzeuger lange schmale Schächte, zwischen denen der Brennstoff
nach unten wandert.
-
Das durch die unterhalb der Brücken 2 angeordneten Schlitze 14 austretende,
auf eine Temperatur von beispielsweise 1200' C erhitzte Spülgas strömt in
gleichmäßiger Verteilung aufwärts. In der durch den Raum 15 gebildeten Zone III
wird der Brennstoff auf die für die restlose Entgasung notwendige hohe Temperatur
erhitzt, wobei in an sich be kannter Weise der entgaste Brennstoff durch Wasserdampfzufuhr
teilweise zu Wassergas vergast werden kann.
-
Nach Durchströmen der Zone III tritt ein Teil des Spülgasdestillationsgasgemisches
durch die von Brennstoff erfüllten Räume 16, 17 der Zone II und der andere Teil
durch die Heizkammern 9, beispielsweise mit einer Temperatur von etwa 6.5o
bis 700' C hoch. In der Zone II erfolgt somit eine Schwelung durch gleichzeitige
unmittelbare Beheizung mittels Spülgas und durch mittelbare Beheizung von den Heizkammern
9 aus. Der ,größte Teil des Spülgasdestillationsgasgemisches wird durch die
Heizkammern geführt und gelangt von den Kammern 7 der Zone 1, in die
es mit einer Temperatur von etwa 40o bis 450' C einströmt, durch die mit
diesen verbundenen Rohre io, die es dann mit einer Temperatur von etwa 2oo bis
250' C
verläßt, in die Sammelleitung i i.
-
Der Brennstoff wird auf diese Weise in der Zone I bis auf eine Temperatur
von etwa
,oo 1)is e ä ##o# C vor, w, rmt, so daß das Spülgasdestillationsgasgeinisch
keine durch kalten Brennstoff verursachte Kondensate an den Kaiiiinerwänden absetzen
kann.
-
Das durch Leitung i i abgezogene Spülgas wird von Staub befreit und
mittels eines Ge-
bläses einem Gaserhitzer zugeführt. Dein Spül-as
kann vor dein Eintritt in den Gaserhitzer Wasserdampf in regelbaren Mengen zugesetzt
werden.
-
Das Nutzgas wird von den Gassammelräumen 17 durch die Wandöffnungen-
18 in die Mauerwerkskanäle ig abgezogen, die durch Rolirleituiigeii:2o mit
einer Saminelleitting2i verbunden sind. Die in den Zwischenräumen 22 der Zone
1 gebildeten Gase und Dämpfe ziehen im Gleichstrom mit den, Brennstoff- durch
den Gassammelrauin 17 iii,.d Leitung 21 ab.