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Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Brenngaserzeugung
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Brenngaserzeugung durch Vergasen feinverteilter fester und/oder flüssiger Brennstoffe oder durch thermische Umsetzung gasförmiger Brenn- stoffe mit Luft und/oder Wasserdampf und/oder andern sauerstoffhaltigen Gasen.
Bei vielen chemischen Prozessen muss, um z. B. kleine Reaktionszeiten zu erhalten oder um sich der
Asymptote irgendwelcher Umwandlungsvorgange zu nähern, die Wärmeübertragung von Gasen bei möglichst hohen Temperaturen erfolgen. Die Festigkeitseigenschaften der meisten Baustoffe setzen der Wärme- übertragung jedoch eine natürliche Grenze. So gestatten selbst Strahlungsrekuperatoren keine Erwärmung des zu erhitzenden Gases von mehr als 9000 C, gleichgültig, ob die die Wärme übertragenden Wände metallisch oder keramisch sind. Die Grenze liegt noch niedriger, wenn das Gas z. B. Eigenschaften hat, die es mit dem Wandmaterial reagieren lassen.
Für alle Vergasung- bzw. Spalt vorgänge sind aber hohe Temperaturen erforderlich, da hiedurch die
Reaktionszeiten abgekürzt werden können. Noch wichtiger aber ist, besonders bei der Spaltung von Kohlenwasserstoffen, die Spaltvorgänge in Räumen hoher Wandtemperaturen vor sich gehen zu lassen. Bei der Spaltung entstehen Kohlenstoffskelette, die mit COoderHOzu CO umgewandelt werden müssen.
Dabei sollen die festen Bestandteile im Gas schnell eine möglichst hohe Temperatur annehmen. Da die
Wärmeaufnahme fester Stoffe bei der Wärmeübertragung durch Strahlung höher als die von Gasen ist, so werden im Bereich hoher Wandtemperaturen die Festbestandteile im Gas letzterem gegenüber bevorzugt, so dass unter Umständen die Kohlenstoffanteile höhere Temperaturen als das Gas selbst annehmen können.
Dadurch werden die Reaktionszeiten der Kohlenstoffanteile zu CO verkürzt bzw. überhaupt erst möglich gemacht, besonders im Bereich der verhältnismässig niedrigen Temperaturen, bei denen die Kohlenwasserstoffspaltungen vor sich zu gehen pflegen.
Durch die nachstehende Erfindung soll nun ein Weg gewiesen werden, um bei gleichzeitig kontinuierlichem Betrieb von einem Gas auf ein zweites und insbesondere auf die in dem zweiten Gas enthaltenen tropfenförmigen oder festen Bestandteile bei-beliebigen Temperaturen Wärme zu übertragen, ohne dass man sich hiebei besonderer metallischer oder keramischer Wärmeträger zu bedienen braucht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass aus einem den oder die zu vergasenden oder umzusetzenden Brennstoffe enthaltenden, als Vergasungsmittel für den Brennstoff oder den bei seiner Umsetzung freiwerdenden Kohlenstoff dienenden Trägergas einerseits und einem an der Brenngasreaktion praktisch nicht teilnehmenden Heizgas anderseits zwei Wirbel gebildet werden, die innerhalb eines ringförmigen Reaktionsraumes, dessen Aussenwand und dessen Kern einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, mit im wesentlichen gleicher und gleichgerichteter Winkelgeschwindigkeit unmittelbar nebeneinander sich bewegen, wodurch ein Vermischen von allenfalls mehr oder weniger im Sinne der Vergasungsreaktion umgesetzten Trägergas und Heizgas weitgehend vermieden wird und dass die beiden Gase auch an verschiedenen, ihren unterschiedlichen Strömungsbereichen entsprechenden Stellen,
im wesentlichen unvermischt, abgezogen werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit gleicher Winkelgeschwindigkeit umeinander rotierende Gase sich wenig bzw. nur nach verhältnismässig langer Zeit miteinander vermischen. Die geringste Diffusion erhält man naturgemäss, wenn ausser den Winkelgeschwindigkeiten der Gase untereinander auch deren Axialgeschwindigkeiten gleich und gleichsinnig sind.
Leitet man somit in einen Zylinder, in dessen Boden sich zwei oder mehr konzentrisch angeordnete Düsengruppen befinden, zwei oder mehr Gase mit Strömungsrichtungen und Geschwindigkeiten ein, die
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den obengenannten Bedingungen entsprechen, so wird man am Ende des Zylinders über entsprechende Auf- fangvorrichtungen bei bestimmter Zylinderlänge die Gase praktisch unvermischt wieder ableiten können.
Haben die Gase verschiedene Temperaturen, so wird Wärme von dem einen auf das andere Gas über- gehen. Hiebei sind irgendwelche die Gase trennenden Wände nicht erforderlich und der Wärmeübertra- gungsvorgang kann bei beliebigen Temperaturen vor sich gehen.
Mischt man dem einen Gas Kohlenstaub, Ölnebel oder Öldampf zu und benutzt das zweite Gas als
Heizgas, indem man es entweder mit einem Teil der dem ersten Gas beigemischten Stoffe chemisch exotherm reagieren lässt oder es bereits mit hoher Temperatur in den Zylinder einführt, so wird in dem ersten Gas unter Einfluss der Strahlungswärme des Heizgases bzw. der durch das Heizgas aufgeheizten
Wände die gewünschte chemische Umwandlung erfolgen. Eine weitere Möglichkeit der Aufheizung wäre die, dass ein Brennstoff im Inneren des Zylinders zur Verbrennung gebracht würde.
Drei Beispiele der sich aus diesen Grundgedanken ergebenden konstruktiven Möglichkeiten sind in den
Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigen :
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Vergasung von Kohlenstaub oder Spaltung von Kohlenwasserstoffen, teils im Schnitt, teils in Ansicht, Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Linie UI-li in Fig. l, Fig. 4 einen Schnitt durch die
Vorrichtung nach der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Linie VI-VI in Fig. 1, Fig. 7 eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Vergasung von Kohlenstaub oder Spaltung von Kohlenwasserstoffen im Schnitt, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fig.
9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 8, Fig. 10 eineweitereAusführungsformeinerVordchtungzurVergasung von Kohlenstaub oder Spaltung von Kohlen- wasserstoffen im Schnitt.
Die in Fig. 1-6 dargestellte Vorrichtung weist einen Reaktionsraum 1 mit einem aus feuerfesten
Baustoffenbestehenden und mit einer Isolierung versehenen Mantel 2 auf. Der Kern des Reaktionsraumes 1 besteht aus einem Innenzylinder 3, welcher ebenfalls aus feuerfestem Material hergestellt ist. Im Boden des Reaktionsraumes sind zwei ringförmige, konzentrisch zueinander angeordnete Gruppen 4 und 5 von
Düsen vorgesehen. Wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, werden die einzelnen Düsen der beiden Düsengruppen von Leitschaufeln 6 bzw. 7 gebildet, welche, im Grundriss gesehen (Fig. 4), etwa radial angeordnet und im Vertikalschnitt betrachtet (Fig. 5) in einer Richtung gekrümmt sind. Die Leitschaufeln bestehen eben- falls aus feuerfestem Material.
Der Innenzylinder 3 ist oben an eine Zuleitung 8 für ein Trägergas oder ein Vergasungsmittel, z. B.
Wasserdampf, angeschlossen. Fernerragt in den Innenzylinder eine Düse 9 zum Einspritzen eines Öles hin- ein. Statt dieser Düse kann auch eine Zuführungsleitung für Kohlenstaub, welche über eine Schleuse, z. B. ein Zellenrad, an einem Kohlenstaubbunker angeschlossen ist, in den Innenzylinder 3 münden.
Durch den Innenzylinder 3 wird das Trägergas-Öl- oder Trägergas-Kohlenstaub-Gemisch der inneren Düsengruppe 4 zugeführt. Die Zuführung eines Mediums zu der äusseren Düsengruppe 5 erfolgt durch einen Ringkanal 10, der die ringförmige Düsengruppe 5 umgibt und dessen Aussenwand 11 im Grundriss gesehen vorteilhaft eine spiralförmige Gestalt besitzt. An seiner weitesten Stelle mündet in den Ringkanal 10 vorteilhaft tangential eine isolierte Gasleitung 12, deren Wandung ebenfalls aus feuerfestem Material besteht.
Die Gasleitung 12 verbindet den Ringkanal 10 mit einer Brennkammer 13. Diese ist als Wirbelbrennkammer ausgebildet, da man in einer Wirbelbrennkammer eine vollständige Verbrennung ohne Luftüberschuss erreichen kann. Es kann aber auch vorteilhaft sein, Verbrennungsgase mit einem gewissen Luftüberschuss zu erzeugen. In diesem Falle kann auch eine beliebige andere Brennkammer verwendet werden.
Die Wirbelbrennkammer 13 besteht aus einem Wirbelraum 14 und einem Brennraum 15. Der Wirbelraum wird durch eine schmale Kammer mit einem kreisförmigen Querschnitt gebildet. In der Mitte einer Wand 16 dieser Kammer ist eine Abzugsöffnung 17 für die erzeugten Verbrennungsgase vorgesehen, an welche sich die Gasleitung 12 anschliesst. Ferner mündet in der ringförmigen Wandung 18 des Wirbelraumes eine Düse 19 in etwa tangentialer Richtung. Diese geht direkt von dem Brennraum 15 der Wirbelbrennkammer aus.
In den Brennraum 15 der Wirbelbrennkammer wird ein Brennstoff, wie z. B. Öl, Kohlenstaub oder ein brennbares Gas, mittels einer Düse 20 eingeblasen. Ausserdem wird dem Brennraum Luft mit Hilfe des Ventilators 21 und der Leitung 42 zugeführt. Der Brennstoff wird zum Teil in dem Brennraum 15, zum Teil in dem Wirbelraum 14 verbrannt, und die heissen Verbrennungsgase werden über die Leitung 12 und den Ringkanal 10 der äusseren Düsengruppe 5 als Heizgas zugeführt.
Sollen besonders hohe Temperaturen der Verbrennungsgase erreicht werden, so wird vorteilhaft durch
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den Ventilator keine kalte Aussenluft in den Brennraum 15 der Wirbelbrennkammer eingeblasen, sondern die Luft wird in einem Wärmetauscher vorerwärmt und dann erst der Wirbelkammer zugeführt.
Die Leitschaufeln 6 und 7 der Düsengruppen 4 und 5 sind so gekrümmt, dass die aus den Düsen- gruppen 4 und 5 austretenden Medien, d. h. einerseits Verbrennungsgase und anderseits ein Trägergas-Öl- oder ein Trägergas-Kohlenstaub-Gemisch mit gleicher Winkelgeschwindigkeit in das Innere des Reaktions- raumes 1 eintreten. Ferner werden die Drücke der beiden Medien vorteilhaft so eingestellt, dass auch die
Axialgeschwindigkeiten der Medien etwa gleich sind. Die beiden Medien bewegen sich dann etwa auf par- allelen Schraubenlinien durch den Reaktionsraum 1 nach oben. Dies ist in der Zeichnung (Fig. l) durch die bei- den Linien 22 und 23 angedeutet.
Die Linie 23 entspricht dem Weg eines Teilchens, welches durch eine Düse der Gruppe 5 eingeleitet wird und sich an der Innenseite des Mantels 2 nach oben bewegt, während die Linie 22 dem Weg eines Teilchens entspricht, welches sich etwa an der Grenze zwischen den beiden aufwärtsströmenden
Medien befindet. Die beiden Linien 22 und 23 schliessen also den Raum ein, in dem sich das durch die
Gruppe 5 eingeleitete Medium (Heizgas) nach oben bewegt, während die Linie 22 und die äussere Wand des Innenzylinders 3 den Raum einschliessen, in dem das durch die Düsengruppe 4 dem Reaktionsraum zugeführte Medium schraubenförmig nach oben strömt.
Da die Winkelgeschwindigkeit der beiden Medien gleich ist, tritt während des Weges der Medien durch den Reaktionsraum kaum eine Diffusion ein. Dagegen wird von dem durch die Düsengruppe 5 eingeleiteten Heizgas fortwährend Wärme nach innen abgestrahlt. Auch die Aussenwand 2 wird von dem Heizgas auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt und strahlt Wärme nach innen ab, so dass in dem zweiten Medium eine Spaltung oder Vergasung des in ihm enthaltenen Öles oder Kohlenstaubes erfolgt.
Am oberen Ende des Reaktionsraumes 1 ragt in diesen eine zylindrische Wand 24 hinein, welche den Innenzylinder 3 mit Abstand umgibt und den Strom des Heizgases von dem Strom des durch die Vergasung bzw. Spaltung erzeugten Nutzgases trennt. Ausserhalb der Wand 24 ist der Mantel 2 des Reaktionsraumes zu einem ringförmigen Abzugsraum 25 erweitert, von dem eine Leitung 26 zum Abführen der Heizgase vorteilhaft in tangentialer Richtung abzweigt. Der Ringraum 27 zwischen der Wand 24 und dem Innenzylinder 3 dient zum Abzug der erzeugten Nutzgase. Auch von diesem Raum 27 zweigt vorteilhaft tangential eine Gasleitung 28 für die Ableitung der Nutzgase ab.
Bei einer grossen Höhe des Reaktionsraumes lässt sich eine gewisse Diffusion der Gase längs der gedachten Trennfläche nicht vermeiden, und es bildet sich eine Diffusionszone, die nach oben hin breiter wird. Zum gesonderten Abfangen der darin enthaltenen Gasmenge kapn man zwischen dem Abzugsraum 25 und dem Ringraum 27 einen weiteren ringförmigen Abzugskanal vorsehen. Hiebei ist zu beachten, dass die gedachte Trennfläche zwischen den beiden Medien nicht unbedingt parallel zu der Wand 2 oder dem Innenzylinder 3 verlaufen muss, sondern hiemit einen Winkel einschliessen kann, je nach der Expansion des einen bzw. der Kontraktion des andern Mediums in dem Reaktionsraum.
Dieser Vorgang lässt sich dadurch ausgleichen, dass der Mantel 2 und der Innenzylinder 3 des Reaktionsraumes nicht zylindrisch ausgebildet ist, sondern sich entsprechend den jeweiligen Verhältnissen kegelig nach oben erweitert oder verengt.
Die für die Vergasung oder Spaltung von Kohlenstaub bzw. Kohlenwasserstoffen erforderliche Wärme kann auch durch die Verbrennung eines Brennstoffes in dem Reaktionsraum 1 selbst erzeugt werden. Dies wird zweckmässig so durchgeführt, dass durch die äussere Düsengruppe 5 die für die Verbrennung erforderliche Luft in das Innere des Reaktionsraumes eingeleitet wird, während dicht oberhalb der Mündung der Düsengruppe 5 in der Wandung 2 des Reaktionsraumes Düsen zum Einführen eines Brennstoffes vorgesehen sind. Diese Düsen besitzen vorteilhaft etwa eine tangentiale Richtung, bezogen auf die Wandung 2.
Es ist auch möglich, die Heizgase durch den Innenzylinder 3 der inneren Düsengruppe 4 und das zweite Medium mit dem zu vergasenden Öl oder Kohlenstaub durch den Ringkanal 10 der Düsengruppe 5 zuzuführen, so dass die Wege der beiden Medien in dem Reaktionsraum gegenüber dem oben geschilderten Ausführungsbeispiel vertauscht sind.
In Fig. 7 - 9 ist eine weitere Vorrichtung zur Gaserzeugung dargestellt, bei der besondere Massnahmen getroffen sind, welche eine Diffusion der beiden Medien in dem Reaktionsraum 1 herabsetzen oder ganz verhindern sollen. Der Aufbau der Vorrichtung ist grundsätzlich der gleiche wie der Aufbau der in Fig. 1-6 dargestellten Vorrichtung und soll deshalb im einzelnen nicht noch einmal beschrieben werden.
Zum besseren Verständnis wurden gleiche Teile bei beiden Vorrichtungen mit gleichen Bezugszeichen belegt.
Wie aus Fig. 7 hervorgeht, besteht bei der dargestellten Vorrichtung der Boden des Reaktionsraumes 1 mit den beiden Ringdüsengruppen 4 und 5 aus einer Scheibe 29, welche mit Hilfe der angetriebenen Welle 45 in der Richtung des Pfeiles 43 in Drehung versetzt wird. An ihrem Umfang ist die rotierende
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Scheibe 29 von dem feststehenden Ringkanal 10 dicht umschlossen. Die äussere Düsengruppe 5 ist so aus- gebildet, dass sie von dem Umfang der Scheibe zu deren Oberfläche im Innern des Reaktionsraumes 1 führt.
Die Leitschaufeln 6 bzw. 7 der Düsengruppen sind vorteilhaft an dem Ende, an dem ihnen das Medium zuströmt, in der Drehrichtung der Scheibe gesehen, nach vorn gekrümmt. Hiedurch wird die Einleitung des jeweiligen Mediums in die betreffende Düsengruppe erleichtert.
In einem vertikalen Schnitt gesehen (Fig. 9) können die Leitschaufeln geradlinig verlaufen. Die eingeleiteten Medien erhalten nämlich bei der Vorrichtung nach Fig. 7-9 ihre Rotationsgeschwindigkeit durch die Drehung der Scheibe 29. Hie- durch wird gewährleistet, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit, mit der die Scheibe 29 rotiert, durch die Düsengruppen4und5in den Reaktionsraum eintreten, und dass daher die Winkelgeschwindigkeit der beiden Medien in dem Reaktionsraum die gleiche ist. Daher ist hier die Diffusion der beiden Medien besonders gering.
Bei der in Fig. 7-9 dargestellten Vorrichtung ist ferner der Innenzylinder 3 von einem Innenmantel
30 umgeben, der in seinem oberen Teil zylindrisch, in seinem unteren Teil jedoch kegelig geformt ist und an seinem unteren Ende mit dem Innenzylinder 3 zusammenläuft. In seinem kegeligen Teil ist der
Innenmantel 30 mit Öffnungen 31 versehen, durch die ein Teil der erzeugten Nutzgase nach und nach ab- gesaugt und durch den Kanal 32 zwischen dem Innenmantel 30 und dem Innenzylinder 3 abgeführt wird.
Auch durch diese Massnahme wird die Diffusion der beiden Medien in dem Reaktionsraum herabgesetzt.
Der Rest der erzeugten Nutzgase wird durch den zwischen dem oberen Teil des Innenmantels 30 und der
Wand 24 freibleibenden Ringraum 33 abgezogen, während der Abzug der Heizgase durch den Abzugsraum 25 erfolgt.
Lässt sich trotz der getroffenen Massnahmen eine gewisse Diffusion der Gase in einer schmalen Zone nicht vermeiden, so werden diese Mischgase zweckmässig durch den Ringraum 33 abgezogen, während man aus dem Kanal 32 und dem Abzugsraum 25 reine Nutzgase bzw. Heizgase erhält.
Es kann auch vorteilhaft sein, bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung die Heizgase, d. h. heisse Verbrennungsgase, durch den Innenzylinder 3 und die innere Düsengruppe 4 und das zweite Medium mit den zu spaltenden oder zu vergasenden Stoffen durch die äussere Düsengruppe 5 einzuleiten. Die heissen Verbrennungsgasewerden dann durch die Öffnungen 31 in dem Innenmantel 30 abgezogen. Dabei wird der Innenmantel sehr stark erwärmt, so dass eine besonders gute Wärmeabstrahlung erfolgt.
Es ist ferner auch möglich, den Aussenmantel 2 mit Öffnungen zu versehen und ein Medium durch den Aussenmantel abzuziehen.
In Fig. 10 ist eine Vorrichtung dargestellt, welche so ausgebildet ist, dass drei Medien an verschiedenen Stellen eingeleitet werden können. Als Medien kommen hier ebenfalls z. B. zwei Gase und ein Öl- nebel, Öldampf oder ein mittels eines Trägergases geförderter Kohlenstaub in Frage.
Bei dieser Vorrichtung liegt das untere Ende des Innenzylinders 3 mit einem verhältnismässig grossen Abstand über der Scheibe 29, die den Boden des Reaktionsraumes 1 darstellt. Auf der Scheibe 29 ist als Kern des Reaktionsraumes 1 oben ein hohler Aufsatz 34 vorgesehen, dessen oberer Durchmesser etwa dem des Innenzylinders 3 entspricht. Der Aufsatz reicht bis dicht unter das untere Ende des Innenzylinders 3.
Er ist an seinem Umfang mit Öffnungen 35 versehen. Konzentrisch zu dem Aufsatz 34, aber ausserhalb desselben, sind in der Scheibe 29 zwei ringförmige Düsengruppen 36 und 37 vorgesehen, welche vom Umfang der Scheibe zu deren Oberfläche im Innern des Reaktionsraumes führen. Die beiden Düsengruppen 36 und 37 sind ferner so gekrümmt, dass sie am Umfang der Scheibe übereinander, an der Oberfläche der Scheibe nebeneinanderliegen. Die drehbare Scheibe 29 wird am Umfang umschlossen von zwei ebenfalls übereinanderliegenden Ringkanälen 38 und 39 mit je einer tangentialen Leitung 41 bzw. 42, durch welche den beiden Düsengruppen 36 und 37 die einzuleitenden Medien zugeführt werden.
Die Vorrichtung nach Fig. 10 kann beispielsweise so betrieben werden, dass durch die äussere Düsengruppe 37heisse Verbrennungsgase als Heizgase eingeleitet werden, während durch die kleinere Düsengruppe 36 ein Öldampf, Ölnebel oder Kohlenstaub zugeführt wird. Durch den Innenzylinder 3 wird dann dem Aufsatz 34 ein Vergasungsmittel, wie z. B. Wasserdampf, zugeführt. Dieses strömt durch die Öffnungen 35 nach und nach in den Reaktionsraum ein, u. zw. infolge der Drehung der Scheibe mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die aus den Düsengruppen 36 und 37 ausströmenden Medien. Die entstehenden Nutzgase werden durch den Ringraum 27 abgezogen, während die Heizgase durch den Abzugsraum 25 abgeführt werden.
Man kann die verschiedenen Medien auch an andern Stellen einleiten, z. B. kann der Ölnebel oder Kohlenstaub auch durch die Öffnungen 35 und das Vergasungsmittel durch die Düsengruppe 36 eingeführt werden. Man kann ferner den Mantel 2 mit Öffnungen versehen und ein Medium durch den Mantel einleiten.
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Schliesslich ist es auch möglich, die Düsengruppen 36 und 37 ähnlich wie in Fig. 1 in dem festen Boden des Reaktionsraumes anzuordnen. In diesem Fall ist zweckmässig der Aufsatz 34 nicht von dem
Innenzylinder 3 getrennt, sondern der Innenzylinder 3 reicht bis auf den Boden des Reaktionsraumes herab, und die Öffnungen 35 sind in dem Innenzylinder 3 vorgesehen. Die Düsen der beiden Düsengruppen 36 und 37 und die Öffnungen 35 müssen, wenn sie nicht auf einer rotierenden Scheibe angeordnet sind, so ausgebildet sein, dass alle einströmenden Medien die gleiche Winkelgeschwindigkeit erhalten. Das bedeutet, dass die Leitschaufeln der Düsen, wie in Fig. 5 dargestellt, in einem vertikalen Schnitt gesehen, gekrümmt sind und die Öffnungen 35 eine tangentiale Richtung aufweisen.
Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele können schliesslich so ausgebildet werden, dass die eingeleiteten Medien zwar mit gleicher Winkelgeschwindigkeit, aber mit entgegengesetzten Axialgeschwindigkeiten durch den Reaktionsraum 1 strömen. Hiezu ist erforderlich, dass die beiden ringförmigen Düsengruppen an entgegengesetzten Enden des Reaktionsraumes angeordnet sind. Naturgemäss müssen sich dann auch die Abzugsräume an den entgegengesetzten Enden befinden. Soll auch in diesem Fall die gleiche Winkelgeschwindigkeit der beiden Medien dadurch erreicht werden, dass die Düsengruppen auf rotierenden Scheiben angeordnet sind, so werden die beiden Scheiben zweckmässig durch eine zentrale Längswelle im Innern des Reaktionsraumes verbunden.
Imfolgenden sind zwei Ausführungsbeispiele des Verfahrens gemäss der Erfindung gegeben, von denen sich das erste auf die Vergasung von Kohlenstaub, das zweite auf die Vergasung eines Mineralöles bezieht. Beide Beispiele wurden in einer Vorrichtung durchgeführt, die der in Fig. 1 - 6 dargestellten im wesentlichen entsprach.
Beispiel l : Der Wirbelbrennkammer 13 wurde Kohlenstaub durch die Düse 20 und Verbrennungsluft durch die Leitung 42 zugeführt. Die Verbrennungsluft war vorher in einem Wärmetauscher auf etwa 7500 C erhitzt worden. Die in der Wirbelbrennkammer 13 erzeugte Menge an Verbrennungsgas betrug etwa 5700 Nm3/hJ die Gastemperatur lag bei 1500 C. Die Verbrennungsgase wurden durch die äussere Düsen- gruppe 5 in den Reaktionsraum 1 eingeleitet.
Durch die Leitung 8 und den Innenzylinder 3 wurden der Düsengruppe 4 eine Wasserdampfmenge von
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von etwa 2, 38/s (Winkel im Bogenmass gemessen) schraubenförmig nach oben. Von den heissen Verbrennungsgasen wurde der Strömung durch den Reaktionsraum fortwährend Wärme nach innen abgestrahlt und daneben die Aussenwand 2 des Reaktionsraumes auf etwa 15000 C erhitzt, so dass diese Wand ebenfalls Wärme nach innen abstrahlte. Dadurch wurde zwischen dem Wasserdampf und dem Kohlenstaub eine Wassergasreaktion bewirkt, und es konnte aus dem Ringraum 27 ein Gas abgezogen werden, welches aus Kohlenoxyd und Wasserstoff mit geringen Beimischungen von Kohlendioxyd, Wasser und Stickstoff bestand.
Die gewonnene Menge dieses Gases betrug 2630 Nm3/h und seine Temperatur etwa 1000 C. Die Verbrennungsgase wurden aus dem Reaktionsraum durch den Abzugsraum 25 abgeführt.
Aus den Gegebenheiten des Ausführungsbeispieles lässt sich errechnen, dass in dem Reaktionsraum von den Verbrennungsgasen etwa 2 x 10 kcal/h auf das zweite Medium, nämlich das Wasserdampf- Kohlenstaub-Gemisch, abgestrahlt werden mussten, um die Wassergasreaktion und die Aufheizung des entstandenen Nutzgases auf etwa 10000 C zu ermöglichen.
Beispiel 2 : Das zweite Ausführungsbeispiel wurde unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, wie das Beispiel 1. Jedoch wurden hier der inneren Düsengruppe 4 nur 876 kg Wasserdampf/h zugeführt. Die Temperatur dieses Wasserdampfes betrug ebenfalls 6000 C. In den Wasserdampf wurde durch die Düse 9 ein Mineralöl eingespritzt, welches einen Kohlenstoffgehalt von 86 Gew.-% und einen Wasserstoffgehalt von 11 Gew.-% aufwies. Der Heizwert des Öles betrug 9500 kcal/kg und die eingespritzte Menge 580 kg/h. Aus dem Ringraum 27 konnte bei diesem Beispiel ebenfalls ein Gas abgezogen werden, welches sich aus Kohlenoxyd und Wasserstoff mit geringen Beimengungen an Kohlendioxyd, Wasserdampf und Stickstoff zusammensetzte. Die, Menge des abgezogenen Nutzgases betrug 3000 Nm/h, seine Temperatur etwa 10000 C.
Enthält das innen geleitete Medium, wie in den Ausführungsbeispielen, die zu vergasenden oder zu spaltenden Stoffe, so wird ein Teil dieser Stoffe infolge der Zentrifugalkraft in das äussere Medium, d. h. das Heizgas ausgeschleudert und dort, wenn das Heizgas einen gewissen Sauerstoffüberschuss aufweist, verbrannt. Hiedurch tritt eine weitere Temperatursteigerung ein.