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GEORGE WESTINGHOUSE m PITTSBURG (V. ST. A. ).
Verfahren zur Erzeugung von mit Destillationsgasen angereichertem Wassergas.
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Material eignen sich alle Substanzen, welche Kohlenstoff und flüchtige Substanzen enthalten, wie Braunkohle, Torf, Holz, Küchenabfälle u. s. w., und sind im folgenden unter der Bezeichnung Kohle nicht nur diese selbst, sondern auch die anderen Substanzen zu verstehen. Der in der Zeichnung beispielsweise dargestellte Apparat ist zum Gebrauche für bituminöse Kohle gedacht, doch sind die daselbst enthaltenen Prinzipien, sowie das Verfahren zur Erzeugung von Gas auch auf andere kohlenstoffhältige Materialien anwendbar.
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Schnitt. Fig. 2 zeigt denselben in Oberansicht.
Fig. 3 veranschaulicht einen Teil einer modifizierten Ausführungsform mit eingeschalteten Aufhaltungskammern, um die Erzeugung von Dampf im Überschuss zu verhindern.
Die beiden Gasgeneratoren 1 und 2 bekannter Einrichtung sind an ihren oberen Enden durch ein Verbindungsstück oder ein Rohr 3 miteinander verbunden. Die Kammer 4 ist mit feuerfestem Material, zweckmässig Chamottesteinen, zur Aufspeicherung der Hitze
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Gasgeneratoren verbunden. Ein mit einem Ventil 7 versehenes Rohr 6 verbindet die Kammer 4 mit dem Lufterhitzer 8, der mit einem Abzugsrohr 9 verbunden ist. Ein Ge- btäso oder Ventilator 10 ist mit dem Lufterhitzer durch das Saugrohr 11 und durch das Druckrohr 18 mit den Gasgeneratoren l und 2 verbunden. Das Druckrohr 12 ist mit jedem Gasgenerator durch drei Rohre 13 verbunden, welche die Gasgeneratoren umschliessen.
Zwischen den Rohren 13 und den Druckrohren 12 sind Ventile 14 angeordnet. An jedem Gasgenerator ist ein Zusatzluftrohr 15 mit je einem Ventil 16 vorgesehen, welches oberhalb der Brennstoffschicht mündet. An dem unteren Ende eines jeden Gasgenerators 1 und 2 befinden sich Auslässe 17 und 18, welche mit Ventilen 19 und 20 versehen und durch ein Rohr 21 miteinander verbunden sind. Ein Ventil 22 ist zwischen dem Rohr 21 und dem Dampfkessel. 23 vorgesehen. Die Ventile 1. 9, 20 und 22 sind zweckmässig wassergekühlt. Der Dampfkessel 23 ist mit dem Speisewassererhitzor 24 durch ein Rohr 25 verbunden. Die Rohre 26 und 27 verbinden einen Gassammler 2S mit dem Speisowasser- erhitzer 24.
Der Speisewassererhitzer und der Kessel sind mit der Üblichen Speisepumpe, 39 und den notwendigen Rohrverbindungen vorsehen.
Die Saugseito eines Gelläses oder Ventilators. 80 ist mit dem Gassammler 28 durch
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welchem sich ein Ventil 34 befindet, mit der Kammer 4 in Verbindung steht. Die Ge- bläse 10 und 30 sind mit in einer Nebenleitung liegenden Ventilen 35 bezw. 36 versehen : der Antrieb der Gebläse kann in beliebiger Weise erfolgen. An dem oberen Ende eines jeden Gasgenerators befindet sich eine Ramme 37 oder dgl., welche mit Hilfe eines hydraulischen zylinders 38 zur Auflockerung der Brennstoffschicht betätigt wird.
Im Bedarfsfalle kann die Ramme mit Wasserkühlung versehen werden. Über den Gasgeneratoren befindet sich auch ein Kohlentrichter 39, mitelst welchem Kohle nach Wunsch in den einen oder anderen Generator eingeführt werden kann. An dem unteren Ende eines jeden Generators
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den Generatoren wird ein Holzfeuer angemacht und dieselben werden sodann bis auf eine. geeignete Höhe mit Koks beschickt. Dio Ventile 19, 20 und 22 sind geschlossen und die Ventile 7, 14 und 16 geöffnet. Das Gebläse 10 wird in Gang gesetzt und Luft durch die Rohre 12 und 13 in die Generatoren oingeb) asen. Das erhaltene Goneratorgas wird in dem Generator oberhalb der Brennstoffschicht mit der durch das Rohr 15 eintretenden Luft verbrannt.
Die erhaltenen Verbrennungsprodukte gehen durch das Rohr 5 in die Kammer 4, wo ihre Hitze von den Chamottesteinen aufgenommen wird. Die Verbrennungsprodukte gehen in der Kammer 4 nach abwärts, durch das Rohr 6, den Lufterhitzer S und durch das Rohr 9 in die freie Atmosphäre ; gleichzeitig wird mittelst des Gebläses 10 durch den Lufterhitzer Luft durchgesaugt, welche Wärme von den abziehenden Gasen, die in der Kammer 4 nicht absorbiert wurde, aufnimmt. Diese Anblaseperiodo wird so lange fortgesetzt, bis der Koks in Glut gelangt ist und ein grosser Teil der Hitze in der Kammer 4 aufgespeichert ist.
Nun wird das Gebläse 10 abgestellt, die Ventile 7 und 14 geschlossen, während 8die Ventile 20, 33 und. M geöffnet werden und das Gebläse 30 in Betrieb gesetzt wird. Der ganze Apparat ist mit Luft und Vorbrennungsproduktcn gefüllt. Das Gebläse 30 dient dazu, eine Zirkulation der Gase'in dem ganzen System herbeizuführen. Der Kreislauf geht von dem Gebläse 30 durch die Kammer 4, wo die durchstreichenden Gase intensiv erhitzt werden. Dieselben gehen weiter durch das Rohr 5 in den Generator, 3, nach abwärts durch die heisse Brennstoffschicht, den Auslass 18, Rohr 21 und Dampfkessel 23, wo sie Dampf erzeugen.
Sobald dio Dampfentwicklung begonnen hat, entweicht dieser Dampf durch das
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zeugt ; dasselbe durchstreicht die Brennstoffschicht in dem Generator 1, tritt in das Ver- bindungsrohr 3 und vereinigt sich mit dem Gasstrom, welchen das Gebläse 30 in Zirkulation versetzt. Wenn der Prozess so weit vorgeschritten ist, wird nach Massgabe des Bedarfes zer-
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Dieselbe fällt in dem intensiv erhitzten, von der Kammer 4 kommenden Gasstrom ; hiedurch wird jedes Kohlepartikeicben sofort in Koks umgewandelt. Die durch den Verkokungsprozess erzeugten Gase vermehren das Volumen des kreisendon Gases und gehen nach abwärts durch die Brennstoffschicht des Generators 3. In der Brol1nstoffschicht werden die schweren Kohlenwasserstoffe in leichte zersetzt.
Das auf diese Weise erhaltene (las, welches am unteren Ende des Generators 2 austritt, ist daher ein Gasgemisch, welches alle flüchtigen Bestandteile der Kohle, das in dem Generator J ? erzeugte Wassergas und die sonst in dem
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trockenen Destillation der Kohle erforderliche Hitze von der Kammer 4 geliefert wurde. Xnn wird Dampf in den Generator 2 eingeleitet und Kohle in den Generator 1 eingebracht und daselbst der trockenen Destillation durch einen von der Kammer 4 kommenden heissen Kreisstrom unterworfen.
Wenn die Gaserzeugung durch so lange Zeit fortgesetzt wurde, dass beide Generatoren so weit abgekubit sind, dass eine ökonomische Gaserzeugung nicht mehr stattfindet, wird die Dampfzufuhr abgesperrt, das Gebläse 30 abgestellt, ebenso auch die Koiilenxufnhr ; die Ventile 19 und 22 werden geschlossen. Die Kammer 4 ist mit Gas gefüllt, welches zu sammeln wünschensert ist. Das Nehenleitungsventil 36 des Gebläses 30 wird geöffnet und das Gebläse 10 in Betrieb gesetzt. Das nun erzeugte Generatorgas treibt
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Bedienenden, die Kammer 4 von ihrem Inhalt an Wassergas befreit ist, wird das Ventil 7 geöffnet und das Ventil 34 geschlossen.
Die beiden Generatoren werden nun bis zur Glut ihres Inhaltes angeblasen und die Kammer 4 wie früher beheizt.
Der Zweck des Nebenleitungsventils 36 ist, die Wirkung der Zirkulation zu kontrollieren.
Das Gebläse führt bei jeder Umdrehung ein bestimmtes Gasvolumen weiter. Wenn das Ventil 36 geöffnet ist, erzeugt das Gebläse weder in dem Rohre 31 eine Saugwirkuug noch in dem Rohre 33 einen Druck. Wenn jedoch das Ventil 3C teilweise geschossen ist, wird eine teilweise Zirkulation in den Rohren, welche zu und von dem Gebläse führen, hervor- gerufen und wenn das Ventil vorkommen geschlossen ist, wird das ganze von dem Gebläse bei jeder Umdrehung in Bewegung gesetzte Volumen durch das Rohr 31 angesaugt und in
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vorstehend beschriebene Arbeitsweise bezw.
das beschriebene Verfahren zeigt die Anwendung des Apparates bei der Erzeugung eines Gases, das eine Mischung aus Wassergas und fixiertemDestillationsgas ist. und welches, mit Ausnahme dos- geringen Gehaltes an Kohlensaure, vollständig verbrennbar ist. Für gewisse Zwecke kann es jedoch wünschenswert sein, von einer bestimmten Gewichtsmenge Kohle ein grösseres Volumen Gas von geringeren Heizwert zu erhalten. In einem solchen Falle wird gleichzeitig mit der Einleitung des Dampfes in die glühende Brennstoffschicht durch das Gebläse 10 Luft in den Generator eingeleitet. Das auf diese Weise gewonnene Gas ist sodann eine Mischung von Generatorgas, Wassergas und fixiertem Destillationsgas.
Die Heizkraft wird vermindert durch den vorhandenen Stickstoff, herrührend von der Erzeugung des Generatorgases und die Menge des vorhandenen Stickstoffes ist proportional der Menge des erzeugten Generatorgases.
In der Praxis hat sich ergeben, dass beim Gebrauche feiner bituminöser Kohle der Charakter der Brennstoffschicht zum Teil durch das Mass der Verkokung, welcher die Kohlepartikelchen unterworfen werden, bestimmt wird ; d. h., wenn die aus der Kammer 4 in den Generator gerührte Hitze sehr gross ist im Verhältnis zu der eingeführten Kohlenmenge, so werden die Kohleteilchen vollständig verkokt und die erhaltene Brennstoffschicht besteht aus feinkörnigem, bei der Fixierung der Destillationsgase sich flockig absonderndem freien Kohlenstoff. Wird die Koblenzufuhr vergrössert und bleibt die zugeführte Hitze dieselbe, so wird die Verkokung nicht so vollständig sein, die Koksteilchen werden aneinander hängen und Ballen von leicht porösem, schwammigem Koks bilden.
Es liegt daher in der Hand des den Apparat Bedienenden, den Charakter der Brennstoffschicht zu regeln.
Um einen Verlust infolge der Erzeugung eines Überschusses an Dampf zu vermeiden, kann die in Fig. 3 dargestellte Anordnung angewendet werden, Hiebei sind noch zwischen den Generatoren und den Kesseln Aufha) tungskammern 4. 3 eingeschaltot, welche in bekannter Weise mit Schamottesteinen ausgefüllt sind. Durch Absorption eines Teiles der freien Wärme des Gasvolumen wird dessen Temperatur vermindert und die Dampferzeugung verringert ; gleichzeitig wirken diese Aufhaltnngskammern als Dampfüberhitzcr.
Die Auf- haltungslmmmern 42 wirken ausser durch die Aufspeicherung der Hitze auch in der Weise, dass sie einen Teil des bei der Bildung von fixierte Destillationsgas abgelagerten feinen Kohlenstoffes und der Asche, welche von dem Gasstrom durch die Brennstoffschicht hindurchgeführt wurden, zur Ausscheidung bringen. Sie wirken daher auch als Staubsammler und sind zur Reinigung mit Türen versehen. Auch ist durch ein Luftzufilhrungsrohr 44 von dem Gebläse 10 Vorsorge getroffen, um den angesammelten Kohlenstoff auszubrennen.