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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von an Methan und Leuchtstoffen, z. B.
Äthylen, reichen Gasen, bei dem verdampftes Öl und ein Oxydationsmittel, Wasserdampf (oder Luft), ausserhalb der eigentlichen Retorte gemischt und das Gemisch in einer erhitzten Kammer plötzlich expandiert wird, und es besteht darin, dass hierauf das Gemisch über katalysierende Flächen einer Retorte bei allmählieher Abnahme der Temperatur und des Druckes geleitet wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei welcher der Retortenraum aus d (m Zwischenraum zwischen einem Paar konischer Rohrteile besteht, der in eine
Reihe von Kanälen mit vom engeren zum weiteren Ende der Rohrteile allmählich wachsenden Volumen unterteilt ist. Die Vorrichtung weist ferner auch das Merkmal auf, dass die Kanäle zwischen den zwei @ konzentrischen konischen Rohren durch Rippen an der Aussenwand des inneren Rohres gebildet werden, die an der Innenwand des äusseren Retortenteiles anliegen. Die Mischkammer für das Öl und das Oxyda-
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dampf (oder Luft) in der Weise, dass dieser in den Schnittpunkt der Gemischstrahlen eingeführt wird.
Auf der Zeichnung ist die Vorrichtung in beispielsweiser Ausführung veranschaulicht. Fig. l ist eine Vorderansicht der Gesamtanordnung, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 1 ; Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch die Misehkammer und die Mittel zum Einführen des Öles und des Dampfes
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raum und Fig. 5 eine Stirnansicht gemäss Fig. 4 ; Fig. 6 und 7 sind Schnitte durch zwei andere Aus- führungsformen der Vorrichtung.
In Fig. 1-5 ist 1 ein Kessel, 2 die Mischkammer und 3 der Vergasungsraum, welche beide bei 4 aneinandergefügt sind. Das Öl fliesst aus einem Vorratsbehälter durch ein Rohr 6 einem Vorwärmer J zu und wird durch ein Rohr 7 weitergeleitet. Als Heizmittel dient der im Kessel 1 erzeugte Dampf, der
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durch das mit dem Ventil 11 versehene Rohr 8 zugeführt, das mit einem Reduktionsventil 72 und einem
Druckmesser 13 versehen sein kann.
Die Mischkammer 2 (Fig. 3) besteht aus einer sich erweiternden Kammer 14 und zwei divergierenden
Rohren 15 für das Öl und den Dampf, einem zentralen Rohre 16 für den zusätzlichen Dampf und einer
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eines Abzweigrohres 23 samt Ventil 24 angeschlossen ; die Einlassöffnungen 22 sind mit dem Rohre 8 für den Dampf durch ein Zweigrohr 25 samt Ventil ; 26 verbunden.
Im zylindrisehen Raum 18 befindet sich ein Gleitkolben, dessen unter leichter Reibung anliegender Oberteil 28 mit Absetzungen versehen ist, zwischen diesen und der Zylinderwand 18 verbleiben Räume 31 und 32. Die Stirnflächen des Oberteiles 28 bilden Begrenzungsflächen 33 und 34 in bezug auf die Ein- trittsöffnungen 27 bzw. 22 derart, dass die Fläche 33 unter dem Drucke des Öles und die Fläche 34 unter dem Drucke des Dampfes stellt und der Oberteil 28 demnach einen doppelwirkenden Gleitkolben bildet.
Der Gleitkolben ist mit einer axialen Bohrung 3'3 versehen und sein Ende 36 ist kegelig geformt.
Auf
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die Gleitkolbenfläche 34 wirkt eine Schraubenfeder 37, deren anderes Ende an einem im Zylinder 18 verstellbaren Anschlag 38 liegt. Am Zylinderende ist eine Stopfbüchse 39, 40 vorgesehen, durch die der aussen mit einem Kopf 42 und innen mit einem Kopf 43 versehene Schraubenbolzen 41 geführt ist. Das Dampfrohr 16 steht unter der Wirkung eines Ventiles 44. Die Austrittsöffnung 45 des Rohres 16 ist in die Mitte zwischen die aus den Öffnungen 20 austretenden konvergierenden Strahlen des Öl-Dampfgemisehes gerichtet.
Wenn das Ölventil 24 und das Dampfventil 26 offen sind, so wirkt der Dampf zum Teile auf die zunächstliegel1de Grenzfläche 34 des Gleitkolbens und ein Teil desselben fliesst durch die Bohrung 35 ; das Öl wirkt auf die andere Grenzfläche 33, fliesst gleichzeitig durch den Ringraum 31 und dringt in die Mischkammer 2 gleichzeitig mit dem Dampf ein. Der Unterschied zwischen den Drücken auf die beiden Flächen 33 und 34 wird von der Feder 37 aufgenommen. Aus der Mischkammer 2 fliesst das Öl-Dampfgemisch gegen den Vergasungsraum 3.
Wenn das Ventil 44 des Ausflussrohres. M offen ist, wird der Druck des Dampfes auf den Gleitkolben vermindert und der Eintritt vom Öl zwischen den kegeligen Enden 36 und 19 wird sich selbsttätig unter dem Einflusse des Öldruckes vermehren. Infolgedessen wird die in den Vergasungsraum 3 gelieferte
Dampfmenge vermehrt, wenn der Raum genügend heiss geworden ist, um eine Reaktion zwischen Öl und Dampf zu veranlassen ; der Dampf ist im Überschuss in bezug auf das Öl und verhindert durch die
Reaktion die Bildung von Kohlenniederschlägen. Das Öl und der Dampf aus den Rohren 15 durchsetzen die Kammer 2 in zerstäubtem Zustand und der aus dem Rohr 16 kommende Dampf wird mitten in die in heftiger Bewegung befindliche Masse geleitet, so dass ein inniges Gemisch erzielt wird.
Bei einer Ver- stopfung des Ölaustrittes 36 erhöht sich der Öldruck, so dass der Gleitkolben aufwärtsgestossen und dadurch eine Reinigung herbeigeführt wird.
Der Vergasungsraum 3 (Fig. 4) besteht aus zwei konischen, rohrartigen, an den Enden offenen
Teilen 46,47, deren Endflanschen 48 und 49 vereinigt sind. Sie bilden eine Retorte mit gewundenem
Kanal, deren Heizraum 50 mit dem engeren Ende an die Feuerung 52 des Kessels 1 (Fig. 2) angeschlossen ist. Die Teile 46,47 sind aus einer Chromnickellegierung mit überwiegendem Nickelgehalt hergestellt und rufen bei einer Temperatur von ungefähr 9000 eine katalytische Wirkung auf das den Raum 3 durch- strömende Gasgemisch hervor, wodurch der Niederschlag von Kohlenstoff verhindert und die Entstehung überwiegender Mengen von Methan an Stelle von Wasserstoff und von Kohlenoxyd veranlasst wird.
Der Teil 46 ist aussenseitig mit in gleichen Abständen verteilten Rippen 53 versehen, deren Ränder sich an den Teil 47 derart anlegen, dass eine Anzahl von Kanälen 54 zwischen den Teilen 46 und 47 ent- steht. Die Rippen 53 besitzen (Fig. 4) Abbiegungen 55, durch welche Verengungen 56 in den Kanälen 54 entstehen, die zur Verbindung der Kanäle untereinander und als Mittel zur Erzeugung eines Druckwechsel in den durchströmenden Gasen dienen. Die Kanäle 54 haben ein vom engeren zum weiteren Ende der
Retorte stetig wachsendes Volumen, wogegen die Temperaturen in ihnen vom engeren Ende zum weiteren allmählich sinken.
An der engsten Stelle des Teiles 47 ist eine in Verbindung mit dem Raum 3 stehende Kammer-57 vorgesehen, an deren oberem Ende 4 die Mischkammer 2 befestigt ist. Die Kammer 57 bezweckt eine
Verdünnung des aus der Kammer 2 austretenden Gasgemisches vor seinem Eintritt in den Raum 3, wodurch das Gemisch für die reaktionsbeschleunigende, d. h. katalysierende Einwirkung der Retorten- wände empfindlicher wird.
Vom weiten Ende der Retorte führt ein Rohr 58 (Fig. 2) das Gas aus dem Raum 3 ab. Ein Ende dieses Rohres ist bei 59 an die Kammer 3 angeschlossen, sein anderes Ende ist gegen die Achse der Retorte gerichtet und in Zweige 60, 61 geteilt Der Zweig 60 ist als Brennerdüse ausgebildet, der Zweig 61 führt in einen Vorratsgasbehälter. Das weite Ende der Retorte ist von einem Mantel 62 umgeben, der das
Rohr 58, die Brennerdüse 60 und einen Teil des Zweiges 61 umschliesst. Der Zweig 61 durchbricht die
Abschlusswand 63 des Mantels, die bei 64 für die regelbare Zuführung von Luft in den Teil 46 einge- richtet ist.
Die einfachste Anbringungsart der Retorte 50 an dem Kessel 1 zeigen Fig. 1 und 2. Der Feuerungs- raum 52 des Kessels ist mit einer ringförmigen Platte 65 versehen, die mit Haltewinkel 66 abnehmbar am Kessel befestigt ist. Die Retorte 50 wird in einem konischen Mantel 67 zentrisch gehalten, so dass der Mantel 67, die Retorte 50 und die Platte 65 einen einheitlichen, abnehmbaren Bestandteil des
Kessels bilden.
Der Mantelring 72 ist mit Löchern 73 und einer Verschlussvorrichtung 74 ausgestattet, damit
Luft in den Raum 69 und von da in den Feuerungsraum 52 des Kessels zur Unterstützung der Ver- brennung gelangen kann.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung als einheitliches Aggregat zur Erzeugung des
Gases.
Die Bestandteile des Apparates sind im wesentlichen die vorher geschilderten ; 2 ist die Misch- kammer, 50 die Retorte, deren Teil 46 mit den Rippen 53 versehen ist, 58 das Austrittsrohr für das Gas aus dem Raum 3. Der Retortenmantel 75 ist im oberen Teile als Heizröhrenkessel 76 mit Wasser-und
Dampfraum 77, Heizrohren 78 und Rauchabzug 79 ausgestaltet.
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Der untere Teil der Vorrichtung enthält eine Feuerung 80 sowohl für die Retorte als auch für den Kessel 76. Die Anordnung kann so getroffen sein, dass der Dampf zur Gänze für das Gasbildungverfahren benutzt wird, indem er zu den Rohren 15, 16 der Misehkammer 2 durch Rohre 8, 25 gelangt,
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liegender Wasserdampfiiberhitzer dient. Das Öl wird der mischkammer 2 durch Rohr 7, Ventil 21 und Rohr 23 zugeführt.
Fig. 7 stellt eine Ausführungsform dar, bei der die Retorte 50 vollständig von einem Wärmeschutzmantel 82 umschlossen ist. Die Retorte wird von elektrischen Heizkörpern 83 durch die Stromleitung 84 geheizt. Die Mischkammer 2 wird durch die Rohre 7 und 8 mit Öl und Dampf gespeist und das Gas durch das Rohr 58 einem Vorratsbehälter zugeleitet.
Durch Versuche wurde gefunden, dass, wenn Öl und Dampf in der beschriebenen Weise über die katalysierenden Flächen streichen, die höheren Kohlenwasserstoffe zu permanenten Gasen, vor allem zu Methan, Azetylen und Äthylen umgebildet werden. Es wurde weiters gefunden, dass bei verschiedenen Drücken verschiedene Gasgemiselie und dass durch eine langsame Reaktion verschiedene Produkte an verschiedenen Stellen der Retorte 50 erhalten werden können. Es wurde weiters gefunden, dass bei Anwendung von Luft und. gewöhnlichen feuchten Ölen ganz ähnliche Resultate erhalten werden, mit dem Unterschied, dass die daraus hervorgehenden Gase mit Stickstoff verdünnt sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung von an Methan und Leuchtstoffen, z. B. Äthylen, reichen Gasen, bei dem verdampftes Öl mit Wasserdampf (oder Luft) ausserhalb der eigentlichen Retorte gemischt und das Gemisch in einer erhitzten Kammer plötzlich expandiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch nach Austritt aus der Expansionskammer (57) über Chrom und Nickel enthaltende, katalytiseh wirkende Flächen einer Retorte (3) unter allmählicher Abnahme der Temperatur und des Druckes geleitet und dadurch vergast wird.