DE905191C - Einrichtung zur Erzeugung von Kohlenoxyd und gegebenenfalls Wasserstoff enthaltendenGasen durch Vergasen fein verteilter fester Brennstoffe - Google Patents
Einrichtung zur Erzeugung von Kohlenoxyd und gegebenenfalls Wasserstoff enthaltendenGasen durch Vergasen fein verteilter fester BrennstoffeInfo
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- DE905191C DE905191C DEP27642A DEP0027642A DE905191C DE 905191 C DE905191 C DE 905191C DE P27642 A DEP27642 A DE P27642A DE P0027642 A DEP0027642 A DE P0027642A DE 905191 C DE905191 C DE 905191C
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/50—Fuel charging devices
- C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
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Description
- Einrichtung zur Erzeugung von Kohlenoxyd und gegebenenfalls Wasserstoff enthaltenden Gasen durch Vergasen fein verteilter fester Brennstoffe Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die kontinuierliche Erzeugung von Kohlenoxyd und Wasserstoff einthaltenden Gassen, aus einem fein ve,rtied,ltien festen Brennstoff, der in Suspension m.it Sauerstoff oder mit sauerstoffangereicherter Luft und unter Einwirkung von gasfärmiigen. M-e"diein, wie Wasserdampf oder Kohlensäure, dies einidothi.°irm mit Kohlenstoff reagieren, umgesetzt wird. Die Erfindung bezieht sich im engeren auf solche Verbetsserung!en der Einrichtungen, durch die die Vergasungsreaktionen einfach und mit Erfolg für die Herstellung von brennbaren Gasen angewendet «^erdleici können, wohei de verschiedenen Reaktionen gleichzeitig, aber im wesentlichen getnennit voneinander, in demselben Vergasungsraum stattfinden.
- Das Patent goo 986 betrifft ein Verfahren zur Erzeugung voni Kohlenoxyd und gege,ben:ufalls Wasserstoff @enthaltenid'en. Gasen durch Vergasen fein verteilter feister Brennstoffe (Brennstaub) in der Schwebo mit Sauersibaff und mit enidiothelrm reagierenden gasförmigen Mitteln, wobei ein außerhalb des Reaktionsraumes hiergestelltes, möglichst homogenes Gemisch von Bnctnnstaub und Sauerstoff mit einer Temperatur unterhalb der Zündtemperatur des Gemisches und mit einer solchen Geschwindigkeit in einen auf hoher Temperatur b
findlichlen, und gegen Wärmeverluste geschützten Reaktionsraum eingeblasen wird, daß die Zündung und damit, diel exo,theirm,o Reaktion zwischen Brenn- staub, und Saueirs@toff erst innerhalb deos Re!aktiions- raumes einsetzt: Dieses Verfahren ist dadurch ge- kennzeichnet, daß unabhängig und getrennt vorn Brunnstaub-Sauerstoff-Gemi.sch ein endatheirm mit Kohlenstoff reagi.e(remdes gasförmigos. Mittiol dlorar t in den Reaktionsraum eingobla,sen wird;, daß zwi- schen der zentralem Zone dein eoxoth;eirime@n Reaktion und dein Reaktions,rau.mwänden eine die zentrale Zonie, nur oberflächlich betrührende, zusammen- hängen,deo, strömende Schicht von end'othierm reagierenden Mitteln entsteht, so d'aß der hoch- erhitzte B@retnns,taubrückstand aus dielr Zone emo- theirmer Reaktion vor Auftreffen, auf die, Reiaktions- raumwänd;e mit und'otherm reagierenden Mitteln: in Berührung kommt. und' sich dabei so weit abkühlt äaß er in fein verteiltem feistem Zustand ausge:- schieden wird. Im Vergasungsraum besteht also gleichzeitig .eine zentrale, hocherhitzte Zone, in der eii.ne exotberme Reaktion, und eine äußeire Zone niedrigerer Temperatur, in deireine endotharme, Reaktion stattfindet. Ziel der Erfindung ist eine neuartige und v;e;r- besserte Vergasungseinrichtung, in der die Zonen exothermer und Eind'othermer Reaktion troitz ihrer unmittelbaren Berührung im wHsent.lichen derart geitrennt voneinander aufrechterhalten weirden können, daß der Vorgang der exothe@rmen Reaktion nicht nennenswert durch Reaktionsmi.tteil aufs der endothermen Zone gestört wird, wobei gl'elichzielitig winiei kontinuierliche Isolierung der Wände der Vergasungskammer gegenüber der exothermem Zone durch Reaktionsmittel aus der endothermen Zoniei einreicht wird. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die, Mife!1 zum Einführein der ,ccindotbielrm reagieren- den Mittel .die; Düse zum Einführen. dies Bteunis:taub- Sau,-irstof-fGem.isches derart umgelben, daß di!o endotherm reagierenden Mittel .dein Wändan deis Reaktionsraumes ins einer mit der Bewegung des Brennstaubes. in Richtung der Längsachse dlels Reaktioms.rau meis gleichsinnigen, gegebenenfalls schraubenlinienförmigen Strömungsrichtung folgen. Das en@dotheirme Reaktionsmittel bewegt sich also längs. dlar Wände dieir. Vergasungskammer wie eine Art Schileier in Form einer in sich rotierendem Strömung. Diese Strömung bildet dabei im all- gemeinen. einen spitzen Winkel zur Längsachse des Stromes der Suspension des. feistem Bmnn-stoffes, die gleicbz!elitig in die vom Schlieiier aus eindothorm reagierenden. Reaktionsmittel umschlosisenen Hohl- räume eingeführt wird' und in gleichirr Richitung wie der Schleier durch .die Vergasungskammer strömt. In der Zeichnung ist als B,eiiis.piel ein Aus- fiihrung sbeiiispieil der Einsrichtung gemäß der Er- findung wiedergeigeben, aus der sich auch weitere ''erbesserungen und betriebliche Vorteile der Er- findung relrgeben. Fiig. i ist eiin senkrechter Schnitt durch den Bronnerkopf einer Vergasungskammer: Fi.g. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie IPII de-ir Fig. i, und, Fdg. 3 iisrt ,eines vergröß!eirto Ansicht eines Teildes des Düsenkopfes.. Dieir Breinnerkopf deir Vergasungsapparatur ist ein Teil einer Reaktionska.inmar i, die, vorzugs- weiszi aus feuerfesten Wänden 2 horgestollt ist und im w osentlichen konischen Foirm hat. Dias Ende der Reaktionskammer i kann mit einem Staub- abschei:der verbunden werden, um die staubförmige Asche des festen Brennstoffes von dem hergestellten Gas zu trennen. Mehrelfe dheer Reaktionska,mmer- bmeinne@rlcöpfe; können mit einem gemeinsamen StanbaLs.chaider verbundm. sein. Der staubförm:igel feistes Birrenusitoff und die gas- und dampfförmigen Reaktionsteilnehmeir werden in das v-elrjüngt;e; Ende des Reaktionsraumes z eingeführt. Ein vorgebilde- tieis, im wesentlichen h.omog enas Gemisch dies staub- förmigen fe!stein Beennstofeis und Sauerstoff, das in einer nicht gezeigten Apparatur hergestelllt wird, kann durch eine oder mehrlor:i Leitungen 3 in den Reaktionsraum i eingeführt w lerd°n. Bei der in d,-fr Zeichnung dargestellten Apparatur sind dreh solcher Leitungen innerhalb einieis Kühlmanteils .l. ange- ordniet. Die Lielitung g dient dazu, ein Küh lmittol in den IUih.lman.teil zu führen, da.s danach durch die Leitung 6 aus d;--lm Küh.lmanted abfließt, nachdem eis um die! Brennstoffei.nfübrungsk,itung 3 strömte. Das innere Ende des l#,'-ühlm.an:tels bildet einen Teil der Endwand des Reiaktionsraumes i. Das Endei des Kühlmantels ¢, das einen Teil der Endwand der Reaktionskammsr i bildet, ist von einem feuer- feisten Körper 7 umgeben, der de eine Wand dein ringfö,rmiigein Düse für die Einführung der endio- therm reagierenden Mittel in die Reaktionskammer bildet. Der feu erfeis.tei Körper 7 wird voirzu:gsweiise aus einem Stück hergie!stellt. In Verbindüng mit einem Teil 8 dl:lr fuerfesaein. Wände 2 der Reaktions- kammer biildieit dein Körper 7 die ri,ngförmigeiDüse:9, deren Auslaßöffnung im wesentlichen gleichachsig mit der Längsz,chse der Reiaktionskammer i und des Kühlmantels 4. angeordnet ist. Durch die: riing- förmiige Düse 9 werden Was,sierdampf, Kohlensäure oder Gemische davon in düei Relaktio@nskamm,er elin- geführt, aber getrennt von einer Mischung von Sanorstoff und festem Brennstoff, der vergast wer- don, soll. Zu dieisem Zw:.,clc ist dizi ringförmige Düs:ei 9 durch horizontale Kanäle toll und einen ringförmigen Kanal io mit der Zuleitung 1i für das unter Druck einströmende eindotberme Reaktions- mittieil verbunden. Die ringförmigen Kanäle toll sind baulich. aine E;rweiitielrung des rinigförmigein Kanals io. und wer- den durch Reibion von, auf Abstand ges-eitztei oder genaiu beim;as.san:! Steinig lob gebildefit, durch die die Entfernung dein äuß-; ren und innren Wändw der Zügel log vo,n,eiiii:anidieir bestimmt wird. Bei der aus den Fig. i und 2 eirsichtli.chen Bauart sind diel Kanäle log sämtlich mit!eiinander an verschiedenen Punkten durch andere ringförmige; Kanäle ioe ver- bund;°_n, die ein Gegenstück sind zu dem Kanal io, der sich in direkter Verbindung mit der Zuleitung i i txetfindiet. D:a, das eind'otherm reagierende Medium mit sehr hohen eingeleitet wird, nicht unter etwa i2ooJ C, werden: die Kanäle! und Leitungen i o, in°, ioc und ii vortiailhaft aus feu:er- festem, die Wärme schlecht leitendem Material ge,- bi:ld et, um soweit wie möglich dem Wärmeübergang durch das Mauorwerk an dein. Kühl- mantel 4 vorzubeugen. Um das endotherm reagie- rende Gas oder den Dampf v o-rzuwärmen, kann die Zuleitung i i mit irgendeiner zw~eick@entspriechienden Einrichtung, z. B. Regmeratoren, Rekuperatoren od. dgl., verbunden werden. Für vieile Fälle ist einie! einzelne ummantiel.tie; Leitung 3 zum Einleiten, des, Bren:ns.toff-Sauerstoff- Gemisches in die Reiaktiouskammeir ausreichend. Für größere :Einrichtungen, wie in der Zeichnung dargestiollt, ist es jedoch ratsam, eine Mehrzahl von; Leitungen 3 zu verwenden, die in einem geimi°.iin- samen Kühlmantel angeordnet sind. In eimm solchen Fall ist es vorteilhaft, diese Leitungen symmetrisch zur Längsachse der Reaktionskammer anzuordnen. Wenn mehrere dieser Leitungen 3 veir- wen@det werden, kann es von besonderem. Vorteil sein, eiviel Leitung 13 in leim Raum zwischen den Leitungen 3 anzuordnen und durch diese Leitung 13 eine geringe Menge! eines endotherrn reagierenden Mediums diriekt in die Reaktionskammer zu führen, um eine zufällige Ansammlung von Asche des festen Brennstoffes am Ende des Kühlmantels d. zu "arh indem. Die ringförmige Düse 9 isst so ausgebildet, da,ß das eingeführte end'otherm reagierende Gas oder der Dampf in Fomm einer kontinuierlichen Hülle, vor allem rund um die p@ri:märe,eLxotherme Reaktions- zone verteilt wird!, in der die schnelle Oxydation, der Brennstoffteilchen durch Sauerstoff vor sich geht. Die Temperaturen, die in dieser exoth--rmPm Zone entwickelt wurden, sind sehr hoch und würden die feuerfesten Wände, besonders nahe der Mün- dung der Brennstoffzuführungslaitungen 3, be- schädigen;, wenn diesei Wände. nicht durch die sich bewiegende kontinuierliches Hülle des e:nidiothieirm reagierenden Gases oder Dampfes. geschützt wären:. Ferner können sich die Breinnstoffteilchen mit etwaigem Kohlenstoffgeihalt, dler noch nicht in deir Zone exothermer Reaktionen: oxydiert worden ist, leim Verlassen der endothermen Reaktionszone nicht direkt an den Wänden des Reaktionsraumes. i absetzen, weil sie erst die; 'Hülle von Dianrpf, Kohlensäurei od. dgl. durchlaufen müssen, die enit- lang :der Wände des Reaktionsraumes strömt. Beim Durchdringen der endothermen Zone, reagiert dein restliche Kohlein@stoff, obgleich die Brennstoff- teilchen die Tendenz haben, mit dieser Hülle ab- zuströmen, endotherm mit Dampf, Kohlensäure od. dgl. und wird in Kohlenoxy d übergeführt, wo- durch die Temperatur der Gase, in denen sich die Brennstoffteilchen in Suspension befinden, wieder erniedrigt wird. Die Brennstoffasche wird dann aus dem, Reaktionsraum bewegt, während sie immer noch in Suspension in dem Gemisch von Gasen oder Dämpfleu ist, das durch Diffusion der Produkte aus der endothermen und der exothermen; Reaktions- zone entsteht. Die ,Düse 9 ist derart konstruiert, daß der entlo- therm reagierende Strom in den Reaktionsraum in Form einer wirbelnden, konisch geformten Hülle einströmt. Die, Suspeinsion, dies gapulv.erten: Brenn- stoffes wird in den hohlen Teil dieser Hülle ein- geführt, wo: sie in kurzer Entfernung von der Mün- dung dizir Zuführungsleitung 3 sofort unreir teil- w(e!iIs11r Oxydation des Kohlenstoffgehaltes des Brennstoffes zündet. Einer der wesentlichen Gründe, der gasförmigen oder dampfförmigen Hülle die beschri@eibme Form zu. goil),-:n, isst, eine - zu frühe Diffusion des euridotherm reagierenden Stromes in die exotherme Primärzone zu verhindern und eine solche Diffusion zu ver- zögern, bis im wesentlichen der gesamte Sauer- stoff für diel Oxyd'@ation .des. Binaunsto:ffes :darin auf- g,ibrauchtworden ist. Eine. zu frühe Mischung d°_e endotherm reagierendm Stromes mit dein Reak- ticnsteilnie@hm@°:rn aus der exothermen Zone würde einen schädlichem Einfluß auf dgn Vergasungs- prozeß haben, d,. h. es würde den verwandiwten Sauersito:ff verdünnen und in unierwünschter Weise die Teimpera:twr reduzieren, die sonst in der exo- thierm:en Zone erreichbar wäre., und wü:rdiei dadurch weiitgehend den Wirkungsgrad der Vergasung herabsetzen. Wie schon gcoagt, sind die Wände der ring- förmigen Düse 9 aus feuerfesten Steinen 8 und diem feuerfeisten Körper 7, der vergrößert in Fig. 3 dar- gestellt ist, zusammengesetzt. Dor Körpor 7 ist im weisentldchien wie: ein Ke:g:il ausgeführt und mit einer zentralem. Öffnung vorsehen, in. die der Kühl- rnant:el für die Brennstoffeinführungsleitungen 3 eiingeführt weirdinm kann. Dieisie zentiraliei Öffnung solltei vo@rzu;gsw;.ii@s"i von einem solchen. Durchmes:setr sein, daß unter normalen Betriebsbedingungen eine Berührung zwischen d= Kühlmanel und den Wänden der zentralen Öffnung stattfindet. Auf dar äußeren" konischen: Oberfläche des fenerfestwn Körpers. 7 ist ein.ei Reihe von parallelen Rippen 12 vorgesehen;, diel in Form von Schraubenlinien ver- laufen. Diese Rippen unterteilen die ringförmige Düse 9 in eine Anzahl kleiiner Kanäle, die dein ,eind otherm reagierenden Strom., der dwrch sie gehst, in eine rotieren.d:i schraubenl.iniienförmige Be- wegung versetzen. Die endobherm reagierenden: Gasei strömen in: Form eines sich ausdehnenden hohlen Kegels in den Reaktionsraum und bewegen sich entlang der konischen. Oberfläche diieisieis Raumes. Die schraubenlinienförmige Bewegung des Stromeis. setzt sich auf dien Weilte von dcir ringförmigen. Düse bis, zum anderen Endie des Reaktionis.ra,umeis und. schliießlich bis zum Staub- abscheider fort. Der Strom der endotheirm reagieren- den Medien wird auf diese Weise geh.indei-t, in die zentrale Zona des Reaktionsraumes einzudringen und die Zone der exothermen Reaktion zu unter- brechen odeir zu durchstoßen. Dieir Vergasungsapparat dier vorliegenden Erfin- dung macht eiirre kontinuierliche Harsteillung oineis brennbaren, Gases, das eine hohe Konzentration an Kohlenoxyd und auch an. Wasserstoff hast, :aus fein verteilten festem Brenustoffun möglich. Er kann
Claims (1)
-
PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Erzeugung von Kohlen- oxyd und gegeibenien:fall.s Waisserstaff enthalten- dien Gasen durch Vergasen foin: verteilter fester Brennstoffe (Brennstaub) in der Schweb-,! mit Sauerstoff und mit endotherm r@eagi:erend;e@i1 gasförmigen Mitteln, mit seinem Reaktionsra:um uv.t eüner Düsie zum Einführen des Gemisches aus Brennstaub und Sauerstoff und tnit Mittieln zum Einführen der endotherm reagierenden Mittel derart, d'aß diese dies Reaktionsraum- wände in einer zusammenhängenden Schicht beideicken" mach Anspruch 3 des Patents goo 986, dadurch gd",ennizeichneit, daß .die Mittel zum Einführen dar endotherm. reiagieren.Jen Mittel die Düse zum Einführen des Brennstaub-Sauer- stoff-Gemisches derart umgeben, daß die enda- therm reagierenden Mittel den Wänden des keaktionsraumes in einer mit dieir 13.2:wegung des B#rennstaulyeis in Richtung deir Längsachse des Reaktionsraumes gleichsinnigen, geigeh:inen- fallis: schraubanlinienförmi@gen St.römungsricli- tung folgern. a. Einrichtung nach Anispruch i, gekenn- zeichnet durch eine ringförmige Düse als Mitt-"1 zum Einführen, der endothorm reagierenden Vergasungsmittel. 3. Einrichtung nach Anspruch a, dadurch ge- kennzeichnet, daß die ringförmige! Düse; in eine Anzahl von KanäIon, unterteilt ist, die in der N ähe ihrer Mündung in den Reaktionsrau m, so geneigt sind, d.aß ihre Achsen zueinander und zu der Längsachse dies Reuktionsrau-mes wind- schi,efei Geraden bilden:, so daß die =streitenden Strahlen aus .endotherm reagi.erandem Mittel eines sch:raubenlinienförmigü Bewegung längs der Reaktionsraumwand vollführen. q. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da ,- durch gekennzeichnet, daß die innere Begren- zung der Rin:gdüsie vom, eiinieim ringförmigen. ke,ram,is:ch:e;n Körper gebildet wird, :der auf sei.neir Außen;fiächei l@edsteinfärmi;ge V orsprünga aufweist, .durch dies des- Strom des eadotberm reagierenden Vergasungsmittels gelenkt wird. 5. Einrichtung nach Anspruch .l, dadurch @e- kennzeichnet daß diar rin:gförmi.gie: keramische Körper einteilig ausgeführt ist. 6. Einrichtung nach Anspruch .l oder 5, @ da- durch gekennzeichnet, daß die[ Zuführung für das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch von einem Kühlmantel umgeben ist, dessen Stirnwand den Reaktionsraum begrenzt und der außen von der Innenfläche dels keramischen Körpers um- schlossen wird. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekenn- zeichnet durch mehrere in Form eines Bündels innerhalb :desselben Kühlmantels liegende Lei- tungen: zur Zuführung des B.renn:stoff-Saueirstoff- Gemisches. in :den Reiaktionsraum. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gei- kenuzteichneit, :daß zw iischen den Mündungen deir Zuführungsleitungen. für das Bre!uns.to@ff-Sauie,r- stoff-Gemisch in der Stirnwand des Kühl- mantels zusä;tzfich& Zuleitungen für ein.dothieirm reagierende! Vergasungsmititeil münden. g. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis ä, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Reaktio:n:sraum von den Vergasungsmittel:ein- trittsöffnungen an erweitert. io. Einrichtung nach Anspruch g, dadurch ,gekennzeichnet, :daß der Reaktionsraum im wesentlichen legelförrnig ausgeb@iIdelt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH905191X | 1947-12-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE905191C true DE905191C (de) | 1954-02-25 |
Family
ID=4546845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP27642A Expired DE905191C (de) | 1947-12-29 | 1948-12-29 | Einrichtung zur Erzeugung von Kohlenoxyd und gegebenenfalls Wasserstoff enthaltendenGasen durch Vergasen fein verteilter fester Brennstoffe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE905191C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2617897A1 (de) * | 1976-04-23 | 1977-11-03 | Babcock Ag | Verfahren und vorrichtung zur vergasung von gemahlener kohle in einem zyklon |
EP0011904A1 (de) * | 1978-11-30 | 1980-06-11 | Ruhrkohle Aktiengesellschaft | Drallbrenner für Kohlevergasungsreaktoren |
-
1948
- 1948-12-29 DE DEP27642A patent/DE905191C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2617897A1 (de) * | 1976-04-23 | 1977-11-03 | Babcock Ag | Verfahren und vorrichtung zur vergasung von gemahlener kohle in einem zyklon |
EP0011904A1 (de) * | 1978-11-30 | 1980-06-11 | Ruhrkohle Aktiengesellschaft | Drallbrenner für Kohlevergasungsreaktoren |
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