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Olgasgenerator
Bekanntlich können durch Erhitzung aus flüssigen Brennstoffen Dämpfe hergestellt werden.
Insoweit diese Brennstoffe einen Endsiedepunkt von weniger als 300-350 C haben, kann diese Verdampfung stattfinden, ohne dass chemische Veränderungen des Brennstoffes eintreten. Wenn jedoch der Endsiedepunkt die angegebene Grenze übersteigt, tritt im allgemeinen Kracken ein.
Dabei werden lange Moleküle in kürzere umgewandelt und es bildet sich gleichzeitig ein fester Rückstand. Die Verwendung eines Ölgases aus einem Brennstoff mit einem Endsiedepunkt über 300-350 C erfordert also von Zeit zu Zeit Reinigung der Geräte, in denen die Herstellung des Dampfes erfolgt. Weiter weisen solche Geräte den Nachteil auf, dass die gebildeten Öldämpfe nicht ohne Kondensierung gekühlt werden können, mit anderen Worten, es entsteht kein stabiles Gas. Bei den bekannten Ölgasgeneratoren zur Herstellung stabiler Ölgase wird daher während der Verdampfung Luft zugeführt ; dies führt unter anderem zu einer teilweisen
Oxydation des Ölgases, wobei jedoch nur ein geringer Teil des kalorischen Wertes des Gases verlorengeht. Auf diese Weise ist es möglich, ein stabiles Gas zu erzeugen.
Sämtliche bekannte
Geräte haben jedoch den Nachteil, dass die
Bildung von Krackresten unvermeidlich ist bzw. dass keine Massnahmen zum Unschädlichmachen der sich bildenden Krackreste vorgesehen sind.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine
Verbesserung von Generatoren zur Herstellung von Ölgas zu schaffen, wobei der aufgezeigte
Nachteil nicht besteht bzw. nur in so geringem
Masse auftritt, dass er den Betrieb der Anlage nicht beeinträchtigt.
Beim erfindungsgemässen Generator zur Her- stellung eines brennbaren, stabilen Ölgases werden Öl und Luft in bekannter Weise durch Gegen- strömung in innige Berührung miteinander ge- bracht. Hiebei wird der dickwandig ausgebildete, horizontal angeordnete Generatorboden, zu dem im wesentlichen nur noch die schwereren Ölteile gelangen, durch Wärmezufuhr von aussen her auf eine solche Temperatur gebracht, dass diese
Reste infolge dieser hohen Temperatur dort soweit als möglich durch Oxydation in gasförmige
Verbindungen umgewandelt werden.
Die Wärmezufuhr an den Generator von aussen her kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Es kann z. B. die dem Generator zugeführte
Luft vor Eintritt in den Generator erwärmt werden, was vorzugsweise mittels der Rauchgase eines Brenners erfolgt, der mit dem aus dem
Generator kommenden Gase gespeist wird.
Es ist auch möglich, den Bodenteil des Generators selbst dort zu erwärmen, wo sich die schwersten Ölteile befinden. Zweckmässig wird der dick- wandige Boden aus einem die Wärme vorzüglich leitenden Material hergestellt. Es ist auch weiters zu empfehlen, denjenigen Generatorteil, in dem Brennstoff und Luft in Gegenströmung sind, senkrecht anzuordnen, wobei die Brenn- stoffzuführungsleitung im oberen Teil des
Generatorteiles ausmündet und gekühlt ist, um
Kohleansatz zu vermeiden.
Da bei dem erfindungsgemässen Ölgasgenerator die Strömungsrichtungen von Brennstoff und
Verbrennungsluft entgegengesetzt sind, werden im Zuge des Prozesses zuerst die leicht ver- dampfenden Teile des Brennstoffes vom Luft- strom entgegen ihrer ursprünglichen Richtung mitgeführt, gegebenenfalls auch örtlich oxydiert, die schwereren, zurückbleibenden noch flüssigen
Brennstoff teile bewegen sich im Generator gegen den Luftstrom weiter und begegnen dabei stets
Luft, die sauerstoffreicher als die zuvor begegnete ist.
Die schwereren Teile, die im Luftstrom nicht verdampfen und in Generatoren üblicher
Bauart die Bildung fester, unverbrannter Reste herbeiführen, gelangen schliesslich beim er- findungsgemässen Generator zum dickwandigen
Boden, auf dem durch Wärmezufuhr von aussen her eine solche Temperatur vorherrscht, dass diese
Reste infolge dieser hohen Temperatur dort soweit als möglich durch. Oxydation in gas- förmige Verbindungen umgewandelt werden.
Das grosse Wärmehaltungsvermögen des dick- wandigen Bodens führt beim erfindung- gemässen Generator zu dem Vorteil, dass ein
Untermass von Verbrennungsluft hinreicht, so dass das im Generator entstehende Gas ein reiches Gas ist. Bei den angestellten Versuchen wurde festgestellt, dass beim erfindung- gemässen Generator eine Luftzufuhr in den
Generator hinreicht, die z. B. 5-10% der Luft
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beträgt, die zur vollständigen Verbrennung des im Generator gebildeten Gases erforderlich wäre. Weiters ist zu empfehlen, dem Generator die Luft durch eine Anzahl enger Öffnungen im dickwandigen Bodenteil zuzuführen, da auf diese Weise die gegebenenfalls kalte Luft in sehr hohem Masse erhitzt wird. Der erfindungsgemässe Generator eignet sich auch zur Kombination mit einem Brenner.
Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert, die eine Anzahl Ausführungformen des Generators nach der Erfindung darstellen. Fig. l zeigt einen Generator, der im wesentlichen aus einem Gefäss 1 mit einem verhältnismässig engen Hals 2, einer Luftzuführungsleitung 3, einer Brennstoffzuführungsleitung 4 und einer Abfuhrleitung 5 für das erzeugte Gas besteht. Der Boden 6 des Gefässes 1 ist dickwandig ausgebildet.
Die Wirkungsweise dieses Generators ist folgende : Der Brennstoff wird durch die Zuführungsleitung 4 eingespritzt. Im Halse 2 begegnet dieser flüssige Brennstoff der aus der Leitung 3 über die engen Öffnungen 7 in den Generator eintretenden Luft. Diese Luft ist z. B. durch die Rauchgase des nicht dargestellten Brenners vorgeheizt, der mit dem Gas aus dem Generator gespeist wird. Infolge des Vorhandenseins dieser vorgeheizten Luft verdampfen im Halse 2 die leichteren Brennstoffteile und werden vom aufsteigenden Luftstrom gegebenenfalls teilweise oxydiert und durch die Gasleitung 5 abgeführt.
Die schwereren Teile dagegen verdampfen nicht sofort, gelangen tiefer in den
Generator und werden erst, wenn sie die geeignete
Temperatur erreichen, verdampfen, gegebenen- falls auch teilweise oxydiert, im Generator mit der Luft hinaufsteigen und durch die Leitung 5
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von aussen her geheizt wird. Es zeigt sich nun, dass die im unteren Generatorteil befindlichen und somit im allgemeinen aus den schwersten Ölteilen bestehenden, flüssigen Brennstofftropfen in einer Wolke über dem Boden schweben bleiben, wobei infolge der dort vorhandenen, sehr sauerstoffreichen Luft, die in diesem Augenblick gebildeten Dämpfe, meist Krackprodukte, ganz oder teilweise oxydiert werden.
Schliesslich verbleibt ein im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehender fester Rest am Boden 6, welcher Rest nach einiger Zeit infolge der in diesem Generatorteil herrschenden Luftströmung durch Oxydation in gasförmige Produkte umgewandelt sein wird. Diese festen Reste verschwinden also vollständig durch Oxydation. Es ist dabei erwünscht, die Verbrennungsluft dem Generator tangential zuzuführen, was offenbar die Mischung der Verbrennungsluft und der Kohlenwasserstoffe begünstigt.
Vorzugsweise wird der Generator derart eingerichtet, dass der sich im unteren Generatorteil bildende Luftwirbel exzentrisch zum Flüssigkeitsstrahl liegt. Dadurch werden die Flüssigkeits- tropfen stets in Bewegung gehalten. Im all-i gemein. ^n wird der Boden 6 eine Temperatur von über 450 C, vorzugsweise von über 600 0 C aufweisen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Die Wahl der Temperatur ist naturgemäss von der Brennstoffart abhängig.
Die Ausbildung des Generators nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, dass das Gefäss 10 mit dem sich verengenden Hals 11 einen nach oben gewölbten Boden 12 aufweist. Die Luftzuführungsöffnungen 13 sind zur Begünstigung der Luftwirbelung tangential angeordnet und gegen den geneigten Teil des Bodens gerichtet.
Infolge des nach innen überstehenden Randes 14 ist unten im Gefäss 10 eine Art von Wirbelkammer gebildet, welche die Mischung von Brennstoff und Luft in hohem Masse begünstigt. Auch sind bei dieser Ausführung, wie auch aus der Figur ersichtlich, die Luftzuführungskanäle 13 im dickwandigen Teil des Gefässes 10 angebracht.
Die durch die Leitung 15 bei Zimmertemperatur zugeführte Luft wird beim Passieren der Öffnungen 13 z. B. bis zu 500'C geheizt. Die Luft entnimmt die Wärme der Wand des Gefässes 10, da der Boden 12 dieses Gefässes, wie schematisch mit 16 angedeutet, auf einei hohen Temperatur gehalten wird. Die Kapazität dieses Generators übersteigt diejenige des Generators nach Fig. 1. Die Brennstoffzuführungsleitung 17 ist derart ausgebildet, dass der flüssige Brennstoff in mehreren Strahlen herabspritzt.
Ein Vorteil des dickwandigen Bodens in diesen Generatoren besteht noch darin, dass der stark geheizte Boden von den auf ihn gelangenden kalten Brennstofftropfen nicht merklich abgekühlt I wird. Da der Generator als Gefäss mit engem oder sich verengendem Hals ausgestaltet ist, wird die Gefahr vermieden, dass aufspritzende
Brennstofftropfen in die Gasabfuhrleitung ge- langen.
Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Generators dar, die grund- sätzlich den Ausführungsformen nach den Fig. l und 2 entspricht, aber mit dem Unterschiede, dass sich dieser Generator insbesondere zum
Vergasen aschenhaltiger Ölsorten eignet. Die
Figur zeigt das sqnduhrförmige Gehäuse 20, die Luftzuführungsleitung 21, die Gasabfuhr- leitung 22, die Brennstoffzuführungsleitung 23 und den dickwandigen Boden 24. Das Gehäuse 20 geht unten in das zylindrische Gefäss 25 über.
Zwischen der Innenseite der Wände von 20 und 25 einerseits und dem Aussenrand des dick- wandigen Bodens 24 anderseits ist ein enger
Spalt 27 vorgesehen.
Wenn im Generator ein
Brennstoff verwendet wird, der Aschenreste zurücklässt, so werden diese Reste von der aus der Luftzuführungsleitung 21 durch die Luft- zuführungsöffhungen 26 in das Gehäuse 20 kommenden und dort einen Wirbel bildenden
Luft von dem Boden 24 über seinen ein wenig aufstehenden Rand geblasen und gelangen durch den ringförmigen Spalt 27 in das Gefäss 25,
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das dann und wann geleert werden muss. Der Raum 28 unter dem dickwandigen Boden 24 enthält eine nicht dargestellte Vorrichtung zur Heizung des Bodens 24 auf die erforderliche Temperatur.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ölgasgenerator nach dem Gegenstromprinzip, mit einer im oberen Teil der Reaktionskammer angeordneten Ölzufuhreinrichtung und einem im unteren Teil der Kammer horizontal angeordneten, vorzugsweise von aussen erhitzten Boden sowie mit einer im unteren Kammerteil gelegenen Luftzufuhreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenteil des Generators dickwandig ausgebildet ist.