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Verfahren zur Erzeugung von Wassergas oder Doppelgas.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung entweder von Wassergas oder von
Doppelgas aus stabförmigem Brennstoff. Das Wesen der Erfindung besteht in der Hauptsache darin, dass ein Kreislauf des Brennstoffstaub-Dampf-Gemisches bzw. des daraus gebildeten Wassergas-Dampf-
Gemisches nacheinander durch eine Reaktionskammer, einen Teil der Kanäle eines Wärmeaustausch- apparates, einen als Dampferzeuger wirkenden Entstauber, den andern Teil der Kanäle des Wärmeaustauschapparates und einen zur Reaktionskammer zurückführenden Dampfüberhitzer aufrecht- erhalten wird.
Der Hauptteil der erforderlichen Anlage sind nebeneinander angeordnete Räume, von denen der eine einen Dampfüberhitzer, der andere einen Reaktionsraum bildet. Ferner gehören zu dieser Anlage ein Wärmeaustauscher und ein als Dampferzeuger wirkender Filterapparat oder Entstauber.
Eine derartige Anlage zur Ausführung des Verfahrens ist in einem Ausführungsbeispiel auf der Zeichnung durch Fig. 1 in schematischer Weise veranschaulicht ; die Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform für den Dampfüberhitzer und den Reaktionsraum.
Mit Bezugnahme auf die Zeichnung besteht die zur Ausführung des Verfahrens dienende Anlage aus einem Dampfüberhitzer 1, welcher mit einem Steingitterwerk 13 teilweise angefüllt und durch einen Kanal 14 mit dem daneben angeordneten Reaktionsraum 2 verbunden ist. An den Dampfüber- hitzer 1 ist einerseits ein Abhitzekessel 8 angeschlossen. Die Verbindung zwischen Abhitzekessel 8 und Dampfüberhitzer 1 kann durch ein Abschlussorgan 15 geöffnet und geschlossen werden. An dem Schornstein 16 des Abhitzekessel 8 ist ein Wärmeaustauscher 9 angeordnet, welcher dazu dient, die Luft anzuwärmen, welche durch den Wärmeaustauscher 9 und die Leitung 1'7 zu einem in den Verbindungskanal 14 mündenden Brenner 18 geführt wird.
Dieser Brenner wird von einem Gasbehälter 19 aus über die Leitungen 20 und 21 mit Brenngas gespeist.
Der Dampfraum des Abhitzekessel 8 ist durch eine mittels des Ventils 37 absperrbare Leitung 23 mit der Stelle 32 der Maschine 11 verbunden. In diese Dampfleitung 23 ist ein in den Ascheabscheider 5 eingebauter Dampftrockner 22 eingeschaltet.
Zu der Anlage gehören ferner : ein zweiräumiger Wärmeaustauscher 3, ein mit Heisswasserberieselung versehener und auch als Dampfentwickler wirkender Staubfilterapparat 4, ein Skrubber 7, ein Gebläse 10 für die Aufrechterhaltung der Zirkulation des Wälzgasstromes und eine bei 11 angedeutete Staubpumpe, an deren Austrittseite gespannter Dampf dem Brennstaub zugeführt wird.
Der untere Teil des Reaktionsraumes 2 ist mit dem äusseren Raum des Wärmeaustauschers 3 durch einen trockenen Ascheabscheider 5 verbunden. In diesem Ascheabscheider ist der in die Leitung 23 eingeschaltete Dampf trockner 22 eingebaut ; die Leitung 23 verbindet den Dampfraum des Abhitzekessels 8 mit der Stelle 32 der Maschine 11, von wo aus der Austritt des Brennstaubes in den Reaktionsraum 2 bewirkt wird.
Der nasse Staubfilterapparat 7, der von oben her durch eine Leitung 24 mit kaltem Wasser berieselt wird, ist unten durch eine Rohrleitung 38 mit dem Schlammsammler 26 eines offenen Wasser- behälters 2. 5 verbunden. Der Skrubber 7 ist auch durch eine Leitung 6 mit dem äusseren Raum des Wärmeaustauschers 3 verbunden, und zur Abführung des von unten nach oben den Skrubber durch-
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strömenden Überschussgases steht er über eine Leitung 36, eine Vorlage 27 und die Leitung 20 mit dem
Gasbehälter 19 in Verbindung.
Die Druckseite des Gebläses J ! C führt durch die Leitung 28 zu dem inneren Teil des Wärmeaustauschers 3, der dann weiter durch die Leitung 29 mit dem unteren Teil des Dampfüberhitzers 1 in Verbindung steht.
Das für die Berieselung des nassen Staubfilterapparates 4 benötigte heisse Wasser wird dem Behälter 25 mittels einer Pumpe 30 entnommen und durch die Leitung 31 zugeführt.
Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende : Der Dampfüberhitzer 1 wird unter Verwendung des Brenners 18 oder auf irgendeine andere Weise geheizt, und die hiebei entstehenden Abgase ziehen bei geöffnetem Abschlussorgan 15 durch den Abhitzekessel 8 und den Schornstein 16 ab, wobei in dem Kessel 8 Dampf entsteht. Dann wird das Abschlussorgan 15 geschlossen, das-Gebläse. M wird in Tätigkeit gesetzt und in den Reaktionsraum 2 wird durch den Kanal 14 das von der Stelle 32 ausgehende Gemisch aus von dem Kessel 8 stammenden Dampf und Brennstaub eingeführt. Der Umwälzstrom wird durch das Gebläse 10 in Bewegung gebracht, welches den aus dem Wärmeaustauscher 3 kommenden und den Nassfilterapparat 4 durchstreichenden Gasstrom ansaugt, zusammen mit dem aus dem Berieselungswasser der Leitung 31 sich entwickelnden Wasserdampf.
Das Gebläse 10 drückt über die Leitung 28, 29 dieses während des Betriebes vorhandene Gas-Dampf-Gemisch durch den inneren Teil des Wärmeaustauschers 3 und durch das heisse Steingitter 13 hindurch, und das Gas-Dampf-Gemisch gelangt in stark überhitztem Zustande gleichzeitig mit dem von der Stelle 32 kommenden Gemisch aus Brennstaub und Dampf durch den Kanal 14 in den Reaktionsraum 2.
Es setzt nun in der Reaktionskammer 2 der Wassergasprozess zwischen den hoch erhitzten Gasen, Wasserdampf und Brennstaub sehr intensiv ein, da der Brennstaub dem überhitzten Wasserdampf eine sehr grosse Reaktionsoberfläche bietet. Wenn das Gas-Dampf-Gemisch beispielsweise mit einer Temperatur von 1200 C in den Reaktionsraum 2 eintritt, so wird durch die Wassergasreaktion die Temperatur bis auf zirka 7000 C gesenkt.
Das im Reaktionsraum 2 erzeugte Wassergas wird nun, nachdem es im Staubabscheider 5 von den mitgeführten Ascheteilchen befreit ist, durch den äusseren Raum des Wärmeaustauschers 3 hindurch zu dem nassen Staubfilterapparat 4 geführt, wo der Rest des noch mitgeführten Staubes abgeschieden wird ; das nunmehr gereinigte Gas wird mittels des Gebläses 10 angesaugt und durch den inneren Teil des Wärmeaustauschers 3 und die Leitung 29 hindurch wieder dem Dampfüberhitzer 1 zugeführt. Auf diese Weise wird also der Gasstrom dauernd umgewälzt, wobei in dem Wärmeaustauscher 3 seine Wiederaufwärmung stattfindet, nachdem er im Filterapparat 4 gekühlt worden war.
Da durch die stetige Zufuhr von Brennstaub und Dampf aus der Stelle 32 die erzeugte Gasmenge anwächst, so ist die Einrichtung getroffen, dass die überschüssige Gasmenge durch die Leitung 6 dem Skrubber 7 und von hier aus in gekühltem Zustand über die Vorlage 27 und die Leitung 20 dem Gasbehälter 19 zugeführt wird.
Die Einführung des Brennstaubes in den Kanal 14 und nicht direkt in den Raum 2 hat den Vorteil, eine gute Mischung des Brennstaubes mit dem aus dem Überhitzer kommenden Gasstrom zu bewirken.
Wenn die Wassergaserzeugung mittels des umgewälzten Gasstromes so lange durchgeführt wurde,
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erhitzung dieses Steingitters vorgenommen. Zu diesem Zweck wird der Wälzgasstrom unterbrochen, indem zunächst die Zuteilung von Brennstaub und Dampf aus der Stelle 32 abgestellt und das Gebläse 10 stillgesetzt wird. Dann wird dem Brenner 18 Gas durch die Leitung 21 aus dem Behälter 19 und ausserdem durch die Leitung 17 Verbrennungsluft zugeführt, welche im Wärmeaustauscher 9 vorgewärmt ist.
Das Gas-Luft-Gemisch entzündet sich im Kanal 14, und beim Öffnen des Absperrorgans 15 erhitzt die Flamme das Steingitter von oben nach unten und die entstandenen Verbrennungsgase ziehen durch den Kessel 8 ab, wobei sie wieder Dampf erzeugen und eine starke Luftüberhitzung im Austauscher 9 bewirken.
Das aus dem Filterapparat 4 abfliessende erwärmte Wasser wird in dem Behälter 25 unter Ab- scheidung seines Schlammes gesammelt und dient dann wieder zur Berieselung des Filters 4. Wenn die Aufheizung des Steingitters genügend weit gediehen ist, wird zunächst der Brenner 18 ausser Betrieb gesetzt und wieder das Abschlussorgan 15 geschlossen und das Gebläse 10 und die Maschine 11 wieder in Tätigkeit gesetzt. Es findet also nunmehr wieder die Wassergaserzeugung durch den umwälzenden Gas-Dampf-Strom unter dauernder Zuführung von Dampf und Brennstaub statt.
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des Brennstaubes zugeführt werden.
Um die durch die Räume 1 und 2 entstehenden Strahlungsverluste zu verkleinern, können dieselben, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, zu einem durch eine Scheidewand 33 in an sich bekannter Weite getrennten Behälter vereinigt werden, dessen Aussenwände in ebenfalls an sich bekannter Weise durch eine Isolierschicht 34 gegen Wärmeverluste gesichert sind. Für den Fall, dass von der Stelle 32 aus Kohlenstaub in die Reaktionskammer eingebracht wird, entsteht das Is Doppelgas bezeichnete Kohlenwassergas.
In dem Fall, dass aber Koksstaub eingeführt wird, entsteht Wassergas.
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Die beschriebene und in Fig. 1 dargestellte Anlage bedingt einen diskontinuierlichen Betrieb.
Man kann diesen Betrieb dadurch in einen kontinuierlichen verwandeln, dass man die bei den Räume 1 und 2 zweifach ausführt und dann wechselweise in Benutzung nimmt, dergestalt, dass während in dem einen
Behälterpaar 1, 2 die Aufheizung des Behälters 1 stattfindet, in dem andern Behälterpaar 1, 2 unter Einschaltung der Apparate 4 und 7 die Zirkulation des Wälzgasstromes vor sich geht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung von Wassergas oder Doppelgas, bei welchem fein gemahlener Brennstoff und hocherhitzte Wasserdampf in eine Reaktionskammer gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kreislauf des Brennstoffstaub-Dampf-Gemisches bzw. des daraus gebildeten Wassergas-DampfGemisches nacheinander durch eine Reaktionskammer (2), einen Teil der Kanäle eines Wärmeaustauschapparates (3), einen als Dampferzeuger wirkenden Entstauber (4), den andern Teil der Kanäle des Wärmeaustauschapparates (3) und einen zur Reaktionskammer zurückführenden Dampfüberhitzer (1) aufrechterhalten wird.