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Verfahren zur selbsttätigen Steuerung der Zufuhr der Reaktionsteilnehmer
zu einer Kohlenstaub-Schwebevergasungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zur selbsttätigen Steuerung der Zufuhr der Reaktionsteilnehmer zu
einer Kohlenstaub-Schwebevergasungsvorrichtung, der der Kohlenstaub in den gasförmigen
Teilnehmern (Sauerstoff, Wasserdampf u. dgl.) suspendiert zugeführt wird.
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Es ist bekannt, daß der Wirkungsgrad des Vergasungsvorgangs bei der
Kohlenstaub-Schwebevergasung ebenso wie die Zusammensetzung des durch die Vergasungsreaktion
entstehenden Gases von dem Verhältnis des Kohlenstaubs zu den in die Vergasungsvorrichtung
eingeführten gasförmigen Reaktionsteilnehmern und von der Vergasungstemperatur abhängt.
Die hierbei stattfindenden Umsetzungen lassen sich grundsätzlich trennen in die
Verbrennungsreaktion zwischen dem Kohlenstaub und dem Sauerstoff und die endotherme
Vergasungsreaktion zwischen dem Kohlenstaub und dem Wasserdampf oder dem Kohlendioxyd.
Nach dem chemischen Gleichgewicht können die an diesen Reaktionen teilnehmenden
bzw. durch sie gebildeten Medien einschließlich der Wärme durch Faktoren bestimmt
werden, wie die Gleichgewichtskonstante der entsprechenden Umsetzungen, die aktive
Oberfläche der pulverisierten Kohle, der Partialdruck der gasförmigen Reaktionsteilnehmer
in der Vergasungsvorichtung u. dgl.
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Bei der Schwebevergasung von Kohlenstaub mit gasförmigen Reaktionsteilnehmern
wie Sauerstoff, Wasserdampf u. dgl. liegt der für den Wirkungsgrad der Vergasung
sowie für die Vergasungstemperatur entscheidende Faktor in dem Anteilverhältnis
von Sauerstoff zu Kohlenstaub. Dieses ergibt sich aus den in der folgenden Tabelle
aufgeführten Ergebnissen von unter verschiedenen Bedingungen durchgeführten Vergasungsversuchen.
| Vergasung von Kohlenstaub (Gesamtwärmewert 6000 keal/kg) unter
konstantem |
| Verhältnis von Wasserdampf zu Kohlenstaub = 0,4 kg/kg |
| Versuch |
| 1 I II I in I IV I V |
| Verhältnis Sauerstoff zu Kohlenstaub (m3/kg) . . 0,45 0,50
0,55 0,60 0,65 |
| Verhältnis erzeugtes Gas (CO H,) zu Kohlen- |
| staub (m3/kg) ........................... 1,10 1,28 1,37 1,25
1,14 |
| Vergasungstemperatur (° C) ................ 7.080 I,
1140 1215 1400 1650 |
| C02-Gehalt des erzeugten Gases (@; o) ........ 16,5
I 16,0 16,5 19,0 21,5 |
Die Vergasungstemperatur ändert sich somit, wie aus der vorstehenden Tabelle zu
entnehmen ist, in Abhängigkeit von dem Verhältnis Sauerstoff zu Kohlenstaub.
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In Erkenntnis dieser Zusammenhänge wird durch die Erfindung ein Kohlenstaub-Schwebevergasungsverfahren
geschaffen, welches darin besteht, daß gemäß der Erfindung der gesamte für die Vergasung
benötigte Sauerstoff der Vergasungsvorrichtung in zwei Teilmengen zugeführt wird,
deren erste, zum Transport des Kohlenstaubes dienende Teilmenge so bemessen ist,
daß sie in einem bestimmten, zeitlich
gleichbleibenden Verhältnis
zur Kohlenstaubmenge steht, während die zweite Teilmenge in Abhängigkeit von der
Temperatur in der Vergasungsvorrichtung derart geregelt wird, daß sie bei steigender
Temperatur verringert und bei fallender Temperatur vergrößert wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erste
Teilmenge des für die Vergasung benötigten Sauerstoffes etwa 80 bis 90 % und die
zweite Teilmenge etwa 20 bis 10 % der Gesamtmenge beträgt.
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Mit anderen Worten heißt das, daß ein Hauptzufuhrsystem vorgesehen
ist, welches dem Transport des Kohlenstaubes in einem oder mehreren der gasförmigen
Reaktionsteilnehmer zu der Vergasungsvorrichtung dient und in welchem ein konstantes
Verhältnis zwischen den Mengen des Kohlenstaubes und der einzelnen gasförmigen Reaktionsteilnehmer
aufrechterhalten wird. Hierzu dient zweckmäßigerweise eine Regelvorrichtung, die
diese konstanten Anteilwerte kontinuierlich steuert. DieseVorrichtung ist mit einem
Meßorgan zur Ermittlung der Durchtrittsgeschwindigkeit des der Vergasungsvorrichtung
zugeführtenKohlenstaubstromes versehen. Die erfindungsgemäß zugeführte zweite Teilmenge
durchströmt ebenfalls ein Meßorgan, welches seinerseits in Abhängigkeit von der
Temperatur der Vergasungsvorrichtung automatisch gesteuert wird.
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Im Fall der Einführung des Kohlenstaubes und des Vergasungsmediums
in die Vergasungsvorrichtung wird gewöhnlich ein Verfahren angewandt, das darin
besteht, diese in einem konstanten quantitativen Verhältnis zu vermischen, bevor
sie durch geeignete Brenner in die Vorrichtung eingeführt werden. Sind die Mengenverhältnisse
der eingeführten Reaktionsteilnehmer nicht einheitlich, so wird nicht nur die Flammentemperatur
in der Vorrichtung, sondern auch das Reaktionsgemisch derart unregelmäßig, daß die
Vergasungstemperatur schwankt und der Wirkungsgrad der Vergasung abnimmt sowie die
Zusammensetzung des erzeugten Gases ständigen Schwankungen unterliegt. Die Ursache
für diese Unregelmäßigkeiten liegt in der Schwankung der Eigenschaften des Kohlenstaubes,
z. B. dem Wärmewert, Feuchtigkeitsgehalt, Asehegehalt, effektiven Wasserdampfgehalt
od. dgl., und in der qualitativen Schwankung der gasförmigen Reaktionsteilnehmer,
z. B. des Reinheitsgrades des Sauerstoffes, dessen Temperatur, Druck, Feuchtigkeitsgehalt
u. dgl. oder der Temperatur und dem Druck des Wasserdampfes u. dgl., wobei diese
Faktoren durch die obengenannte lediglich quantitativ wirkende Steuerung nicht auszuschalten
sind. Durch die automatische Regelung der Sauerstoffmenge des zweiten Teilstromes
können die auf qualitativen Veränderungen beruhenden Schwankungen der Vergasungstemperatur
auf ein Minimum herabgesetzt werden.
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Der größere Teilstrom der zugeführten Sauerstoffmenge wird auf einem
konstanten Wert gehalten, während der kleinere Teilstrom der Sauerstoffmenge automatisch
in Abhängigkeit von den Temperaturänderungen in der Vergasungsvorrichtung verändert
wird, die durch die qualitativen Schwankungen des Kohlenstaubes und der Vergasungsmedien
hervorgerufen werden.
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Um den besten Wirkungsgrad der Vergasung zu erreichen, kann das Verhältnis
von Sauerstoff zu Kohle innerhalb eines Bereiches von 0,5 bis 0,55 m3/kg schwanken.
Unter diesen Vergasungsbedingungen beträgt die Schwankung der Vergasungstemperatur
bei 1200° C etwa 6 bis 7° C bei gleichzeitiger Schwankung des Verhältnisses Sauerstoff
zu Kohlenstaub von etwa 1%. Dabei beträgt die praktische Meßgenauigkeit der Vergasungstemperatur
5° C bei 1200° C. Bei Steigerung oder Verminderung der zweiten Sauerstoffteilmenge,
beispielsweise bei einer Vergasungstemperatur von 1200° C, wird die gesamte Menge
an Sauerstoff in einer solchen Größenordnung zugeführt, daß das Minimum des Sauerstoffanteils
gegenüber der Kohle um 1 II/o liegt oder etwa bei 0,005 bis 0,0055 m3/kg beträgt.
Eine genauere Mengenregelung der gesamten Sauerstoffmenge ist im allgemeinen nicht
durchführbar, ohne daß eine besondere präzise arbeitende Temperaturmeßvorrichtung
Anwendung findet.
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Neben den Schwankungen der Vergasungstemperatur und der Zusammensetzung
des durch den Schwebevergasungsprozeß gebildeten Gase ergeben sich weitere zufällige
Schwankungen durch Änderungen der Qualität des zugeführten Rohkohlenstaubes sowie
gegebenenfalls auch der gasförmigen Reaktionsteilnehmer. Das Maß der Schwankungen
der Zusammensetzung des erzeugten Gases wird zweckmäßig durch die Veränderungen
des C 0.-Gehalts in dem entstehenden Gas ermittelt, und zwar unter Berücksichtigung
der Tatsache, daß .nach der Vergasungsreaktion in der Vergasungsvorrichtung ein
Gleichgewicht zwischen den beispielsweise vier Komponenten C O, H2, C 02 und H2
O besteht, Der den C 0.-Gehalt in dem erzeugten Gas entscheidend beeinflussende
Faktor ist in dem Verhältnis Kohlenstaub zu Wasserdampf zu sehen. Dieses ergibt
sich eindeutig aus den in weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung durchgeführten
folgenden Versuchen:
| Vergasung von Rohkohlenstaub mit einem Gesamtheizwert von 6000
kcal/kg |
| unter einem konstanten Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstaub
= 0,55 m3/kg |
| Versuch |
| I 1I I in IV I V f VI VII |
| I |
| Verhältnis Wasserdampf zu Kohlenstaub 0 0,1 0,2 0,3 ! 0,4 0,5
0,6 |
| (kg/kg) ............................. i |
| CO.; Gehalt des erzeugten Gases (o/o) . . .... 7,0 10,0
12,5 1 15,0 17,0 1 19,0 20,5 |
Daraus ergibt sich, daß es möglich ist, eine etwa konstante Zusammensetzung des
erzeugten Gases durch eine Fixierung des Verhältnisses Wasserdampf zu Kohlenstaub
zu erhalten. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist daher vorgesehen, daß
der für die Vergasung benötigte Wasserdampf der Vergasungsvorrichtung ebenfalls
in zwei Teilmengen zugeführt wird, deren
erste in einem bestimmten
Verhältnis zur zugeführten Kohlenstaubmenge steht, während die zweite Teilmenge
in Abhängigkeit von dem CO.-Gehalt des gebildeten Gases geregelt wird. Es hat sich
dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Verfahren als zweckmäßig erwiesen,
bei dem die erste Wasserdampfteihnenge etwa 80 bis 90 % beträgt, die zweite Teilmenge
hingegen etwa 20 bis 10% der Gesamtmenge des für die Reaktion benötigten Wasserdampfes.
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Die mit dem Hauptsystem zugeführte erste Teilmenge von Wasserdampf
ist somit ständig konstant, während die zweite Teilmenge einer automatischen Mengenregelung
in Abhängigkeit von dem C 02-Gehalt des erzeugten Gases unterliegt, wobei die auftretenden
Schwankungen im wesentlichen von Veränderungen in der Qualität des Kohlenstaubes
und der gasförmigen Reaktionsteilnehmer herrühren. Der beste Wirkungsgrad der Vergasung
ergibt sich bei Schwankungen des Verhältnisses Wasserdampf zu Kohlenstaub in Grenzen
von etwa zwischen 0,2 und 0,5 kg/kg. Unter diesen Bedingungen schwankt gegenüber
Veränderungen des Verhältnisses Wasserdampf zu Kohlenstaub von etwa 2,5% der CO,-Gehalt
des Gases bei einer Höhe von beispielsweise 15 0/0 um etwa 0,2%. Die Genauigkeit
der Ermittlung des C OZ-Gehalts in dem erzeugten Gas liegt praktisch bei 0,2%, wenn
dieser Gehalt etwa 1511/o beträgt. Wird somit das erzeugte Gas einem Anzeigegerät
für den C02 Gehalt zugeführt und, hiervon ausgehend, eine automatische Steigerung
oder Verminderung der Zufuhr von Wasserdampf innerhalb der zweiten Teilmenge dessen
Gesamtzufuhr bewirkt, so kann eine Regelung des Verhältnisses Wasserdampf zu Kohlenstaub
in einer solchen Größenordnung erfolgen, daß das Minimalverhältnis Wasserdampf zu
Kohlenstaub bei 2,5% oder 0,005 bis 0,125 kg/kg liegt. Bei Anwendung besonders exakt
arbeitender Geräte zur Ermittlung des C OZ-Gehalts ist eine genauere Steuerung möglich.
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Um die Erfindung näher zu erläutern, wird sie im folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnung, die einen schematischen Kreislauf gemäß des erfindungsgemäßen
Verfahrens wiedergibt, näher beschrieben. Beispiel In der Zeichnung ist eine Vorrichtung
zur Vergasung von pulverisierter Kohle gezeigt, die zwei Zuführungssysteme für das
Rohmaterial und die Vergasungsmittel besitzt. Die stark markierten Linien zeigen
die Durchtrittswege für die Kohle, den Sauerstoff und den Wasserdampf. Die Zahlen
1, 21 und 2Z, 31 und 32, 4 und 51 und 52 zeigen entsprechend den Körper des Vergasungsofens,
den Brenner für die Einführung der Kohle und der Vergasungsmittel, die Zuführung
für die pulverisierte Kohle, das Hauptrohr zum Abziehen des erzeugten Gases und
den Anzeiger für die Zuführungsgeschwindigkeit (Massenverhältnis) der pulverisiertenKohle
in denOfen. DieZuführungsgeschwindigkeit der pulverisierten Kohle kann durch die
automatische Verfahrensweise der Einregelventile 71 und 7, mittels Einregelvorrichtungen
61 und 62 in konstanter Höhe gehalten werden. Der Durchsatz dieser Einregelvorrichtungen
61 und 62 kann einheitlich ferngesteuert werden, und zwar dergestalt, daß man manuell
ein Einregelventil 8 betätigt. Des weiteren sind die Einlaßrohre 91 und 92
für den Sauerstoff des Hauptsystems, die Einlaßrohre 101 und 102 für den
Wasserdampf des Hauptsystems, das Einlaßrohr 11 für den Sauerstoff des anderen Systems
und das Einlaßrohr12 für den Wasserdampf des anderen Systems gezeigt. Die Fließeinregelvorrichtungen
171, 181, 191, 201 und 17Z, 182, 192, 202 sind mit den Fließanzeigern 131, 141,
151, 161 und 132, 142, 152, 162 für Sauerstoff und Wasserdampf, die in den Ofen
eingeführt werden, pneumatisch oder elektrisch verbunden. Diese Einregelvorrichtungen
sind ihrerseits pneumatisch mit den Fließeinregelventilen 211, 221, 231, 241 und
212, 222, 2325 242 u. dgl. verbunden. Wenn somit die Mengen dieser Ströme
aus irgendeinem Grunde schwanken, können diese Schwankungen sofort durch die entsprechenden
Fließanzeiger festgestellt werden, um die ursprünglichen Zustände wiederherzustellen.
Des weiteren können die Durchsätze der Einregelvorrichtungen l71, 181 und 172 und
182 für die Sauerstoff-und die Wasserdampfmengen des Hauptsystems dergestalt pneumatisch
und elektrisch bedient werden, daß sie sich in einem konstanten Verhältnis mit den
Durchsätzen der Einregelvorrichtungen 61 und 62 für die Zuführung der Kohle befinden,
so daß die Verhältnisse von Sauerstoff zu Kohle und Wasserdampf zu Kohle auf konstanten
Werten gehalten werden. Die Einstellung dieser Verhältnisse kann automatisch geschehen.
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Die Sauerstoff- und die Wasserdampfmengen, die direkt proportional
in bezug auf die zugeführte Kohlenmenge eingeregelt werden können, liegen bei konstanten
Werten zwischen 80 und 90% der gesamten Sauerstoffmenge und der Wasserdampfmenge,
die in den Vergasungsofen eingeführt wird. Die verbleibende Menge, d. h. 20 bis
10 %, kann aus den anderen Systemen 11 und 12 als diejenige Menge
zugeführt werden, die zur Einregelung der Vergasungstemperatur und des Kohlendioxydgehalts
des gebildeten Gases dient.
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Die Zahl 25 zeigt den Anzeigepunkt der Temperatureinregelvorrichtung
26 zum Messen der Vergasungstemperatur am Ausgang des Vergasungsofens. Wenn
sich der Wert verändert, kann er durch die einheitliche Regelung der Durchsätze
der Sauerstofffließeinregelvorrichtungen 191 und 192 der anderen Systeme mittels
der Temperatureinregelvorrichtung 26 wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgeführt
werden. Andererseits kann eine einheitliche und direkte Regelung der Sauerstofffließeinregelventile
231 und 23, mittels der Temperatureinregelvorrichtung 26 ermöglicht
werden, ohne daß es notwendig ist, die Fließeinregelvorrichtungen 191 und
19, einzusetzen. Die Zahl 27 zeigt den Anzeigepunkt der Kohlendioxydeinregelvorrichtung
28 zum Messen des Kohlendioxydgehalts in dem erzeugten Gas. Wenn sich der
Wert verändert, kann er durch die einheitliche Regelung der Durchsätze der Wasserdampffließeinregelvorrichtungen
201 und 202 der anderen Systeme vermittels der Kohlendioxydeinregelvorrichtung 28
wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgeführt werden. Andererseits kann eine
einheitliche und direkte Bedienung der Wasserdampffließeinregelventile 241 und 242
vermittels der Kohlendioxydeinregelvorrichtung 28 ermöglicht werden, ohne daß es
notwendig ist, die Fließeinregelvorrichtungen 201 und 20, einzusetzen.
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Im folgenden wird bei der praktischen Durchführung der Erfindung eines
der optimalen Verfahren zur Beschickung des Vergasungsofens mit dem rohen
Vergasungsmaterial
und den Vergasungsmitteln, wie pulverisierte Kohle, Sauerstoff, Wasserdampf u. dgl.,
beschrieben. In jedemZuführungssystem für dasRohmaterial läßt man die pulverisierte
Kohle auf einem Sauerstoffstrom, der 80 bis 90% der gesamten Sauerstoffmenge entspricht,
schweben. Sodann wird der Wasserdampf in einer Menge, die 80 bis 90% der gesamtenWasserdampfmenge
entspricht, in denStrom aus pulverisierter Kohle und Sauerstoff unmittelbar vor
Einführung desselben in den Vergasungsofen eingemischt. In diesem Fall können die
Verhältnisse von Sauerstoff zu Kohle und Wasserdampf zu Kohle automatisch und unabhängig
voneinander in jedem System eingeregelt werden. Zwischenzeitlich wird der verbleibende
Sauerstoff, der 20 bis 1011/o der gesamten Sauerstoffmenge entspricht,- und der
verbleibende Wasserdampf, der 20 bis 10% der gesamten Wasserdampfmenge entspricht,
zur Einregelung der Vergasungstemperatur und des Kohlendioxydgehalts in dem gebildeten
Gas entsprechend einheitlich verteilt und in jedes System eingemischt. Sodann wird
das System in dem dazugehörigen Brenner zu einem Strom aus vermischter pulverisierter
Kohle, Sauerstoff und Wasserdampf vereinigt und als ein inniges Gemisch in den Vergasungsofen
eingeführt.
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Weiter unten wird die Anwendung der Erfindung bezüglich eines nach
dem Schwebe- und Suspensionsverfahren arbeitenden Vergasungsofens im Gegensatz zu
der üblichen manuellen und getrennten Einregelung der Veränderung des Verhältnisses
jedes Rohstoffes und bezüglich der Veränderung des Wirkungsgrades der Vergasung
usw. beschrieben. Die Zuführungsgeschwindigkeit der pulverisierten Kohle schwankt
mit der Änderung der Höhe der im Vorratsbehälter gelagerten Kohle oder sie schwankt
auf Grund des Druckunterschiedes zwischen der Eintritts- und Austrittsöffnung der
Zuführung, da die pulverisierte Kohle auch bei Konstanthaltung der Rotationsgeschwindigkeit
der Zuführung halbflüssige Eigenschaften besitzt. In diesem Falle ist zu beachten,
daß der praktische Schwankungsbereich ± 1011/o beträgt. Des weiteren ist zu beachten,
daß die Zuführungsgeschwindigkeit der pulverisierten Kohle bei gleicher Laufgeschwindigkeit
der Zuteilvorrichtung in der Größenordnung von ± 51/o schwankt gemäß Schwankungen
des Feuchtigkeitsgehalts und der Teilchengröße der Kohle.
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Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Zufuhrgeschwindigkeit
durch ein Isotopen-Meßverfahren zu ermitteln. Der Kohlenstaubstrom durchläuft dabei
eine bestimmte Strecke zwischen der Strahlungsquelle (z. B. Sr90) und der Ionisierungskammer,
wobei jede Abschwächung der Strahlung in der Ionisierungskammer gegebenenfalls unter
Verwendung eines Verstärkers angezeigt wird.
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Bei automatischer Beeinflussung einer entsprechenden Steuervorrichtung,
beispielsweise einer Geschwindigkeitsverringerungsvorrichtung oder eines veränderlichen
Geschwindigkeitsmotors, durch das die Zufuhrgeschwindigkeit anzeigende Gerät beträgt
deren Schwankung etwa ± 5 9/o. In diesem Fall ist die zeitliche Verzögerung der
Steuerung vergleichsweise groß; da zwischen dem Anzeigegerät und der Zuteilvorrichtung
eine entsprechend große Menge Kohlenstaub vorhanden ist.
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Ferner besteht die Möglichkeit der automatischen Steuerung der Zufuhrgeschwindigkeit
in Abhängigkeit von dem Gewicht des Kohlenstaubes. Es ist unmöglich, die erhebliche
Kohlenstaubmenge zu steuern, die sich auf Grund deren qualitativer Änderungen oder
der Veränderungen deren Zusammensetzung und des Wärmewertes ergibt. So hat z. B.
die qualitative Veränderung eine solche des Wärmewertes in einer Höhe von ± 2,5
% oder 150 kcal je 6000 kcal zur Folge. Weiter schwanken auch der Feuchtigkeits-
und Aschegehalt des Kohlenstaubs in einem Bereich von 1,5 bis 3,5 Gewichtsprozent
bzw. 20 bis 23 Gewichtsprozent.
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In Abhängigkeit von dem jeweils ermittelten Wert der Zufuhrgeschwindigkeit
werden die Sauerstoff- und Wasserdampfströme automatisch durch die einheitliche
Handhabung der Durchsätze der entsprechenden Regelvorrichtungen derart gesteuert,
daß die Verhältnisse Sauerstoff zu Kohlenstaub und Wasserdampf zu Kohlenstaub einen
konstanten Wert annehmen. Diese Schwankungsbereiche halten sich solange um ± 2%,
wie die qualitativen Bedingungen, z. B. der Reinheitsgrad, die Temperatur, der Feuchtigkeitsgehalt
und der Druck des Sauerstoffes ebenso wie die Temperatur und der Druck des Wasserdampfes
konstant gehalten werden. Praktisch jedoch kann der Reinheitsgrad des Sauerstoffes
in der Größenordnung von ± 1% schwanken, wobei sich die Temperatur zwischen Tag
und Nacht ebenfalls um etwa 10° C verändern kann, was einer Volumenänderung von
etwa 3 % entspricht. Die Veränderung des Feuchtigkeitsgehaltes bewirkt eine Volumenveränderung
von etwa 1%.
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Somit ist die Steuerung der Gesamtmenge aus den obigen Gründen praktisch
sogar dann unmöglich, wenn die Verhältnisse Sauerstoff zu Kohlenstaub und Wasserdampf
zu Kohlenstaub in bezug auf die anscheinend strömenden Mengen derselben gesteuert
werden. Um jedoch die Flammentemperatur möglichst einheitlich zu halten, ist es
notwendig, diese Verhältnisse auf einem möglichst konstanten Wert zu regeln, und
zwar unabhängig voneinander in jedem Zuführungssystem für den Kohlenstaub.
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Aus diesem Grunde sollten die Sauerstoff- und die Wasserdampfmengen,
die in das Kohlenzuführungssystem eingeführt werden, 80 bis 90% der Gesamtmenge
betragen, wobei die verbleibenden 20 bis 10 0/0 in einem besonderen Teilstrom der
Vergasungsvorrichtung zugeführt werden. Die Regelung der zugeführten Mengen wird
durch die einheitliche Arbeitsweise mittels der Anzeigeregelvorrichtungen für die
Vergasungstemperatur und für den CO:, Gehalt des gebildeten Gases bewirkt,. wodurch
die Mengen einheitlich auf den jeweiligen Brenner verteilt werden können.
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Da die Fehlergrenze und Empfindlichkeit der zur Zeit für die Temperaturbestimmung
zur Anwendung gelangenden Pyrometer ± 5° beträgt, ist es möglich, 1% des Sauerstoff-Kohle-Verhältnisses
leicht und genau aus der Beziehung des Verhältnisses mit der Vergasungstemperatur
zu steuern, wie oben beschrieben wurde.
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Die Fehlergrenze und Empfindlichkeit in der Bestimmung des CO.,-Gehalts
des erzeugten Gases liegt bei Anwendung eines bekannten Infrarot-Meßverfahrens bei
etwa ± 0,2%. So ist es auch möglich, 2,50/0 des Verhältnisses Wasserdampf zu Kohlenstaub
leicht und genau aus dem C02-Gehalt des erzeugten Gases zu steuern.
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Somit ist es nach dem Verfahren der Erfindung möglich, sowohl die
genauen und konstanten Temperaturbedingungen und die Gaszusammensetzung gegenüber
der qualitativen Veränderung sowohl des Rohkohlenstaubes als auch der Vergasungsmittel,
d. h.
des Sauerstoffes und des Wasserdampfes, aufrechtzuerhalten.
Diese Bedingung kann nicht durch die bloße Steuerung des Verhältnisses vermittels
der Fließregelvorrichtung erreicht werden.
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Der durch die Erfindung erreichte technische Fortschritt ergibt sich
aus der folgenden Tabelle, die vergleichsweise die Werte der Menge des gebildeten
Gases, der Verbrauchsgeschwindigkeiten der Kohle, des Sauerstoffes und des Wasserdampfes,
die Vergasungstemperatur und den Kohlendioxydgehalt des gebildeten Gases und die
Schwankungsgrenzen dieser Werte bei der üblichen manuellen Steuerung und bei der
automatischen Steuerung gemäß der Erfindung gegenüberstellt.
| Manuelles Verfahren Automatisches Verfahren |
| Durchschnitt Schweraa Dungs- Durchschnitt Schwer ungs- |
| Menge des erzeugten Gases (m3/h) ........... 1560
+65 1640 i ± 25 |
| Verbrauchsgeschwindigkeit der Kohle |
| (kg/1000 m3) ............................ 765 ±42 730 ± 7 |
| Verbrauchsgeschwindigkeit des Sauerstoffes |
| (m3/1000 ms) ........................... 422 ± 24 395 ± 6 |
| Verbrauchsgeschwindigkeit des Wasserdampfes |
| (kg/1000 ms) ............................ 308 ± 21 288 ± 8 |
| Vergasungstemperatur (° C) ................ 1245 ± 23
1212 ± 7 |
| C02 Gehalt des erzeugten Gases (%) ........ 15,9 ± 0,7 15,3
±0,3 |