DE1208443B - Vorrichtung zur Vergasung von staubfoermiger oder feinkoerniger Kohle - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Vergasung von staubföriniger C e oder feinkömiger Kohle Die Erfinduno, betrifft eine Vorrichtung zur Ver-C gasung von staubförmiger oder feinkörniger Kohle. C Eilte noch nicht zum Stande der Technik gehörende Einrichtung zur Vergasung staubförmiger oder feinkörni-er Kohle besteht aus einer Reaktionskan)mer mit k-reisförmigem Querschnitt, bei der zentral im Kopfteil eine Einrichtung zur Erzeugung einer WirbeIströmun- der in der Reaktionskammer aufsteicenden Gase angeordnet ist und bei der Nutzgas 21LIS dem Gaswirbel abgeführt wird. Zur Erzeugung der Wirbeiströmtin- dient hierbei ein Rotationskör-per. ##,clclier frit Hilfe elnes -Motors angetrieben wird. Durch die in der Wirbelströmun- auftretenden Zentrifui,Yalk-r.#l'te werden die restlichen, noch im Nutzgasstrom entbaltenden Kohle- und Schlacketeilchen heraus,-,e#Mileudert und an der ReaktionskammerwandLini, in den unLeren Teil des Gaserzeuaers -efC(Iii-t. in #"elchein die Kohleteilchen verbrannt und a11.,' velci)c111 die Schlacketeilchen abaczoaen werden.
• Urn den im Oberteil eines Gaserzeuaers anoeordncten Rotationskörper in Umdrehung zu versetzen, ist ferner ti#2reit-, vor"#jschlagen worden, am Umfang des,selben Dilsen apzuorenen und durch diese Vergasinigsmittel unter Druck- ausströmen züi lassen. Auch hierbei erfolgt die Erzeugung der Wirbel-C C ströniung und somit das Herausschleudern der Schlacke und unver-asten Kohleteilchen aus dem Ga,#strem niittels des Rotationskörpers.
• 1)crn#.ieL,ciiiiber -eh! die Erfindun- einen anderen Lindzwar licat ;lir der Gedanke zu-runde, die Erien-#It# \on unter Druck aus Düsen ausströmenden Gasen ZUr Erzeiv-mm# der '#Mirbelströmung zu ben Li tzc ri . Gemäß der Erfindung bes' elit die Einrichtung Alr E-i-zeugung der Wirbelströmuno, aus tanaential '(Tel"icliteleil Düsen, die mit einer Druckleituna zur Ziii#iiii-iiii- von Hilfs-a-en verbunden. sind. Durch das tan#-,eiiti#il aus den Düsen in die Reaktionskammer atisströnionde Hilfsaas wird vorteilhaft eine schnelle Rotation Oles Brenn-,toff-Gas-Gemisches im oberen Teil der Reaktionskamnier bewirkt. Dadurch werden infolge der Flielik-raft die unverbrannten Kohle- so-Nvie die Schlackeleilchen an die Wand der Kammer (#esclilcliclei-t und sinken dort in den unterern Raum der 'n welchem die stärkste Verbrennun-C stattfintl#t. herab. Ermöglicht ##,ird das Herabsinken clic,;cy- Teilchen durch eine Sekundärströmun- der Gabe in der Real,-tionskaimmer, welche an der Wandtin- der Kammer scl--ratibeiiförm-i- abwärts verläuft Lind gleichfalls durch die tangential ausströmenden Hilfsgase #v;rd. Die unverbrannten Gutsteile werden also auf diese Weise sicher aus den Ab-#,ascii entfernt und wieder dem unteren Teil der L- Brennkammer zuaeführt, wo sie endgültig verbrennen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Düsen als Schlitze im Mantel eines mit der Druckleituna verbundenen hohlen Körpers derart ausgebildet daß die -Menge und Geschwindigkeit des taugentiall ausströmenden Hilfsgases, in der Abführungsrichtun- der Nutzgase gesehen, zunehmen. Hierdurch wird in sehr vorteilhafter Weise eine sehr aleichmäßige, über den ganzen Querschnitt des Gasstromes verteilte Zirkulationsbewegung erreicht.
• C b lp weiterer Aus-estaltun- der Erfinduno, sind über C CD dem Boden der K ammer Leitbleche derart an-eord-C riet und atis-ebildet., daß durch sie in vorteilhafter Weise die Zirkulationsbewegung auch in der Nähe der Kammertvandun- erhöht -wird.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der auf den Zechnun"en schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiele. Es zeigt F i -. 1 eine Reaktionskammer im mittleren Län-sschnitt, Fi-.2 einen Querschnitt nach LinieA-B in F i F i 3 eine weitere Ausführun-sform der Erfindun-> F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie C-D in Die Vorrichtun- zur Veraasuna von staubförmiaer oder feinkörniger Kohle besteht gemäß F i g. 1 aus einem Gehä#,is,2 1 mit kreisförmig ein Querschnitt. Das Gehäuse 1 weist eine zylindrische Reaktionskammer 2 auf, sich im unteren Teil trichterförmig verjüngt. Etwa in der Mitte des Gehäuses 1 sind in der Wandung in gleicher Höhe einander gegenüberlie-#, - C C L' Gende öffnupgen 3 angeordnet, durch die über Auf--abevorrichtun,--#en, bestehend aus einem Aufgabetrichter 4, einer Schnecke 5 und einem Rohrstutzen 6, Kohlenstaub oder feinkömige Kohle kontinuierlich zugeführt wird. Im Bereich, wo der zylindrische Teil der Reaktionskammer2 in den trichterförmigen Teil übergeht, sind in gleicher Höhe und mit gleichen Ab- ständen voneinander vier Leitbleche 7 (F i g. 2) unter einem mittleren Winkel von etwa 45' angeordnet und derart ausgebildet, daß durch sie eine Zirkulationsbewegung der Gase in der Nähe der Kammerwandung hervorgerufen wird. Vorteilhaft können in den Leitblechen 7 auch Düsen angeordnet sein, durch welche Vergasungsmittel, wie Luft, Sauerstoff, Dampf od. dgl. in die Reaktionskammer 2 eingeleitet werden. Im Boden der Reaktionskammer 2 ist eine Öffnung 8 für den Abzug der Schlacke vorgesehen.
• Durch die obere Stimwand des Gehäuses 1 ist zentral eine Druckleitung 9 für die Zuführung der Hilfsgase hindurchgefühit, welche in den oberen zylindrischen Teil der Reaktionskammer 2 hineinragt. Der in die obere Reaktionskammer 2 hineinragende Teil der Druckleitung 9 weist einen kegelförmigen Körper 10 mit tangential gerichteten Düsen (F i g. 2) auf, durch die zur Erzeugung der Wirbelströmung Hilfsgase tangential in die Kammer eingeleitet werden. Als Hilfsgase werden hierbei vorteilhaft rückgeführte Produktionsgase verwendet. Zur Erzeugung der Wirbelströmung der in der Reaktionskammer 2 aufsteigenden Gase können die Düsen auf dem Mantel des kegeligen Körpers auch schraubenförinig angeordnet sein. Auch kann vorteilhaft eine Vorrichtung zum Drehen des kegeligen Düsenkörpers vorgesehen sein. Zwischen der Druckleitung 9 und der inneren Kammerwand im Kopfteil des Gehäuses 1 verbleibt ein freier Ringraum 11, der für den Abzug der Nutzgase aus der Reaktionskammer 2 dient. Aus diesem Ringraum 11 wird das Nutzgas über eine Öffnung 12 und eine an diese anschließende Leitung 13 abgeführt.
• Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird durch die Öffnungen 3 in der Reaktionskammerwandung staubförmige oder feinkömige Kohle zur Vergasung in die Reaktionskammer 2 eingeführt. Gleichzeitig wird in die Reaktionskammer 2 als Vergasungsmittel Luft, Sauerstoff, Dampf od. dgl. eingeführt. Infolge der in der Reaktionskammerwandung unter einem mittleren Winkel von etwa 451> angeordneten Leitblechen 7 wird vorteilhaft eine Zirkulationsbewegung der Gase in der Nähe der Kammerwandung erreicht.
• Das in axialer Richtung mit oder ohne Drall in der Reaktionskammer von unten nach oben strömende Generatorgas wird hierbei durch das im oberen zylindrischen Bereich der Reaktionskammer 2 aus dem Körper 10 tangential ausströmende Hilfsgas mit in Rotation versetzt, und es entstehen hierdurch die geforderten Zirkulationsbewegungen um die Symmetrieachse des Systems. Gleichzeitig wird durch das aus dem Düsenkörper 10 tangential ausströmende Hilfsgas eine Sekundärströmung erzeugt, welche in der Nähe der Kammerwandung von oben nach unten, der Hauptströmung im Zentrum der Kammer 2 entgegengerichtet ist.
• Die Düsen sind im Mantel des hohlen mit der Druckleitung 9 verbundenen Körpers 10 als Schlitze vorteilhaft derart ausgebildet, daß eine Strömung' der Hilfsgase erzielt wird, deren Geschwindigkeit und Menge entsprechend den Pfeilen in F i g. 1 in der Abführungsrichtung des Nutzgases, d. h. von unten nach oben, zunimmt. Durch eine solche Verteilung wird eine verstärkte Zirkulationsbewegung hervorgerufen. Wie bereits erwähnt, werden die restlichen, im erzeugten Gas vorhandenen Kohle- und Schlacketeilchen in dem im oberen Teil der Kammer 2 gebildeten Gaswirbel ausgeschleudert. Die aus dem Nutzgas herausgeschleuderten Kohle- und Schlacketeilchen werden von der an der Kammerwandung von oben nach unten führenden Gasströmung mit nach unten genommen, wobei die Kohleteilchen einer erneuten Vergasung ausgesetzt und die Schlacketeilchen, die sich im trichterförmigen Teil der Brennkammer absetzen, von dort aus über die Auslaßöffnung 8 abgezogen werden. Auf diese Weise wird vorteilhaft einerseits ein reines Nutzgas gewonnen und andererseits eine gute Vergasung von staubförrniger und fein-C körniger Kohle erreicht.
• Wie F i g. 3 zeigt, kann ferner vorteilhaft der ke-elige Düsenkörper 10 doppelwandig ausgebildet sein. Dabei weist die innere Wandung die Form eines axialen Hohlzylinders 14 auf, durch welchen zentral eine drehbare Welle 15 hindurchgeführt ist, die im Innern der Reaktionskammer über den kegeligen Düsenkörper 10 hinausragt und an diesem Ende einen Verteilerteller 16 trägt. Am äußeren Ende der Welle 15 ist eine Keilriemenscheibe 17 angebracht, die über einem in der Zeichnung nicht dargestellten Motor und Keilriemen in Umdrehung versetzt wird. Durch den Ringraum, welcher zwischen der inneren Wandung des kegeligen Düsenkörpers und der drehbaren Welle 15 gebildet wird, kann vorteilhaft über ein Einlaufrohr 18 die zu vergasende Kohle der Reaktionskammer zugeführt werden. Hierbei gelangt die Kohle auf den rotierenden Teller 16, wodurch eine sehr gleichmäßige Verteilung dieser in der Reaktionskammer erreicht wird.
• Als Hilfsgas zur Erzeugung der in der Reaktionskammer geforderten Zirkulationsbewegung des erzeugten Gases kann an sich jedes Gas oder Dampf verwendet werden. Zweckmäßig wird man einen Teil des Nutzgases abzweigen, kühlen und als Hilfsgas verwenden. Die Kühlung hat unter der Voraussetzung, daß man die Wärme wiedergewinnt, den Vorteil, daß man hiermit die Austrittstemperatur aus der Reaktionskammer sowie den Leistungsbedarf des Gebläses verringern kann. Bei Gaserzeugem mit ungekühlten, also aus Graphitsteinen bestehenden Wänden, wird man als Hilfsgas nur ein reduzierendes Gas verwenden. Wird als Hilfsgas Luft benutzt, so findet eine Teilverbrennun- des Nutzaases statt, die durch entsprechend ausgestaltete Düsen zur Geschwindi-keitserhöhung des Hilfsgases dienen kann. Auch können naturgemäß die Hilfsgasmengen der Leistung des Gaserzeugers oder dem geforderten Reinheits,grad des Gases entsprechend verändert werden. Letzteres spielt bei Kesselfeuerungen eine Rolle.
• Bei der Verwendung von Nutzgas als Hilfsgas können zur Rückführung außer Gebläsen auch Schwingrohre Anwendung finden, die sehr leicht in die Druckleitung vor dem Düsenkörper eingebaut werden können.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Vergasung von staubförmiger oder feinkömiger Kohle, bestehend aus einer Reaktionskammer mit kreisförmigem Querschnitt, bei der zentral im Kopfteil eine Einrichtung zur Erzeugung einer Wirbelströmung der in der Reaktionskammer aufstei-enden Gase angeordnet wird. d a d urch ge kennzeichn et, daß die Einrichtung zur Erzeugung der WirbelstrÖmunc aus tangential gerichteten Düsen bestellt, die mit einer Druckleitung zur Zuführung von Hilfs2asen verbunden sind.
2. 2. Vorrichtuna nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet daß die Düsen als Schlitze im Mantel eines hohlen mit der Druckleitung verbundenen Körpers (Düsenkörper) derart ausgebildet sind, daß Men(le und Geschwindiekeit des tan-Gential ausströmenden Hilfsgases, in der Abführungsrichlung des Nutzgases gesehen, zunehmen. 3. Vorrichtung nach Anspruch]. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen schraubenförmig angeordnet sind. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Drehen des Düsenkörpers um seine Längsachse vorgesehen ist. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch -ekennzeichnet, daß über dem Boden der Kammer Leitbleche derart angeordnet und ausgebildet sind, daß durch sie die Zirkulationsbewe(Tun,y in der Nähe der Kammerwancr dung erhöht wird. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitblechen Düsen vor-C Gesehen sind, durch welche die Vergasungsmittel oder eines derselben in die Kammer ein-eleitet werden. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelige Düsenkörper eine innere Wandung in Form eines axialen Hohlzylinders aufweist, daß zentral in dem Hohlzylinder eine drehbare Welle angeordnet ist, welche im Inneren der Kammer über den keg el igen g Düsenkörper hinausragt und an diesem Ende einen Verteilerteller trägt, und daß eine Vorrichtung zur Einleitung von Kohle in den Ringraum zwischen der inneren Wandung des kegeligen Düsenkörpers und der drehbaren Welle vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 294 716, 586 369, 640 470; schweizerische Patentschriften Nr. 227 322, 235 518; USA.-Patentschriften Nr. 901232, 2 458 992. In Betracht gezogene ältere Patente: C, Deutsche Patente Nr. 945 534, 1062 874.