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Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Wassergas.
Bei den periodisch mit abwechselnder Wind-und Dampfdurchleitung durch glühenden Koks betriebenen Wassergaserzeugern werden meistens Wind und Dampf parallel zur Kokssäule durch diese geführt. Diese Arbeitsweise hat ausser dem Nachteil, dass die Zusammensetzung des in der Gasungsperiode erzeugten Wassergases und der während der Blaseperiode abziehenden Verbrennungsprodukte und damit der Wirkungsgrad des Wassergaserzeugers von der Schütthöhe der Kokssäule abhängen, den grossen Missstand, dass ein besonderer Rost, auf dem die Kokssäule ruht, notwendig ist, um Wind, Dampf und erzeugtes Gas durch den Koks leiten und einigermassen gleichmässig auf den Querschnitt des Erzeugerschachtes verteilen zu können.
Jeder Rost beeinträchtigt infolge der unvermeidlichen Ablagerung von Asche und Schlacke auf seiner Fläche eine gleichmässige Ver-
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der sich bildenden Asche und Schlacke hinderlich und verursacht Betriebsunterbrechungen, Reparatur-und Bedienungskosten.
Um den zuerst angeführten Nachteil der Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Schütthöhe zu vermeiden, bt bereits vorgeschlagen worden, Wind bzw. Dampf quer zur Längsrichtung des Erzeugerschachtes und der Kokssäule durch den Koks zu leiten. Dadurch wird erreicht, dass der Weg, den Wind und Dampf bzw. das erzeugte Gas durch den Koks zurücklegen müssen, unabhängig von der im Betriebe stark schwankenden Schütthöhe der Kokssäule ist, da er stets der unveränderlichen Breite des Erzeugerschachtes entspricht.
Der ungünstige Einfluss der schwankenden Schütthöhe auf die Zusammensetzung des Wassergases und der Verbrennungsprodukte und damit auf den Wirkungsgrad des Wassergaserzeugers wird also durch das"Querstromverfahren"aufgehoben. Trotz dieses Vorzuges hat dieses Verfahren gegenüber dem Längsstromverfahren"bisher keine praktische Bedeutung erlangt, da man bei seiner Anwendung in der bisher üblichen Weise unten am Erzeugerschacht einen Rost angeordnet hat oder den Schacht unten ganz geschlossen ausführte und nur mit seitlichen Öffnungen zum Entfernen von Asche und Schlacke versah. Hierbei treten aber Übelstände auf, die einen Dauerbetrieb mit dem Querstromverfahren unmöglich machen.
Wenn nämlich Asche und Schlacken nicht ununterbrochen aus dem Schacht entfernt werden, setzen sich zunächst die Schlacken an den Durchgangsschlitzen der Seitenwände des Schachtes fest, und ferner sammelt sich die Asche ziemlich schnell bis zur Höhe der unteren Schlitze an. Infolgedessen muss die Gaserzeugung durch Pausen zum Entaschen und Entschlacken oft unterbrochen werden. Es ist ferner klar, dass das Verschlacken der Durchgangsschlitze eine unvollkommene Verteilung von Wind und Dampf auf den Koksquerschnitt zur Folge hat und dass bei stärker werdender Verschlackung Betriebsstörungen unvermeidlich sind, zu deren Behebung die festgebrannte Schlacke beseitigt, der Gaserzeuger also ganz ausser Betrieb gesetzt werden muss.
Ausserdem wird durch die starke Schlackenbildung die Schamotteauskleidung des Schachtes stark beschädigt und deren häufige Erneuerung erforderlich gemacht.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass alle diese Nachteile des sonst ausserordentlich günstigen Querstromverfahrens vermieden werden können, wenn die Aschenund Schlackenteile unter Vermeidung jedes Rostes und ohne Betriebsunterbrechung dauernd
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am unteren Teile des Schachtes abgeführt werden. Zu diesem Zwecke ist der Schacht unten offen und mündet in einen Wasserverschluss, der die ununterbrochene Entfernung der Asche und Schlacke in der Längsrichtung des Schachtes ermöglicht. Somit wird durch die Anwendung eines an sich bekannten Wasserverschlusses ein störungsfreies, betriebssicheres Dauerarbeiten von Wassergaserzeugern mit Querstrombetrieb überhaupt erst erreicht.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der zur Ausführung des Verfahrens dienenden Einrichtungen dargestellt.
Bei dem in Fig. i in senkrechtem Schnitt und in Fig. 2 im Schnitt nach der Linie A-B der Fig. i veranschaulichten Wassergaserzeuger ist das schmiedeeiserne Gehäuse 1 mit einer feuerfesten Ausmauerung 2 versehen, die den die Kokssäule aufnehmenden Schacht 3 umschliesst. Der Koks wird durch die verschliessbare Füllöffnung 4 in den Schacht eingebracht. In der Ausmauerung 2 befinden sich zwei einander gegenüberliegende Kammern 5 bzw. 6, mit denen die notwendigen Zu-und Ableitungen für Wind, Dampf und Gase durch die Rohrstutzen 7 bzw. 8 verbunden sind. Die Kammern 5 bzw. 6 sind nach der Schachtseite durch Wände 9 bzw. 10 begrenzt, die mit Schlitzen 11 bzw. 12 versehen sind.
Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst Wind bei. offenem Windschieber 13 und offener Abgasklappe 14 durch den Wassergaserzeuger geleitet (Blaseperiode). Der Wind strömt durch den Rohrstutzen 7 nach der Kammer 5 und von dieser durch die Schlitze 11 der Verteilungswand 9 quer durch die Kokssäule des Schachtes 3, um den glühenden Koks auf genügend hohe Temperatur zu bringen. Die Verbrennungsprodukte ziehen durch die Schlitze 12 der Verteilungswand 10, die Kammer 6, den Rohrstutzen 8 und die Abgasklappe 14 ab.
Nach Beendigung der Blaseperiode werden der Windschieber 13 und die Abgasklappe 14 geschlossen, der Dampfschieber 16 wird geöffnet und Dampf auf dem gleichen Wege 7, 5, 11 quer durch die Kokssäule des Schachtes 3 geleitet (Gasungsperiode). Das erzeugte Wassergas gelangt durch die Schlitze 12 der Verteilungswand 10 nach der Kammer 6, von da durch den Rohrstutzen 8 und das Tauchrohr 16 nach der Vorlage 17 und schliesslch durch das Rohr 18 nach der Reinigungs-und Behälteranlage,
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Um die Aschen-und Schlackenteile aus dem Gaserzeuger selbsttätig abzuführen, ist die Ummauerung des Schachtes unten nicht geschlossen, sondern der Schacht durch einen an beiden Enden offenen Mantel 19 verlängert. Dieser taucht in bekannter Weise in die Wasserfüllung 20 eines Behälters 21 ein und bildet dadurch einen gasdichten Verschluss, während die Asche sich auf dem Boden des Behälters 21 ausbreitet und von Hand oder maschinell aus dem Sperrwasser entfernt wird. Die Asche kann bei ihrem Austritt aus dem
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bau 22 nach beiden Seiten verteilt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung kann dadurch noch wesentlich wirtschaftlicher gemacht werden, dass an die Kammern 5 und 6 Wärmespeicher angeschlossen werden, an welche die Abgase während der Blaseperiode und das erzeugte Gas während der Gasungsperiode einen Teil ihres Wärmewertes abgeben. Wind bzw. Dampf werden durch die Wärmespeicher geleitet, um sie vorzuwärmen bzw. zu überhitzen, bevor sie quer durch die Kokssäule geführt Werden. In Fig. 3 ist im Längsschnitt und in Fig. 4 im Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 3 ein Wassergaserzeuger mit Wärmespeichern dargestellt.
An die Kammer 5 schliesst sich der Wärmespeicher 23 und an die Kammer 6 der Wärmespeicher 24 an, die gegen den Schacht 3 durch die auf den Verteilungswänden 9 bzw. 10 stehenden Wände 25 bzw. 26 abgegrenzt sind. Während der Blaseperiode wird der
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der Gasungsperiode strömt der Dampf in entgegengesetzter Richtung durch den Dampfschieber 27 auf dem Wege 8, 24, 6, 12 durch die Kokssäule im Schacht 3, das heisse Wassergas verlässt auf dem Wege 11, 5, 2-3, 7 den Erzeuger und gelangt durch den Gas-
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heizt das Wassergas durch seine Eigenwärme den Wärmespeicher 23 auf, der zuvor während der Blaseperiode durch den eintretenden Wind abgekühlt wurde.
Um die Richtung, in der Wind bzw. Dampf durch den Erzeuger geleitet wird, ändern zu können, sind der Windschieber 30 und die Abgasklappe 31 bzw. der Dampfschieber 32 und der Gasschieber 33 angeordnet. Es können dann auch in der entgegengesetzen Richtung, wie zuvor beschrieben, Wind und Verbrennungsprodukte, nämlich auf
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Verbrennungsprodukte enthalten, vollständig zu verbrennen und ihren Heizwert in den Wärmespeichern auszunutzen, kann Sekundärwind je nach der Windtichtung bei geöffnetem Schieber 34 durch den Rohrstutzen 35 vor dem Wärmespeicher 24 oder bei geöffnetem Schieber 36 durch den Rohrstutzen 37 vor dem Wärmespeicher 23 in den Erzeuger geleitet werden.
Die vollständige Verbrennung der Abgase bringt ferner den Vorteil, dass sie beim Austritt aus der Abgasklappe ohne nennenswerte Flammenbildung abziehen.
Durch die Wärmespeicher 23 und 24 innerhalb des Erzeugers wird, abgesehen von der Vorwärmung des Windes und der Uberhitzung des Dampfes auch Wärme auf die Kokssäule durch Vermittlung der Wände 25 und 26 übertragen, wodurch der Koks, bevor er in die Windzone kommt, durch die Abwärme der Gase vorgewärmt wird.
Für grosse Leistungen wird die Höhe der Verteilungswände 9 und 10 und des Schachtes 3 grösser gewählt. Ferner kann mit besonderem Vorteil die Anordnung des Wassergaserzeugers so getroffen werden, dass zwei Schächte in einem Gehäuse vereinigt sind. Ein derartiger Wassergaserzeuger ist in Fig. 5 im senkrechten Schnitt dargestellt. Die beiden Schächte 3 und 3'sind im Gehäuse 1 durch die Zwischenwand 38 voneinander abgeteilt. Die Wand 38 enthält eine Kammer 39, deren dem Schacht 3 zugekehrte Verteilungswand 40 mit Schlitzen 43 und deren dem Schacht 5'zugekehrte Verteilungswand 41 mit Schlitzen 44 versehen ist. Die Kammer 39 steht mit den Zu-und Ableitungen durch den Rohrstutzen 42 in Verbindung.
Der Wind wird durch den Rohrstutzen 42 von der mittleren
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6, 24, 8 quer durch die beiden Kokssäulen geleitet. Da der Blaoevorgang unabhängig von der Schütthöhe der beiden Kokssäulen ist, teilt sich der Wind in zwei gleich grosse Ströme, so dass gleichzeitig durch beide Kokssäulen mit gleicher Wirkung geblasen werden kann.
Dasselbe gilt für den Dampf, der in zwei parallelen Strömen gleichzeitig quer durch beide Kokssäulen geführt werden kann, und zwar nach Wahl in der Richtung des Windes oder entgegengesetzt dazu.. Es ist aber auch möglich, den Dampf und das erzeugte Wassergas durch beide Kokssäulen hintereinander in der einen oder anderen Richtung zu leiten, also
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Die Verteilungswände 9 und 10 werden in der Ausmauerung 2 so eingefügt, dass sie ohne Beschädigung der übrigen Ausmauerung leicht auswechselbar sind, da sie durch die Hitze und durch Schlackenbildung am meisten beansprucht werden. Die Schlitze 11, 12,
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Die von den Gasen nach den Kammern mitgerissenen Koks-und Aschenteilchen lassen sich durch die Reinigungsverschlüsse 45, 46 leicht entfernen.
Die Verteilungswände 9 und 10 können mit Vorteil ganz fortfallen, Wenn die Ausmauerung 2 und die Schachtwände 25,26 so gestaltet werden, dass der Koks in natürlichen
Böschungswinkel an derjenigen Stelle des Schachtes liegt, an der Wind bzw. Dampf ihn durchqueren. Die Fig. 6 veranschaulicht einen solchen Wassergaserzeuger in senkrechtem
Schnitt, bei dem die Verteilungswände 9, 10 fehlen und dafür die Kammern 5, 6, mit dem Kokschacht 3 in Verbindung stehen. Der Koks breitet sich unter natürlichem Böschungswinkel am unteren Ende der Wände 25, 26 in den Kammern 5, 6 aus.
Der Schacht 3 erhält gewöhnlich rechteckige Querschnittsform, damit der Weg für Wind und Dampf zwischen den Kammern 5, 6 auf die ganze Länge des Schachtes gleich gross ist. Dieser Bedingung entspricht auch ein Schacht von rundem Querschnitt, in dessen Mitte eine. Verteilungssäule für Wind, Dampf und Gas geetzt ist. Ein solcher Erzeuger wird durch die Fig. 5 veranschaulicht, wenn man annimmt, dass der dort als Zwischenwand gedachte Teil 38 eine runde Säule mit Verteilungskammer 39 und runder Verteilungswand 40, 41 bildet und die mit den Verteilungswänden 9, 10 versehenen Kammern 5,6 als eine einzige ringförmige Verteilungskammer ausgeführt sind. Das Gehäuse 1 kann rechteckig oder kreisrund oder oval ausgeführt werden.
PATENT ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Erzeugung von Wasseigas, bei welchem abwechselnd Wind und Dampf quer zur Längsrichtung des Erzeugerschachtes durch eine glühende Kokssäule geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass hierbei die Aschen-und Schlackenteile in der Längsrichtung des Schachtes durch einen unteren Wasserverschluss unter Vermeidung eines Rostes dauernd entfernt werden.