<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Gasen ans aschereichen, insbesondere kleinstückigen Brennstoffen unter Zuführung von Luft, die durch die im Ofen erzeugte heisse Schlacke hindurchstreicht.
Die Erfindung bezweckt, aus aschereichen Brennstoffen, insbesondere kleinstückigen, durch einen Generator-oder Verbrennungsprozess Gase herzustellen, die für irgendwelche technische Zwecke
Verwendung finden können. Bei vorliegendem Verfahren wird in an sich bekannter Weise Luft durch die im Ofen erzeugte heisse Schlacke geblasen. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch den Aufbau der Schlacke in solcher Höhe, dass die am Ofenumfang unter Druck zugeführten, gegebenenfalls in an sich bekannter Weise mit Wasserdampf gemischten Luftstiahlen durch Verteilung bis zur Mitte des Schlacken- körpers gelangen.
Dadurch wird das Entstehen von schädlichem sogenannten Randfeuer vermieden und die restlose Gewinnung technisch verwendbarer Gase aus asehereichen, insbesondere kleinstückigen
Brennstoffen ermöglicht, deren wirtschaftliche Ausnutzung zur Gasgewinnung bisher erhebliche Schwierigkeiten bot.
Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, dass die Herstellung eines Schlackenkölpers, der den ganzen Querschnitt des Ofens ausfüllt und porös ist, eine derartige Ausnutzung selbst ganz geringwertiger
Brennstoffe ermöglicht, sofern der Schlackenkörper eine bedeutende Höhe besitzt. In diesem Fall wird die Luft oder das Dampfluftgemisch im Sehlackenkörper sehr fein verteilt und ausreichend hoch erhitzt.
Die Luft bzw. das Dampfluftgemisch erreicht in beträchtlicher Höhe über der Einführungszone die Mitte des Ofenschachtes und die Verbrennungszone. Die bisher bekanntgewordenen Mittel zur Verteilung der Luft reichen für den genannten Zweck nicht aus.
Die bei Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung gebildete Schlacke ist kein dichtes Gebilde, vielmehr wird sie durch entsprechende Einregelung der Luftzufuhr ihrer ganzen Ausdehnung nach porös.
Die Einregelung der Luftzufuhr erfolgt in der Weise, dass der Druck der eingeführten Luft entsprechend einer bestimmten Brennstoffart, die vergast werden soll, gewählt wird. Ist der Druck nicht hoch genug, so erstarrt die erweichte Schlackenmasse zwar, sie sintert mehr oder weniger dicht zusammen, wird aber nicht porös, so dass sie den Ofen nach kurzer Zeit verstopft und die weitere Luftzufuhr verhindert. Der
Ofen friert ein, wie man sagt. Aus diesem Grunde hielt man auch bisher die Schlackenschicht durch häufige Abführung möglichst niedrig. Durch das Verbrennen der organischen Bestandteile werden die anorganischen Bestandteile so hoch erhitzt, dass sie schmelzen oder sintern.
Es kommt nun erfindung- gemäss darauf an, im rechten Augenblick die Luftzufuhr einzuregeln, d. h. die Luftzufuhr muss unter geeignetem Druck dann sofort einsetzen, wenn die Schlackenmasse zum Erweichen oder Schmelzen gelangt ist, da sie andernfalls in sich zusammenstürzt und die Bruchstücke zu einem dichten undurch- dringlichen Gefüge aneinanderbaeken. Durch das Verfahren nach der Erfindung dagegen entsteht ein von vielen feinen und feinsten Öffnungen durchzogener Körper und indem die zuströmende Verbrennungsluft diese Poren durchströmt, erwärmt sie sich und die sonst verlorengehende Wärme des Schlacken- körpers kommt dem Verbrennungsprozess wieder zugute.
Die Temperatur kann in der Verbrennungsschicht so hoch getrieben werden, dass die gebildete
Kohlensäure zersetzt wird ; dabei wird Kohlenoxyd als Heizgas gewonnen. Man kann natürlich auch
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Die Luftzuführung und die Höhe des Schlackenkörpers werden dem Brennstoff angepasst. Die Brennstoffe mit schwer schmelzenden anorganischen Bestandteilen und solche mit niedrigstem Prozentsatz organischer Bestandteile, benötigen eine möglichst hohe Vorwärmung der Verbrennungsluft und daher ein grösseres Schlackengefüge, damit die Luft Gelegenheit hat, sich auf ihrem Wege zur Verbrennungszone genügend zu erwärmen.
Es können, wie an Hand der Zeichnung noch näher veranschaulicht werden wird, zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung sowohl Schachtöfen mit fester Sohle wie auch solche mit ausziehbarem Rost verwendet werden. In ersterem Fall kann man die Öffnung zur Abführung der Schlacke in verschiedener Höhe oberhalb der Sohle anordnen, immer aber unterhalb der Verbrennungszone. Bei Anwendung unten zu öffnender Schachtöfen aber geschieht die Schlaekenabführung durch den auszieh- baren Rost, ähnlich wie bei den bekannten Müll Verbrennungsofen.
Anstatt den Schlackenkörper im Ofenbetrieb selbst zu bilden, kann man ihn auch künstlich in der Weise herstellen, dass man poröse Ziegel oder Schlackenstücke, die ausserhalb des Ofens erzeugt sind, in genügender Höhe in den Ofen einfüllt.
Die Düsen werden seitlich am Umfang des Schachtes angeordnet, u. zw. gleichmässig verteilt, um schon von vornherein eine möglichst gleichmässige Luftverteilung im Schlackengefüge zu unter. stützen. Werden die Düsen statt horizontal schräg nach unten angeordnet, so tritt eine anfangs nach unten gerichtete Strömung der Luft ein, die dem Auftrieb stärker entgegenwirkt als horizontal eingeführte Luft ; dadurch kann die Höhe des Schlackenstockes verringert werden. Bei manchen Brennstoffarten- ist es vorteilhaft, mehrere Reihen von Luftdüsen anzuordnen und diesen die Luft durch getrennte und für sich einstellbare Leitungen zuzuführen.
Das Schlackengefüge muss in seiner Hauptmasse oberhalb der Lufteinführung liegen ; wenn man es weit unterhalb der Düsenreihen legt, so erhöht das die Schacht. höhe und verteuert den Aufbau. Bei zu geringer Höhe über den Düsen wird die Luft ungleichmässig verteilt, es können sich leicht Gänge und Hohlräume bilden, die vermieden werden sollen.
Zur Erzeugung eines möglichst hochwertigen Gases kann auch Wasserdampf in das Schlackengefüge entweder allein oder mit der Luft zusammen oder unmittelbar in die Verbrennungszone eingeführt werden, um durch Zersetzung des Dampfes Wassergas zu erzeugen.' Über der Verbrennungsschicht kann auch noch eine Reduktionsschicht für die Reduzierung der Kohlensäure zu Kohlenoxyd liegen, um Generatorgas zu erzeugen. Bei teilweiser Spaltung der Kohlensäure führt das schon in der Verbrennungsschicht erzeugte Kohlenoxyd, infolge des stattfindenden exothermischen Prozesses, bedeutende Wärmemengen in die Reduktionsschicht mit. Der Reduktionsschicht wird also auf diese Weise mehr Wärme zugeführt. Diese Schicht wird dadurch erhöht und die restliche Kohlensäure zu Kohlenoxyd reduziert.
Das Verfahren nach der Erfindung sei an Hand der Zeichnung noch näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Schachtofen, Fig. 2 einen wagerechten Schnitt durch die Luftzuführungen ; Fig. 3 veranschaulicht die Durchführung des Verfahrens bei einem Ofen mit ausziehbarem Schlackenrost.
Nach Fig. 1 und 2 tritt die Luft unter Druck durch die Düsen a ein. Durch den Widerstand der den Schacht füllenden Masse und unter der Wirkung des Auftriebes wird sie aus der horizontalen oder annähernd horizontalen Eintrittsriehtung nach oben abgelenkt, so dass sie im unteren Teil des Schachtes nicht bis zur Mitte vordringen kann. Erst mit zunehmender Höhe dringt sie mehr und mehr nach der Mitte hin vor, bis sie in einer gewissen Höhe endlich die Mitte erreicht. In Fig. l begrenzen die Linien x-x den kegel-oder pyramidenförmigen Innenraum, in den die Luft nicht eindringen kann ; sie verteilt sich, wie durch die Linien z angedeutet ist, in dem sie umgebenden Raum. Erst im Punkt y tritt eine gleichmässige Verteilung der Luftstrahlen über den ganzen Schachtquerschnitt ein.
Dieser Punkt bezeichnet mithin die Höhe, bis zu der die Schlackenschicht mindestens aufzuführen ist, um eine gleichmässige Brennschicht zu erhalten. Wann diese Höhe erreicht ist, lässt sich durch Beobachtung des Ofeninneren feststellen. Eine geringere Höhe der Schlackenschicht muss, wie die Zeichnung erkennen lässt, zur Erzeugung von Randfeuer führen, da die Luft noch nicht genügend verteilt und noch nicht bis zur Mitte des Ofenschachtes gelangt ist.
Der Brennstoff wird durch die Öffnung b zugeführt. Sobald sich im oberen Teil des Ofens eine übermässige Anhäufung von Schlacke zeigt, wird der Überschuss durch die in mittlerer Höhe des Ofens liegende Ausstossöffnung c durch Bewegen des Stossers d entfernt. Während des Ausbringens der Schlacke wird zweckmässig ein Stützrost e eingeschoben, der das Nachfallen des Brennstoffes verhindert. Die Art und Weise, wie die überschüssige Schlacke entfernt wird, hat mit dem Verfahren der Erfindung an sich nichts zu tun, es lässt sich auch bei den bekannten Schachtöfen mit unterer Schlaekenabführung durchführen.
Ein solcher Ofen ist beispielsweise in der Fig. 3 veranschaulicht. Dem Schacht t wird von oben der Brennstoff und durch die Leitung g und die Düsen h die nötige Luft zugeführt. Die Luftdüsen h sind bei diesem Ofen am untern Umfang des Schachtes dicht über der ausfahrbaren Sohle i angeordnet.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Messer k befestigt ist.
Durch das Verfahren nach der Erfindung wird in ausserordentlich wirtschaftlicher Weise, nämlich aus Abfallstoffen und unter Ausnutzung der sonst mit der ausgestossenen heissen Schlacke verlorengehenden Wärme ein Filter zur gleichmässigen Verteilung und gleichzeitiger Vorwärmung der Verbrennungsluft erzielt, die eine Vergasung minderwertiger Brennstoffe im Schachtofen ermöglicht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Gasen aus aschereichen, insbesondere kleinstückigen Brennstoffen unter Zuführung von Luft, die durch die im Ofen erzeugte heisse Schlacke hindurchstreicht, gekennzeichnet durch den Aufbau der Schlacke in solcher Höhe, dass die am Ofenumfang unter Druck zugeführten, gegebenenfalls in an sich bekannter Weise mit Wasserdampf gemischten Luftstrahlen durch Verteilung bis zur Mitte des Schlackenkörpers kommen.