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In dem Patente Nr. 10 ( ; 719 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Vergasung oder zur Verund Entgasung von staubförmiger oder kleinkörniger Kohle in einem aufsteigenden Gasstrome angegeben, wobei es darauf ankommt, dass in der Vergasungskammer ständig eine in den erzeugten brennbaren Gasen aufgewirbelte wesentliche konstante, glühende Kohlenstaubmenge kreist, mit welcher die eingeführte Verbrennungsluft zunächst zu Kohlensäure verbrennt, welche durch die die Flamme umgebenden, in reduzierender Atmosphäre schwebenden glühenden Kohlenteilehen zu Kohlenoxyd reduziert wird und dadurch eine zwischen der Flamme und den Wänden der Vergasungs1mmmer eingeschaltete Abkiihlungs- zone erzeugt.
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung dieser Einrichtung und bezweckt einerseits die Ermöglichung der Verminderung der Abmessungen der Vergasungskammer und anderseits die Erhöhung der Empfindlichkeit der Regelung des Vergasungsvorganges. Bei der in dem Stammpatent Nr. 106719 beschriebenen Anlage bestand die Vergasungskammer ans einem nach oben erweiterten Schachts. lu seinem unteren Teile ist der Schacht gemäss dem Stammpatent ziemlich steil, was immerhin die Erhaltung des Kohlenstaubes in schwebendem7. Zustande ermöglicht, aber den Nachteil der grossen Konstruktionshöhe mit sich bringt.
Gemäss der Erfindung soll dagegen der Boden der Vergasungskammer wagrecht sein oder mit der Wagrechten einen geringeren Winkel einschliessen, als der Böschungswinkel des niederfallenden glühenden Staubes beträgt, so dass am Boden der Kammer eine Ansammlung des niederfallenden Staubes stattfindet, welcher einen die Flamme einschliessenden, hitzebeständigen, sich dem Gasstrome anpassenden Krater bildet, wobei am Boden der Kammer Sehürvorrichtungen vorgesehen sind, welche das angesammelte Gut ständig der Bodenöffnung der Vergasungskammer zuführen.
An Stelle der gemäss dem Stammpatent vorgesehenen, aus den Absetzräumen in den Vergasungsehacht führenden Rücklaufkanäle stehen gemäss der Erfindung die Staubsammelräume der Absetzkammer und der Vergasungskammer durch eine das Bodensehürwerk durehlassende, durch den angesammelte Staub verdeckte Öffnung miteinander derart in unmittelbarer Verbindung. dass das Schürwerk den in der Absetzkammer angesammelten Staub und den am Boden der Vergasungskammer angesammelten Staub zugleich der Bodenöffnung der Vergasungskammer zuzusrhieben vermag.
Gemäss dem Stammpatent ist aus dem letzten Absetzraum ein Rücklaufkanal zu dem Rost der Windkammer geführt ; dabei muss aber vermieden werden, dass Luft aus der unter höherem Druck stehenden Windkammer in die unter niedrigerem Druck stehende Flugaschenkammer gelangt. Demnach wird gemäss der Erfindung zwischen den beiden Kammern für einen Luftabschluss gesorgt, was zweckmässig dadurch erreicht wird, dass zwischen der vor dem Abzugskanal der Generatorgase vorgesehenen Flugstaubkammer und einer über dem Rost der unterhalb der Vergasungskammer angeordneten Windkammer mündenden Öffnung ein tiefer als diese Öffnung liegender syphonartiger Staubsack mit einem in dem der Windkammer zugekehrten Schenkel angeordneten Staubhebewerk eingeschaltet ist,
welches den einen Gasverschluss bildenden Flugstaub durch die Öffnung der Windkammer hindurch auf den Rost fördert.
Eine weitere Ausbildung des Stammpatentes betrifft eine weitgehende Regelung des Vergasungsvorganges. Gemäss der Erfindung wird die zweckmässig schlitzförmige Bodenöffnung der Vergasungskammer mit einem verstellbaren Verschlussschieber ausgerüstet und die Hublänge der Schürvorrichtungen
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veränderlich gemacht, ferner die Verstellvorrichtungen des Verschlussschiebers der Bodenöffnung und des Hubes der Schürvorrichtungen in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung der Anlage, insbesondere von dem Druck des vom erzeugten Gas geheizten Kessels, durch entsprechende Regelorgane und Verbindungen gebracht.
Schliesslich wird als weitere Ausbildung des Gegenstandes des Stammpatentes die Anordnung getroffen, wonach die Drosselklappe in dem die Sekundärluft für die Verbrennung der erzeugten Generatorgase führenden Kanal unter der Wirkung einer einerseits von der primären Luftzufuhr der Vergasungskammer und anderseits von der Luftströmung in dem Verbrennungsluftkanal beeinflussten Steuerung steht.
Die Zeichnung zeigt eine Einrichtung in schematischem lotrechtem Schnitt.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel besitzt die Vergasungskammer 1 lotrechte Seitenwände und einen wagrechten Boden 24, über dem die Schürer 25, 26 hin und her bewegt werden. Die Schürer sind zweckmässig wassergekühlt. Obwohl der Boden 24 der Vergasungskammer in der Zeichnung wagrecht angegeben ist, kann derselbe selbstverständlich auch gegen die Seitenwände der Kammer oder gegen die Bodenöffnung 8 mehr oder weniger abfallend sein ; der Neigungswinkel des Bodens muss aber unbedingt geringer sein, als der Böschungswinkel, damit ein Ansammeln des Staubes am Boden stattfinden kann.
Im Betriebszustande der Einrichtung ist die Vergasungskammer 1 mit einem brennbaren Gasgemisch (Generatorgas) gefüllt, in welchem glühender Kohlen-bzw. Koksstaub aufgewirbelt ist, so dass sich in der Kammer 1 eine mit glühendem Kohlenstaub gesättigte. reduzierbare Atmosphäre befindet.
Die durch den Kanal 2 und die unter der Vergasungskammer befindliche Windkammer 6 zugeführte Verbrennungluft tritt durch die Bodenöffnung 8 in die Vergasungskammer und bildet in derselben eine Flamme 27, die in der durch den glühenden Kohlenstaub gebildeten brennbaren Atmosphäre brennt, wobei die entstehende Kohlensäure durch die nachströmende Luft und die irischgebildete Kohlensäure weiter nach aussen in die glühende Kohlenstaubatmosphäre getrieben wird und sich an den glühenden Kohleteilchen zu Kohlenmonoxyd reduziert ; hiebei geht eine endothermische Reaktion vor sich, Diese Reduktionszone wirkt also kühlend, so dass die Seitenwände der Kammer 1 gegen die hohe Temperatur der Flamme 27 geschützt sind.
Dadurch, dass der Boden wagrecht ist oder sein Neigungswinkel kleiner ist als der Böschung- winkel des in der Vergasungskammer niedersinkenden Staubes, lagert sich am Boden der niederfallende Kohlenstaub in der Gestalt einer Böschung 28, mit einem gegen die Bodenöffnung 8 der Kammer abfallenden Krater, in welchem sich die Flamme 27 bildet. Dieser aus Kohle gebildete Krater 28 passt sich in der Form dem Gasstrome an und behindert denselben nicht. Breitet sich z. B. die Luftflamme etwa bei plötzlicher Temperatursteigerung oder Erhöhung der Luftzufuhr aus, so wühlt sie sich im glühenden Kohlenstaubbette Platz. Der Krater umgibt die Flamme 27 an den heissesten Stellen, hält einerseits die Flamme zusammen und schützt anderseits die unteren Teile der Vergasungskammer gegen die Hitze der Flamme.
Da die Wände dieses Kraters aus entgaster Kohle, also Koksstaub bestehen, welcher fortwährend gesehürt und gewechselt wird, so sind dieselben in höchstem Masse hitzebeständig im Gegensatze zum Schamottemauerwerk, welches schmelzen würde.
Die an den Seitenflächen des Kraters sich etwa bildenden Schlackenklumpen gleiten entweder unmittelbar der Öffnung 8 zu oder sie gelangen infolge der Wirkung der Schürer 25, 26 allmählich in tiefere kältere Teile der Böschung 28, in welcher die Schlackenklumpen mit Kohlenstaub umhüllt werden, so dass sie nicht festbacken können. Die Schürwirkung fördert diese durch den Kohlenstaub isolierten Schlackenklumpen allmählich der Öffnung 8 zu, durch welche sie auf den Rost 7 fallen. Am Rost werden die Schlackenklumpen mit der über bzw. durch den Rost streichenden Frischluft vollständig ausgebrannt.
Diese Einrichtung gestattet, die Temperatur der Flamme ohne Gefährdung der Kammerwandungen weitgehendst zu erhöhen, so dass die Flamme infolge der durch die Wirkung der Schürer 25,26 erhöhten Konzentration der in der Kammer befindlichen Gase an aufgewirbeltem glühendem Kohlenstaub auf das Mindestmass verkleinert, insbesondere verkürzt werden kann, wodurch die Abmessungen, insbesondere die Höhenabmessung, der Vergasungskammer weitgehendst vermindert werden können. Das Verkürzen der Flamme kann noch durch in den Flammenraum eingebaute, wassergekühlte Flammenteiler 37 begünstigt werden. Falls die obere Fläche dieser Flammenteiler eine geringere Neigung besitzt als der Böschungswinkel des Staubes, oder wie gezeichnet horizontal ist, sammelt sich Kohlenstaub bei 38 an, welcher durch eine Rührvorrichtung 39 der Flamme zugeführt wird.
-Bei der beschriebenen Ausführung der Vergasungskammer, bei welcher eine Ablagerung des Vergasungsgutes am Schachtboden stattfindet, können die Staubsammelräume der Vergasungskammer und der Absetzkammer , aus welcher der abgeschiedene Staub wieder der Vergasungskammer zurückgeführt werden soll, durch eine untere Öffnung der Scheidewand 31 miteinander in unmittelbare Verbindung gebracht werden. Diese Öffnung ist durch den angesammelten Staub verdeckt, lässt aber das Schürwerk hindurch, so dass dieses den in der Absetzkammer angesammelten Staub der Vergasungskammer bzw. deren Bodenöffnung zuzuschieben vermag.
Wird gasreiche Kohle in den Bereich der Luftflamme 27 eingeführt, so werden infolge der hier herrschenden hohen Temperatur die Kohleteilchen explosionsartig entgast und das Gas verbrennt sofort mit der Luft. In der Luftflamme soll aber lediglich der Kohlenstoff verbrennen, wogegen die brennbaren
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Entgasungsprodukte möglichst unversehrt in den erzeugten Generatorgasstrom gelangen sollen. Deshalb soll der frische Kohlenstaub an Stellen eingeführt werden, an denen kein freier Sauerstoff vorhanden ist. Dementsprechend wird gemäss der Erfindung der frische Kohlenstaub in einen jener Staubsammelräume gespeist, aus denen der Staub wieder der Flamme 27 zugeführt wird. Diese Speisung erfolgt wie gezeichnet z.
B. in die Böschung 28 der Vergasungskammer, es kann aber auch, wie ebenfalls in der Zeichnung angedeutet, der Speisekanal 30 des den frischen Kohlenstaub enthaltenden Bunkers 29 in den Staubsammelraum 32 der Absetzkammer 9 münden. Diese Speisung der Frischkohle erfolgt nach Massgabe des Kohlenverbrauches ohne bewegliche Speisevorrichtungen selbsttätig. Der in der Absetzkammer 9 angesammelte Kohlenstaub verschliesst nämlich die untere Mündung 33 des Kanales 30 und bewirkt hier eine Rüekstauung des Kohlenstaubes. Wird aber der in der Absetzkammer 9 angesammelte Kohlenstaub soweit verbraucht, dass die Mündung 33 des Kanals 30 freigegeben wird, so fliesst wieder frischer Kohlenstaub nach. Dieser gelangt mit dem glühenden Kohlenstaub der Absetzkammer 9 in Berührung und wird mit diesem durch das Sehürwerk 26 vermischt.
Dadurch wird der frische Kohlenstaub entgast und die. dabei entwickelten brennbaren Gase gelangen unmittelbar in den Abzugskanal 4. Aus dem Kanal 30 wird um so mehr Kohle ausfliessen, je weniger Rücklaufmaterial in der Absetzkammer vorhanden ist. und umgekehrt wird der Kohlenzufluss abnehmen, wenn das Rücklaufmaterial in der Absetzkammer zunimmt, weil dadurch der Ausfluss aus dem Kanal 30 zurüekgestaut wird. Hiedurch findet also eine selbsttätige Regelung der Kohlenzufuhr statt.
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da sie eine grosse Oberfläche bei geringem Gewichte besitzen. Dies bietet die Möglichkeit, die Schlacke und Asche aus dem Kreislauf auszuscheiden.
Zu diesem Zwecke und behufs vollständigen Ausbrennens soll die in der Kammer 9d angesammelte Flugasche, ebenso wie im Stammpatent, mit der Frischluft auf den Rost 7 gelangen ; bei der Überführung der Flugasche auf den Schlackenrost muss aber vermieden werden, dass Luft aus der unter höherem Druck stehenden Windkammer 6 in die unter niedrigerem Druck stehende Flugaschenkammer 9d gelangt. Gegenüber dem Stammpatent muss demnach zwischen den beiden Kammern für einen Luftabschluss gesorgt werden. Dies könnte z. B. mittels einer Schleuse erfolgen.
Einfacher und vorteilhafter ist es aber, zu diesem Zwecke zwischen die Flugstaubkammer 9d und eine über dem Rost 7 mündende Öffnung 35 der Windkammer 6 einen syphonartigen Staubsack 34 einzuschalten, der tiefer als die Öffnung 3-5 liegt, so dass der sich im Staubsack 34 ansammelnde Staub einen Gasversehluss bildet, der den unmittelbaren Übertritt der Gase aus der Windkammer 6 in den Abzugskanal 4 verhindert. Ein in dem der Öffnung 35 zugekehrten Schenkel des Staubsackes angeordneter aufwärts wirkender Schürer 36 oder eine andere Hebevorrichtung fördert den Staub nach Massgabe des Zuflusses aus dem Staub sack allmählich durch die Öffnung 35 auf den Rost 7.
Dieses Überfliessen auf den Schlackenrost 7 findet jedoch nur so lange statt, als aus der Flugstaubkammer 9d Material nachfliesst, jedoch bleibt der Staubsack 34 ständig gefüllt und ergibt den erwünschten Luftabschluss. Die Vorrichtung wirkt also wie ein Wasserversehluss, wobei das Schiirwerk das Aufwärtssteigen des Wassers ersetzt.
Die hin-und hergehenden Sehürer können durch beliebige andere Schür-oder Fördervorrichtungen ersetzt werden, welche im nachstehenden unter der Bezeichnung Schürer zusammengefasst sind. Die Schürer werden von einer Antriebswelle 59 durch Gestänge (Kurbel 67, Pleuelstangen 41) angetrieben, in die zweckmässig an allen in Betracht kommenden Stellen die Veränderung des Hubes der Schürvorrichtungen gestattende Glieder, z. B. Kulissen 40, eingeschaltet sind.
Die Menge des erzeugten Gases ist von der der Flamme 27 zugeführten Luftmenge abhängig. Zur Regelung dieser Luftmenge ist gemäss der Erfindung an der Bodenöffnung 8 der Vergasungskammer ein einstellbarer Schieber 42 vorgesehen, der gegenüber dem Boden 24 der Vergasungskammer verschoben werden kann, wobei der mit 24a bezeichnete feststehende Bodenteil den Schieberspiegel bildet. Der hohle Schieber 42 ist, wie in der Zeichnung angedeutet, für Wasserkühlung eingerichtet ; auch der Schieberspiegel 24a : kann doppelwandig ausgeführt und in ähnlicher (nicht dargestellter) Weise wassergekühlt sein.
Die Regelung des Luftschiebers 42 kann auch nach Massgabe der Dampfentwicldung in dem vom erzeugten Gase beheizten Dampfkessel selbsttätig erfolgen. Zu diesem Zwecke ist gemäss der Zeichnung ein mit dem Stellwerk des Schiebers 42 verbundener, vom Kesseldruck beherrschter Kolben 44 vorgesehen, auf dessen eine Seite die Feder 45 und auf dessen andere Seite der Dampfkesseldruck in 46 wirkt.
Wird die Luftzufuhr mittels des Schiebers 42 vergrössert oder verringert, so steigt oder fällt dementsprechend der Kohlenverbrauch und es muss auch die Kohlenzufuhr dementsprechend gesteigert bzw. herabgesetzt werden. Zu diesem Zwecke wird z. B. der Hebel 41 in den Kulissen 40 von Hand verstellt und dadurch der Hub der Schürer 25 und 26 vergrössert oder verkürzt, wodurch mehr bzw. weniger Kohlenstaub dem durch die Bodenöffnung 8 eintretenden Luftstrom zugefÜhrt wird.
Die Anordnung des Schiebers 42 vermindert nun auch die Trägheit der Regelung der Schüler. d. h. die Zeit, nach welcher sich die Wirkung der Regelungsbewegungen in einer Änderung der Kohlen- zufuhr in den Luftstrom geltend machen. Wenn zwecks Vergrösserung der Luftzufuhr der Schieber 42 entgegen der Richtung des Pfeiles 43 verschoben wird, so streift die Kante des Bodens 24a zunächst eine
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gewisse Menge des am Schieber angesammelten Staubes in den Luftstrom und bewirkt eine sofortige
Steigerung der Kohlenzufuhr bis die langsamer eintretende Vergrösserung des Hubes der Schürer 25, 26 zur Geltung kommt.
Soll dagegen zwecks Verringerung der Gaserzeugung der Schieber 42 in der Richtung des Pfeiles 43 vorgeschoben werden, so fängt der Schieber zunächst einen Teil des durch den Schüer 25 vorgeschobenen Kohlenstaubes auf, bis die Verminderung des Hubes der Schürer in Wirkung tritt.
Auch der Hub der Schürer wird selbsttätig geregelt, indem die Stange 48, welche das Verstellen der Pleuelstangen 41 in den die Schürer antreibenden Kulissen 40 bewirken, an den Regelkolben 44 angeschlossen werden. Zu diesem Zwecke ist der linke Teil des Hebels 47 durch einen Lenker 69, einen Winkelhebel 70 und einen weiteren Lenker 71 mit der Kolbenstange 72 verbunden.
Soll die Zuführung des Kohlenstaubes in die Vergasungskammer durch eine mechanisch angetriebene Schnecke 49 erfolgen, so kann der Kolben 44 mittels des Gestänges auch auf ein Wechselgetriebe 50, 61 einwirken und dadurch die Kohlenstaubzufuhr dem jeweiligen Bedarfe entsprechend regeln. Zu diesem Zwecke ist in dem mit der Kolbenstange 72 über 71, 70, 69 in Verbindung stehenden Hebel 47 ein Ring 68 eingeschaltet, welcher auf eine Hülse 63 nach Art der Stellgabeln von Kupplungen verschiebend einzuwirken vermag. Diese Hülse ist einerseits mit einer Achse 64 auf Drehung gekuppelt, auf dieser Achse aber verschiebbar und anderseits mit einer Achse 62 starr verbunden.
Die Achse 64 wird durch ein Kegelräderpaar 65, 66 von der oben erwähnten Antriebswelle 59 der Schiirvorrichtung angetrieben, während die Achse 62 das Reibungsrad 61 trägt, welches mit dem auf der Welle 60 der Schnecke 49 sitzenden Reibungsrad 50 zusammenwirkt ; die Teile 50, 61 bilden demnach ein aus Reibungsrädern bestehendes Geschwindigkeitswechselgetriebe, wobei die Verschiebung des Rades 61 (durch 44, 72, 71, 70, 69, 68, 63,62) eine Änderung der Drehgeschwindigkeit der Schnecke 49 bewirkt. Durch Anordnung des in den Staubsammelraum 32 der Absetzkammer 9 mündenden Kohlenspeisekanals 30 kann eine mechanische Kohlenspeisung bei 49 bzw. eine selbsttätige mechanische Regelung derselben überflüssig gemacht werden.
Da die erzeugte Gasmenge unmittelbar von der der Luftflamme 27 zugeführten Luftmenge abhänge so steht mit dieser auch die zur richtigen Verbrennung des Gases nötige Sekundärluft im Verhältnis.
In der Zeichnung ist nun auch die selbsttätige Steuerung der Sekundärluft nach Massgabe des Primärluftverbrauchs vorgesehen. Der Zufluss von Primärluft in den Kanal 2 wird durch die Einstellung des Schiebers 42 geregelt. Die Strömung in dem die Luftzuführungskanäle 51 des Brenners 52 speisenden Luftkanal 53 wird durch die Drosselklappe 54 geregelt, welche durch den Steuerkolben 55 eingestellt wird. Der Steuerkolben 55 wird durch eine beliebige bekannte Steuerung, wie z. B. bei 56 angedeutet, beherrscht, die einerseits durch den im Primärluftkanal 2 und anderseits in dem Sekundärluftkanal 53 zu beiden Seiten der Stauränder 57 bzw. 58 auftretenden Druckunterschied beeinflusst wird.
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PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zur Vergasung oder zur Vergasung und Entgasung von Kohlenstaub gemäss
Stammpatent Nr. 106719, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Vergasungskammer wagrecht ist oder mit der Wagrechten einen geringeren Winkel einschliesst als der Böschungswinkel des nieder- fallenden glühenden Staubes beträgt, so dass am Boden der Kammer eine Ansammlung des niederfallenden Staubes stattfindet, welcher einen die Flamme einschliessenden Krater bildet.