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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Generatorgas unter Gewinnung von Ölen aus festen Brennstoffen.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kraft oder Generatorgas und die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen und anderen kondensierbaren flüchtigen Produkten durch Destillation und Verbrennung von Kohle und anderen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen. Hauptzweck der Erfindung ist, die Menge hochwertiger oder Leichtöle, die aus den Brennstoffen erhalten werden, zu vermehren und den Anteil an Teer so niedrig als möglich zu halten.
Gemäss der Erfindung wird die Destillation und Verbrennung des Brennstoffes in zwei aufeinanderfolgenden Phasen bewirkt. Dabei wird ein Teil der Gase aus der zweiten oder Gaserzeugungsphase mit Dampf (welcher mit Hilfe der heissen Gase erzeugt wird) gemischt und dadurch deren Temperatur erniedrigt, worauf man die Gas-und Dampfmischung bei einer Temperatur von etwa 450 bis 6500 C auf den in der ersten Phase befindlichen Brennstoff einwirken lässt, wobei die Dämpfe und Gase aus dieser ersten Phase abgezogen und ihre kondensierbaren Anteile gewonnen werden.
Die Temperatur ist dabei derart, dass die flüchtigen Kohlenwasserstoffe in grossenMengen abdestilliert werden und Spaltung vermieden.. wird, sowohl infolge der niedrigen Temperatur wie infolge der Gegenwart von Dampf ; diese Öle werden dann durch Kühlung und Waschung kondensiert. Der Gaserzeuger ist so eingerichtet, dass der Brennstoff, der dem Gaserzeuger von oben durch einen Trichter oder eine'andere Vorrichtung zugeführt wird und am Boden auf einem Rost ruht, unterhalb dessen Luft und Dampf zugeführt werden können, in dem Masse seines Verbrauches nach unten sinkt und die Gesamtmenge oder ein grosser Teil des in der unteren Zone des Gaserzeugers gebildeten Gases im oberen Teil dieser Zone abgezogen wird,
während ein Teil des Gases zusammen mit einer weiteren Zufuhr von Dampf durch die obere Zone hindurchgeführt und dort mit dem kühleren Brennstoff bei einer Temperatur von 450 bis 6500 C zur Reaktion gebracht wird. Es wird bloss ein Teil des Gases verwendet, da die gesamte Gasmenge weit mehr beträgt, als für Entgasungszwecke nötig ist.
Die Wärme dieses Gases findet für die Entwicklung des notwendigen Dampfes Anwendung, während für den direkten Gebrauch im Entgasungsraum bloss ein Teil des Gases verwendet wird. Selbstverständlich ist es nicht erwünscht, dass eine unnötig grosse Gasmenge durch den Entgasungsraum geleitet wird, da dieser Teil der Vorrichtung zur Erzielung der möglichst grössten Ölmengen dient ; daher wird der grösste Teil des Gases direkt aus dem Generator zur Aufspeicherung oder zur Verbrennung entfernt.
Die Temperatur liegt im allgemeinen erheblich unterhalb der oberen Grenze, ist aber je nach der Güte der Kohle verschieden. Bei Weichkohle ist sie verhältnismässig niedrig, bei Hartkohle oder sehr aschenhaltiger Kohle ist sie höher. In der oberen Zone bilden sich in grossen Mengen kondensierbare Kohlenwasserstoffe und können aus dem oberen Teil des Gaserzeugers abgezogen und in irgendeiner geeigneten Weise kondensiert werden.
Zum besseren Verständnis und zur leichteren Ausführung der Erfindung soll sie nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden, die in schematischer Form eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Anlage beispielsweise zeigt.
A ist der Gaserzeuger, der durch die wagrechte Zwischenwand a in eine obere Kammer oder Zone a1 und eine untere Kammer a2 geteilt ist, deren ersterer die Kohle durch den Trichter B zugeführt wird, während der Koks absatzweise aus der Kammer al durch den Schieber C in die
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untere Ga. serzcugungska. mmer a eingeführt wird. D ist eine Dampfdüse am Boden des Gaserzeugers a2, durch die Dampf aus-dem Kessel E zugeführt wird, welcher mittels der aus dem Gaserzeuger a2 abgeleiteten heissen Gase geheizt wird. Die Generatorgase strömen durch das Rohr F in die Kammer f des Dampfkessels E, in der das Gas abgekühlt und aus der es durch das Rohr f1 abgeleitet wird.
Oberhalb des Dampfkessel E befindet sich ein Gebläse G, welches einen Teil des Dampfes durch eine Düse H in den unteren Teil der Destillationskammer a1 unterhalb des gebogenen und geneigten Rostes a3 einbläst, auf welchem die Kohle ruht. Das Düsenrohr H ist mit dem Generator F durch das Zweigrohr./ verbunden, so dass ein Teil der Generatorgase zusammen mit dem Dampf in die Kammer a1 mitgerissen wird.
Die Destillationsprodukte und Gase entweichen aus der Kammer a1 durch das Rohr j und gehen durch eine Schlange j in dem Kühler jl, wobei sich Teer und Kohlenwasserstoffe in den Gefässen Kund K1 ansammeln, während die nicht kondensierten Gase in den Skrubber oder Wascher L gelangen, der mit einer Brause I und einem Gasauslass 1} versehen ist, der je nach Bedarf zu einem Gasbehälter, einem Ofen oder einer Gasmaschine führt. Der Skrubber L nimmt auch die Gase aus dem Gaserzeuger a2 auf. die ihm durch das Rohr f1 zugeführt werden.
Bei'der dargestellten Vorrichtung werden alle in der unteren hoch erhitzten Zone oder dem Gaserzeuger a2 gebildeten Gase durch die Rohre F f1 abgeführt und der grösste Teil davon, nachdem sie in dem Skrubber L gewaschen sind, aufgespeichert oder Maschinen, Öfen oder Heizvorrichtungen zugeführt. Derjenige Teil dagegen, der zur Herstellung kondensierbarer Kohlenwasserstoffe dienen soll, wird zusammen mit Dampf in die Dampfdüse H geführt und die Mischung bei der gewünschten Temperatur in die obere Kammer a1 des Gaserzeugers A unterhalb des Rostes a3 eingeführt.
Die Temperatur ist derart, dass die Mischung von Gas und Dampf mit dem Brennstoff in der Destillationskammer a1 zur Reaktion kommt, und es hat sich ergeben, dass durch diese Reaktion und die Destillation des Brennstoffes die aus dem Auslass j am oberen Ende entweichenden Dämpfe in hohem Masse kondensierbar sind. In beiden Phasen wird Ammoniak gebildet und ein Teil davon kann aus den aus a2 strömenden Gasen gewonnen werden, während der Rest aus dem aus der oberen Zone entweichenden Dampf, z. B. in dem Wascher L wiedergewonnen werden kann.
Anstatt aus dem Gaserzeuger alles in der unteren Zone gebildete Gas zu entfernen und den gewünschten Teil davon in die obere Zone einzuführen, kann man diesen Teil auch unmittelbar durch die kältere Zone aufsteigen lassen und eine genügende Menge Dampf an der gewünschten
Stelle, beispielsweise etwa am unteren Ende des obersten Drittels des Gaserzeugers, zuführen, um die Temperatur auf die geeignete Höhe zubringen und die bei niedriger Temperatur verlaufenden Reaktionen durchzuführen. In diesem Falle kann die Trennungswand a zwischen den beiden Kammern oder Zonen fehlen.
In dem Masse, wie der Brennstoff von dem oberen Ende der Kammer a1 niedersinkt, wird er allmählich durch die aufsteigende Mischung von Gas, Dampf und Kohlenwasserstoffen erhitzt. bis er in der Nähe des Rostes a3 im wesentlichen verkokt ist. Der Koks wird je nach Bedarf durch den Schieber C dem oberen Teil des. Gaserzeugers a2 zugeführt, wo der Kohlenstoff vollkommen verbrannt wird, so dass nur Asche und Schlacke durch den Rost a4 in den darunter befindlichen
Aschenfall gelangen, durch welchen Luft mittels der Dampfdüse D eingeführt oder angesaugt wird.
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und Luft unter geringem Druck verwendet werden. An dem Auslass j können die Dämpfe und Gase unter leichter Saugwirkung abgezogen werden.
Der Boden des Gaserzeugers kann geschlossen sein, anstatt, wie dargestellt, durch einen Rost a4 gebildet zu sein, auf dem der Brennstoff aufruht. In diesem Falle werden die Luft und der Dampf durch geeignete, in die heisse Zone führende Rohre zugeführt, und der Gaserzeuger wird mit einem Schieber versehen, der absatzweise zur Entleerung von Asche und Schlacke geöffnet werden kann.
Bei der dargestellten Ausführungsform des-Gaserzeugers sind in den Wänden der Kamms au Heizzüge a5 vorgesehen, in denen gewünschtenfalls Luft für Verbrennungszwecke erhitzt werden kann. Die obere Kammer a1 kann aus Schmiede-oder Gusseisen mit Ziegelfutter hergestellt und. mit Heizzügen a6. versehen sein, durch welche ein Gemisch von Gas und Luft zur Erhitzung der Wände der Kammer und zur Verhinderung eines zu weiten Sinkens der Temperatur eingeführt werden kann. Oberhalb des Rostes a3 kann eine Schnecke a7 angeordnet sein, um etwa zusammengebackene Kohle aufzubrechen. Ebenso kann oberhalb des unteren Bodens a4 ein Schüreisen a8 angebracht sein.
Bei der Inbetriebnahme wird der Gaserzeuger a2 mit Koks gefüllt, der mit Hilfe von Holz
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Wenn der Koks richtig brennt, wird die obere Kammer a1 mit Kohle gefüllt und das Gemisch von Dampf und Gas eingeleitet. Darauf geht der beschriebene Vorgang weiter, solange frische Kohle zugeführt und die teilweise verbrannte Kohle oder der Koks absatzweise dem oberen Teil des Schachtes a2 zugeführt wird.