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Kontinuierliches Kohlenvergasungsverfahren zur Erzeugung eines teerfreien Gases aus bituminösen, vorzugsweise feinkörnigen oder zerfallenden Brennstoffen.
Die Vergasung von bituminösen Brennstoffen erfolgte bisher derart, dass der Brennstoff in dem Vergaserschacht vorgebauten Entgasungsräumen vorwiegend durch Hindurchleiten heisser Gase entgast und der gebildete Koks im Vergasersehacht restlos vergast wurde. Für eine solche Spülentgasung wurden die im Vergaserschacht gebildeten heissen Gase verwendet, welche die Entgasungsräume von unten nach oben durchstrichen, die Brennstoffteilehen umspülten und erhitzten. Dabei vermischten sich die Spülgase mit den teer-und kohlenwasserstoffreiehen Entgasungsprodukten und gelangten in immer kühlere Brennstoffzonen, so dass eine Zersetzung der Teerdämpfe und schweren Kohlenwasserstoffe nicht stattfinden konnte.
Bei dem Verfahren gemäss vorliegender Erfindung wird die Entgasung der bituminösen Brennstoffe in dem Vergasungssehacht vorgebauten Entgasungsräumen in an sich bekannter Weise aus- schliesslich durch indirekte Beheizung bewirkt und die Entgasungsprodukte gezwungen durch bereits entgaste, hocherhitzte Brennstoffschichten zu streichen, wodurch eine Zersetzung der Teerdämpfe und Kohlenwasserstoffe eintritt. Der Grad der Zersetzung hängt hiebei von der Temperatur der Brenn- stoffschichten ab, durch welche die Entgasungsprodukte geleitet werden. Es ist möglich, die Zersetzung dadurch zu beeinflussen, dass man die Entgasungstemperatur nach Erfordernis steigert.
Um die indirekte Beheizung der Entgasungsräume wirksamer zu gestalten und den Brennstoff auf genügend hohe Entgasungstemperatur zu bringen, ist es erforderlich, mehrfach unterteilte, schmale Entgasungsräume auszubilden, da erfahrungsgemäss die Entgasungsdauer proportional dem Quadrat der Breite der Entgasungsräume ist.
Die an sich bekannte indirekte Beheizung der Entgasungsräume erfolgt erfindungsgemäss bei kontinuierlich betriebenen Generatoren ebenfalls kontinuierlich durch teilweise Verbrennung von Entgasungsprodukten oder eines Gemisches von Ent-und Vergasungsprodukten in den Heizzügen der Entgasungsräume, wo es durch Luft-oder Sauerstoffzusatz verbrannt wird.
Die Verbrennungsprodukte, die wie üblich zur indirekten Beheizung der Entgasungsräume verwendet wurden, sind reich an Kohlensäure und, falls zur Verbrennung nicht reiner Sauerstoff sondern Luft zugesetzt wurde, auch reich an Stickstoff. Für gewisse technische Verwendungszwecke, z. B. zur Gewinnung eines Wasserstoff-Stickstoffgemisches für die Ammoniaksynthese ist ein erhöhter Stickstoffgehalt des erzeugten Nutzgases erwünscht und ein erhöhter Kohlensäuregehalt nicht nachteilig, da die im Gas enthaltene Kohlensäure ohnehin stets ausgewaschen werden muss.
Für solche Fälle ist es daher vorteilhaft, die Verbrennungsgase oder einen Teil derselben mit dem Nutzgas gemischt
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Fällen aber, wo eine Anreicherung des Nutzgases an Kohlensäure und Stickstoff nicht erwünscht ist, erfolgt die Ableitung des Nutzgases getrennt von den Verbrennungsgasen, die zur Beheizung der Entgasungsräume dienten.
Nichtbackende oder zu wenig backende Brennstoffe können in feinkörnigem Zustand in gewöhnlichen Generatoren nicht mit wirtschaftlichem Erfolg vergast werden, da der Brennstoffstaub von den erzeugten Gasen mitgerissen und in den nachfolgenden Apparaten und Rohrleitungen abgelagert wird, wodurch Verschmutzungen und Brennstoffverluste entstehen. Das Gleiche ist bei solchen Brennstoffen der Fall, welche beim Erhitzen zu Staub zerfallen, wie dies bei vielen Braunkohlen und Ligniten bekannt ist. Durch die vorliegende Erfindung können auch solche Brennstoffe in wirtschaftlicher Weise zur restlosen Vergasung herangezogen werden.
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In Fig. 1 ist eine beispielsweise Ausführung eines Generators zur Durchführung des erfindung- gemässen Verfahrens dargestellt.
1 ist der Vergaserschaeht, 2 sind die demselben vorgebauten Entgasungsränme, welche mittels der Beschickungsvorrichtungen 3 aus dem Bunker 3'mit dem Brennstoff gefüllt werden. Die Entgasungsräume sind in Fig. 2 auch im Horizontalschnitt dargestellt, sie bestehen aus einzelnen schmalen Kammern 2, zwischen welchen sieh die Heizzüge 6 für indirekte Beheizung befinden. Bei 4 in Fig. 1 erfolgt die Zuführung von Luft, Sauerstoff usw., bei 5 die Zuführung von Dampf, Kohlensäure usw.
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Vergasung des bereits verkokten Brennstoffes entweder im Wechselbetrieb oder im kontinuierlichen Betrieb statt.
Bei der vorliegend in Betracht kommenden kontinuierlichen Vergasung wird gleichzeitig durch die Rohrleitung 4 Luft oder Sauerstoff und durch die Leitung 5 Wasserdampf oder Kohlensäure in den Generator eingeblasen. Das im Vergasersehaeht gebildete Gas entweicht grösstenteils durch den Stutzen 11 und Schieber 11'aus dem Generator. Ein Teil desselben durchstreicht jedoch die Heizzüge 6 und wird hier durch Zusatz von Sekundärluft oder Sauerstoff aus der Leitung 7 verbrannt, wodurch eine kontinuierliche indirekte Beheizung der Entgasungsräume erzielt wird. Die Abgase entweichen aus dem Sammelkanal 9 durch die Leitung 10 und Schieber 10'aus dem Generator.
Die Destillationsprodukte werden genötigt, in den Entgasungsräumen von oben nach unten zu streichen und zersetzen sich an bereits hocherhitzte Brennstoffschichten, bevor sie mit dem Nutzgas aus dem Stutzen 11 und Schieber 11'entweichen, während ein Teil der Destillationsprodukte in den Heizzügen 6 verbrannt und zur indirekten Beheizung der Entgasungsräume verwendet wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kontinuierliches Kohlenvergasungsverfahren zur Erzeugung eines teerfreien Gases aus
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in dem Vergaserschacht vorgebauten Entgasungsräumen mittels indirekter Beheizung und Hindurchleiten der Entgasungsprodukte durch hocherhitzte Brennstoffschichten des Generators, dadurch gekennzeichnet, dass die indirekte Beheizung der Entgasungsräume kontinuierlich durch teilweise Verbrennung von Entgasungsprodukten oder eines Gemisches von Ent- und Vergasungsprodukten erfolgt.
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Continuous coal gasification process to generate a tar-free gas from bituminous, preferably fine-grained or disintegrating fuels.
The gasification of bituminous fuels has hitherto been carried out in such a way that the fuel in the degassing chambers built in front of the carburetor shaft is mainly degassed by passing hot gases through and the coke formed was completely gasified in the gasifier shaft. For such a flushing degassing, the hot gases formed in the gasifier shaft were used, which passed through the degassing chambers from bottom to top, washed around the fuel components and heated them up. The purge gases mixed with the tar- and hydrocarbon-free degassing products and got into increasingly cooler fuel zones, so that the tar vapors and heavy hydrocarbons could not decompose.
In the method according to the present invention, the degassing of the bituminous fuels in the degassing chambers built in front of the gasification shaft is effected in a manner known per se exclusively by indirect heating and the degassing products are forced to pass through already degassed, highly heated fuel layers, whereby a decomposition of the tar vapors and hydrocarbons occurs . The degree of decomposition depends on the temperature of the fuel layers through which the degassing products are passed. It is possible to influence the decomposition by increasing the degassing temperature as required.
In order to make the indirect heating of the degassing chambers more effective and to bring the fuel to a sufficiently high degassing temperature, it is necessary to create multiple subdivided, narrow degassing chambers, since experience has shown that the degassing duration is proportional to the square of the width of the degassing chambers.
The per se known indirect heating of the degassing chambers takes place according to the invention in continuously operated generators also continuously by partial combustion of degassing products or a mixture of degassing and gasification products in the heating flues of the degassing chambers, where it is burned by adding air or oxygen.
The combustion products, which were used as usual for indirect heating of the degassing rooms, are rich in carbonic acid and, if air has not been added for the combustion, they are also rich in nitrogen. For certain technical purposes, e.g. B. to obtain a hydrogen-nitrogen mixture for ammonia synthesis, an increased nitrogen content of the useful gas produced is desirable and an increased carbonic acid content is not a disadvantage, since the carbonic acid contained in the gas must always be washed out anyway.
For such cases it is therefore advantageous to mix the combustion gases or some of them with the useful gas
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However, in cases where an enrichment of the useful gas with carbonic acid and nitrogen is not desired, the useful gas is discharged separately from the combustion gases that were used to heat the degassing rooms.
Non-baking or insufficiently baking fuels cannot be gasified in a fine-grained state in ordinary generators with economic success, since the fuel dust is carried away by the gases produced and deposited in the downstream equipment and pipelines, causing contamination and fuel losses. The same is the case with fuels which break down to dust when heated, as is known from many brown coals and lignites. With the present invention, such fuels can also be used economically for complete gasification.
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1 shows an example of an embodiment of a generator for carrying out the method according to the invention.
1 is the gasification chamber, 2 are the degassing chambers built in front of it, which are filled with the fuel by means of the charging devices 3 from the bunker 3 '. The degassing spaces are also shown in horizontal section in FIG. 2; they consist of individual narrow chambers 2, between which the heating flues 6 for indirect heating are located. At 4 in Fig. 1 the supply of air, oxygen etc. takes place, at 5 the supply of steam, carbonic acid etc. takes place.
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Gasification of the already coked fuel takes place either in alternating operation or in continuous operation.
In the case of the continuous gasification in question, air or oxygen is simultaneously blown into the generator through the pipe 4 and water vapor or carbon dioxide through the line 5. Most of the gas formed in the carburettor escapes through the connector 11 and slide 11 'from the generator. However, a part of it passes through the heating flues 6 and is burned here by adding secondary air or oxygen from the line 7, whereby continuous indirect heating of the degassing spaces is achieved. The exhaust gases escape from the collecting duct 9 through the line 10 and slide 10 'from the generator.
The distillation products are forced to sweep from top to bottom in the degassing rooms and decompose on already highly heated fuel layers before they escape with the useful gas from the connection 11 and slide 11 ', while some of the distillation products are burned in the heating flues 6 and are indirect Heating of the degassing rooms is used.
PATENT CLAIMS:
1. Continuous coal gasification process to produce a tar-free gas
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Degassing spaces built in front of the gasifier shaft by means of indirect heating and passage of the degassing products through highly heated fuel layers of the generator, characterized in that the indirect heating of the degassing spaces takes place continuously through partial combustion of degassing products or a mixture of degassing and gasification products.