DE802579C - Generator zur Herstellung eines brennbaren OElgases - Google Patents

Description

Bekanntlich können durch Erhitzung flüssiger Brennstoffe aus diesen Brennstoffen Dämpfe hergestellt werden. Insoweit diese Brennstoffe einen Endsiedepunkt von weniger als 300 his 350⁰ C haben, kann die Verdampfung stattfinden, ohne daß chemische Änderungen im .Brennstoff auftreten. Wenn jedoch der Endsiedepunkt die angegebene Grenze übersteigt, tritt im allgemeinen Kracken ein. Dabei werden lange Moleküle in kürzere umgewandelt; es bildet sich jedoch gleichzeitig ein fester Rückstand. Die Verwendung eines ölgases aus einem Brennstoff mit einem Endsiedepunkt über 300 bis 350⁰ C bedingt also von Zeit zu Zeit Reinigung der Geräte, in denen die Herstellung des Dampfes erfolgt. Weiter weisen solche Geräte den Nachteil auf, daß die gebildeten öldämpfe nicht ohne Kondensierung gekühlt werden können, mit anderen Worten, es ist kein dauerndes Ölgas entstanden. Bei den bekannten Geräten(Gasgeneratoren) zur Herstellung dauernder Ölgase wird zu diesem Zweck während der Verdampfung Luft zugeführt; dies führt u. a. zu einer teilweisen Oxydation des Ölgases, wobei jedoch immer nur ein geringer Teil des kalorischen Wertes des Gases frei wird. Es ist auf diese Weise möglich, ein dauerndes Gas zu erzeugen. Sämtliche bekannten Geräte haben jedoch den Xachteil, daß die Bildung von Krackresten nicht verhütet ist, bzw. daß keine Maßnahmen zum Unschädlichmachen der sich bildenden Krackreste getroffen sind.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Verbesserung von Ölgasgeneratoren zu schaffen, wobei

der festgestellte Nachteil nicht besteht bzw. nur in solchem Maße auftritt, daß er den Betrieb nicht beeinträchtigt. '

Beim Generator nach der Erfindung, der zur Herstellung eines brennbaren, dauernden ölgases dient, werden das öl und die Luft im Gegenstrom miteinander in innige Berührung gebracht, wobei diejenigen Generatorteile, die im wesentlichen nur noch die schwereren ölteile enthalten, durch Wärmezufuhr von außen her auf einer Temperatur gehalten werden, die so hoch ist, daß die hier schließlich aus dem Brennstoff zurückbleibenden oder gebildeten festen Brennstoffteile wenigstens zum größten Teil durch Oxydation in gasförmige Verbindungen umgewandelt werden.

Da beim Generator nach der Erfindung die Strömungsrichtungen des Brennstoffs und der Verbrennungsluft entgegengesetzt sind, werden die leicht verdampfenden Teile nach ihrer Verdampfung zuerst vom Luftstrom in einer ihrer ursprünglichen Richtung entgegengesetzten Richtung mitgeführt, gegebenenfalls auch örtlich oxydiert, die zurückbleibenden schwereren noch flüssigen Brennstoffteile fahren fort, im Generator dem Luftstrom entgegenzufließen und begegnen dabei stets Luft, die sauerstoffreicher ist als die zuvor berührte Luft. Die schwereren Teile, die im Luftstrom nicht verdampfen und in Generatoren üblicher Bauart die Bildung fester, unverbrannter Reste herbeiführen, gelangen schließlich beim Generator nach der Erfindung in denjenigen Teil desselben, in dem infolge der Wärmezufuhr von außen her eine solche Temperatur herrscht, daß die Reste infolge der hohen Temperatur dort weitgehend durch Oxydation in gasförmige Verbindungen umgewandelt werden. Der Vorteil dieser Verbrennung infolge der Wärmezufuhr von außen her gegenüber der Ausbildung, bei der die zur Verbrennung dieser Teile erforderliche Wärme völlig dem sich im Generator vollführenden Prozeß entnommen wird, besteht darin, daß beim Generator nach der Erfindung ein Untermaß von Verbrennungsluft ausreicht, so daß das sich im Generator bildende Gas ein reiches Gas wird. Durch Versuche wurde festgestellt, daß beim Generator nach der Erfindung eine Luftzufuhr zum Generator ausreicht, die z. B. 5 bis 10% der Luft beträgt, die zur vollständigen Verbrennung des im Generator gebildeten Gases erforderlich ist. Der neue Generator eignet sich auch zur Kombination mit einem Brenner.

Die Wärmezufuhr zum Generator von außen her kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es kann z. B. die dem Generator zugeführte Luft vor Eintritt in den Generator erwärmt werden, was vorzugsweise mittels der Rauchgase des Brenners erfolgt, der mit dem aus dem Generator kommenden Gase gespeist wird. Es ist auch möglich, den Generator selbst dort zu erwärmen, wo sich die schwersten ölteile befinden. Dabei ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung empfehlenswert, den Generator an der Stelle der schwersten ölteile dickwandig auszubilden oder diesen Teil aus einem die Wärme vorzüglich leitenden Material herzustellen. Wenn der Generator an der Stelle der schwersten ölteile dickwandig ausgebildet ist, empfiehlt es sich, ihm die Luft durch eine Anzahl enger öffnungen in diesem dickwandigen Teil zuzuführen, da auf diese Weise die gegebenenfalls kalte Luft in sehr starkem Maße geheizt wird.

Im allgemeinen ist es gemäß der Erfindung empfehlenswert, denjenigen Generatorteil, in dem der Brennstoff und die Luft miteinander in Gegenströmung sind, senkrecht anzuordnen, wobei die Brennstoffzuführungsleitung im oberen Teil des Generatorteils einmündet und gekühlt w^rird, um Kohleansatz zu vermeiden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die schaubildlich mehrere Ausführungsformen des Generators nach der Erfindung darstellt.

Fig. ι zeigt einen Generator, der im wesentlichen aus einem Gefäß 1 mit einem verhältnismäßig engen Hals 2, einer Luftzuführungsleitung 3, einer Brennstoffzuführungsleitung 4 und einer Abführungsleitung 5 für das erzeugte Gas besteht. Bei dieser Ausführungsform ist der Boden 6 des Gefäßes 1 dickwandig ausgebildet. Die Wirkungsweise dieses Generators ist folgende: Der Brennstoff spritzt aus der Zuführungsleitung 4, wie gestrichelt dargestellt ist. Im Halse 2 begegnet dieser flüssige Brennstoff der durch die Leitung 3 und die engen öffnungen 7 in der Generatorwand in den Generator eintretenden Luft. Die Luft ist z. B. durch die Rauchgase des nicht dargestellten Brenners vorgeheizt, der mit dem Gas aus dem Generator gespeist wird. Infolge der Verwendung vorgeheizter Luft verdampfen im Hals 2 die leichteren Brennstoffteile und werden vom aufsteigenden Luftstrom gegebenenfalls teilweise oxydiert und durch die Gasleitung 5 abgeführt. Die schwereren Teile dagegen verdampfen nicht sofort, sondern gelangen tiefer in den Generator, werden, wenn sie die zu diesem Zweck geeignete Temperatur erreichen, verdampfen und gegebenenfalls auch teilweise oxydiert im Generator mit der Luft aufsteigen und durch die Leitung 5 abgeführt. Die schwersten Teile gelangen auf den Boden 6, der, wie die Pfeile 8 andeuten, von außen her geheizt wird. Es zeigt sich nun, daß die im unteren Generatorteil befindlichen und somit im allgemeinen aus den schwersten ölteilen bestehenden, flüssigen Brennstofftropfen in der Form kleiner Kügelchen über dem Boden schweben bleiben, wobei die in diesem Augenblick infolge der vorhandenen sehr sauerstoffreichen Luft gebildeten Dämpfe, meist Krackprodukte, in sehr sauerstoffreicher Luft ganz oder teilweise oxydiert werden. Schließlich verbleibt am Boden 6 ein im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehender fester Rest, der nach einiger Zeit infolge der in diesem Generatorteil herrschenden Luftströmung durch Oxydation in gasförmige Produkte umgewandelt ist. Die festen Reste verschwinden also vollständig durch Oxydation. Es ist dabei erwünscht, die Verbrennungsluft dem Generator tangential zuzuführen, was offenbar die Mischung der Verbrennungsluft und der Kohlen-Wasserstoffe begünstigt.

Vorzugsweise wird der Generator derart einge- j richtet, daß die sich im unteren Generatorteil bildende Luftwirbelung exzentrisch in bezug auf die j Fallstelle der Flüssigkeit am Boden liegt. Dadurch werden die Flüssigkeitstropfen stets in Bewegung ! gehalten. Im allgemeinen wird der Boden 6 eine Temperatur über 450⁰ C, vorzugsweise über 6oo° C aufweisen, um die erwünschte Wirkung zu sichern. Die Wahl der Temperatur ist naturgemäß von der Brennstoffart abhängig.

Die Ausbildung des Generators nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß das Gefäß 10 einen sich verengenden Hals 11 und einen kegligen Boden 12 auf- [ weist. Die Luftzuführungsöffnungen 13 sind zur ! Begünstigung einer Luftwirbelung tangential angeordnet und auf den geneigten Teil des kegligen | Bodens zu gerichtet. Infolge des überstehenden j Randes 14 ist unten im Gefäß 10 eine Art Wirbelkammer gebildet, welche die Mischung von Brennstoff und Luft in hohem Maße begünstigt. Weiter sind bei dieser Ausführung, wie aus der Figur ersichtlich ist, die Luftzuführungskanäle 13 im dick- j wandigen Teil des Gefäßes 10 angebracht. Die j durch die Leitung 15 zugeführte Luft von Zimmertemperatur wird beim Durchtritt durch die öffnungen 13 z. B. bis auf 500⁰ C geheizt. Die Luft nimmt der Wand des Gefäßes 10 die Wärme, da der Boden 12, wie schematisch durch Pfeile 16 angedeutet ist, auf hoher Temperatur gehalten wird. Die Kapazität dieses Generators übersteigt diejenige des Generators nach Fig. 1. Die Brennstoffzuführungsleitung 17 ist daher derart ausgebildet, daß der flüssige Brennstoff in mehreren Strahlen hinunterspritzt.

Ein Vorteil des dickwandigen Bodens in diesem Generator besteht noch darin, daß der stark geheizte Boden von den auf ihn gelangenden kalten i Brennstofftropfen nicht merklich gekühlt wird. Da ι der Generator in Form eines Gefäßes mit engem ,1 oder sich verengendem Hals ausgestaltet ist, wird die Gefahr vermieden, daß aufspritzende Brennstofftropfen in die Gasabführungsleitung gelangen. Fig. 3 stellt eine weitere Ausführungsform des Generators nach der Erfindung dar, die grundsätzlieh den Bauarten nach den Fig. 1 und 2 entspricht, aber mit dem Unterschiede, daß sich dieser Generator insbesondere zum Vergasen aschenhaltiger Ölsorten eignet. Der Generator besteht aus dem sandglasförmig ausgebildeten Gehäuse 20, der Luftzuführungsleitung 21, der Gasabführungsleitung 22, der Brennstoffzuführungsleitung 23 und dem dickwandigen Boden 24. Das Gehäuse 20 liegt an der Unterseite an einem Gefäß 25 an. Zwischen der Innenwand des Gehäuses 20 und dem Gefäß 25 einerseits sowie dem Außenrand des dickwandigen Bodens 24 anderseits ist ein enger Spalt 27 vorgesehen. Wenn im Generator ein Brennstoff verwendet wird, der Aschenreste zurückläßt, so werden diese Reste von der durch die öffnungen 2£ des Gehäuses aus der Leitung 21 kommenden und in diesem Gehäuse eine Wirbelung hervorrufenden Luft von dem Boden 24 über seinen ein wenig aufstehenden Rand geblasen und gelangen durch den ringförmigen Spalt 27 in das Gefäß 25. Dieses Gefäß muß dann und wann geleert werden. Der Raum 28 unter dem dickwandigen Boden 24 enthält eine nicht dargestellte Vorrichtung, um den Boden 24 auf die erforderliche Temperatur zu erhitzen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vertikal angeordneter Generator zur Herstellung eines brennbaren, dauernden ölgases, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl und die Luft im Gegenstrom in innige Berührung miteinander gebracht werden und auf diese Weise auf verschiedenen Niveaus von der oberen nach der unteren Seite des Generators eine Verdampfung von leichteren und schwereren Ölteilen stattfindet und daß der Bodenteil des Generators durch Wärmezufuhr von außen her auf einer derart hohen Temperatur gehalten wird, daß die dort schließlich aus dem Brennstoff zurückbleibenden festen Brennstoffteile durch Oxydation in gasförmige Verbindungen umgewandelt werden.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil des Generators dickwandig ausgeführt ist.

3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil aus einem die Wärme vorzüglich leitenden Stoff besteht.

4. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Generator die Luft durch eine Anzahl enger öffnungen im dickwandigen Generatorteil zugeführt wird.

5. Generator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er die Gestalt eines Gefäßes mit engem Hals aufweist, dessen kegliger Boden auf einer solchen Tem-

. peratur gehalten wird, daß die in diesem Generatorteil befindlichen festen Brennstoftteile dort durch Oxydation in gasförmige Verbindungen umgewandelt werden.

6. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Generatorgehäuse und dem dickwandigen Boden ein enger Spalt vorhanden ist, so daß eine Verbindung zwischen dem Generatorgehäuse und einem unter diesem angeordneten Gefäß besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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