DE130288C

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KAISERLICHES

PATENTAMT,

Der Zweck dieses neuen Verfahrens ist ein doppelter:

1. soll ein neues, viel heizkräftigeres Mischgas (genannt Dreiviertelwassergas) dargestellt werden, welches nur ca. 25 pCt. Stickstoff und etwa 7 5 pCt. brennbare Gase {CO, H, CH₁ u. s. w.) enthält und darum sich wesentlich von dem bisherigen Mischgas (sogenanntes Dowson-Gas) mit 50 pCt. Stickstoff unterscheidet, und

2. soll das neue Gas nicht wie das Dowson-Gas nur mit Koks oder Anthracit, sondern auch mit Steinkohlen dargestellt werden können.

Während das neue Mischgas nach Eigenschaft und Verwendung dem Wassergas nahe steht und hinsichtlich seiner Herstellung die Wassergaserzeugung mit bituminöser Kohle ermöglicht, ist das Herstellungsverfahren insoweit dem Dowson-Verfahren entsprechend, als gleichzeitig eine Verbrennung zu CO und Gewinnung brauchbarer Gase, gegebenenfalls sogar gleichzeitiges Luft- und Dampfblasen stattfindet.

Während dies bei Dowson aber das Hauptverfahren ist, ist es hier, nur ein Glied mit dem besonderen neuen Zweck, die Destillation der Kohle zu verlängern und zu begünstigen.

Das neue Verfahren ist im Wesentlichen folgendes:

Eine niedrige, keinesfalls 2 m erreichende glühende Brennmaterialschicht wird zunächst nach dem Verfahren der Patentschrift 105511 mit starkem Wind derart angeblasen, dafs die entweichenden Feuergase mehr Kohlensäure als Kohlenoxyd enthalten. Darauf wird Brennmaterial aufgeworfen, das Kaminventil geschlossen und das Gasventil geöffnet. Es wird nun mit einer Luftmenge, welche zweckmäfsig kleiner als die beim Anblasen verbrauchte ist, unter wesentlich verengter Windausströmung und langsamer gehendem Gebläse dieses neue Luftquantum möglichst auf Kohlenoxyd (sogen. Generatorgas) verbrannt und letzteres in den Gasbehälter geführt. Diese zweite Blaseperiode wird kurz »Gasblaseperiode«, die erstere »Anblaseperiode« genannt.

Es soll nun aber auch Wassergas gebildet werden, welches mit dem Generatorgas gemischt wird. Man hat daher vor, in oder nach der Gasblaseperiode Wasserdampf durch das glühende Brennmaterial zu führen. Sobald dann die Dampfzersetzung infolge des dadurch sich abkühlenden Brennstoffs nachläfst, ist ein Turnus beendet und der geschilderte Vorgang beginnt von Neuem wieder mit der Anblaseperiode.

Damit nun eine hohe Wärmeausnutzung des Brennmaterials erzielt werde und das fertige Dreiviertelgas nur etwa 25 pCt. Stickstoff enthalte, ist es durchaus nothwendig, dafs das Luftvolumen, welches in der Gasblaseperiode eingeblasen wird, kleiner, ja etwa nur halb so grofs sei, als das in der Anblaseperiode verbrauchte und ³/_ä des Wassergasvolumens nicht übersteige. Dies gilt, wenn zweckmäfsigerweise nach Dellwiks Verfahren auf Kohlensäure angeblasen wurde.

Wollte man dagegen sowohl beim Anblasen als auch in der Gasblaseperiode die Kohle nur zu CO verbrennen und in beiden Phasen gleiche Luftmengen brauchen, so könnte man höchstens 67 pCt. der Verbrennungswärme des angewendeten Brennmaterials in Form von Mischgas ausnutzen. Das erzeugte Gas aber

enthält dann nicht 25, sondern nahezu 40 pCt. Stickstoff, ist also nicht viel besser als das Dowson-Gas mit 50 pCt. Stickstoff. Wird hingegen auf CO₂ angeblasen und in der Gasblaseperiode eine gleich grofse Luftmenge wie beim Anblasen zugeführt, so erreicht die Wärmeausnutzung infolge vermehrter Dampfzersetzung reichlich 90 pCt. von der Verbrennungswärme des Brennmaterials. Das gebildete Mischgas enthält dann aber noch 3 1 pCt. Stickstoff.

Wählt man endlich das Verhältnifs der Luftmengen zwischen Anblase- und Gasblaseperiode, wie 2 : i, so erreicht der Nutzeffect der Wärmeausnutzung sein Maximum von 90,7 pCt. und man erzielt ein Mischgas von nur 23,1 pCt. Stickstoffgehalt, welches also den Namen »Dreiviertelwassergas« verdient.

Es tritt also bei dem neuen Verfahren zu den zwei bisher üblichen Perioden des Anblasens und des Dampfgebens noch eine dritte Periode hinzu, in welcher auch ein brauchbares Gas erzeugt wird, so dafs zwei Gasperioden vorhanden sind. Der Zweck dieser Hinzufügung einer zweiten Gasperiode ist der, die Destillationszeit für die Steinkohlen, welche sich bei der Anwendung des Anblaseverfahrens auf mehr Kohlensäure als Kohlenoxyd schon besonders günstig gestaltet (vergl. die Patentschrift 11 5665), noch mehr zu verlängern und gegebenenfalls die Destillation auch dadurch günstig zu gestalten, dafs sie mit geringer Wärmezuführung beginnt und hierzu die zusätzliche Gasperiode nach der Dampfperiode eingeschaltet wird. Man kann, wenn sowohl die Gasblaseperiode, als auch die Dampfperiode je 15 Minuten dauern, es ermöglichen, dafs die Kohle 4x15 also 60 Minuten lang durch heifse Gase (Wassergas oder Generatorgas) sehr wirksam entkokt wird, ehe sie in der folgenden Anblaseperiode zu CO₂ verbrennt.

Obgleich es keineswegs unthunlich ist, das Dreiviertelwassergas bei Anwendung von Steinkohle mit nur einem Generatorkörper herzustellen, sofern man bezüglich der beiden Blaseperioden, wie oben erwähnt, verfährt, so ist es doch entschieden zweckmäfsiger, bei Steinkohlenverarbeitung einen Zwillingsgenerator anzuwenden. Dieser besteht aus zwei selbstständigen, mit allen Luft- und Dampfzuleitungen, sowie Kamin- und Gasventil versehenen Generatorkörpern, welche oberhalb der Brennstoffschicht mit einander communiciren.

Erfinder will in der folgenden Beschreibung der Ausführung des Verfahrens die beiden Körper dieses Zwillingsgenerators mit A und B bezeichnen.

Man denke sich beide Körper wieder mit einer 1 bis 2 m hohen Schicht glühender Kohle gefüllt.

Zunächst wird A mit starkem Wind und vollständig geöffneter Winddüse auf CO₂ angeblasen. Hierbei wird (etwa nach der Tourenzahl des Gebläses) die Luftmenge bestimmt, welche während des Anblasens in den Körper A geführt wurde. Die Abgase gehen durch das geöffnete Kaminventil ins Freie bezw. werden zum Vorwärmen von Wasser oder Ueberhitzen von Dampf benutzt.

Nach Beendigung der Anblaseperiode wird zunächst das Gebläse abgestellt, der Windschieber von A geschlossen, dann frische Steinkohlen auf A aufgegeben, die Kaminventile beider Körper geschlossen und das Gasventil, welches mit dem Aschenraum von A in Verbindung steht und den Gasen den Weg zum Gasbehälter freimacht, geöffnet.

Bei der jetzt folgenden Gasblaseperiode (worin also auf CO geblasen wird) kann man nun entweder in A oder B die Luft zuführen. Es ist aber vortheilhafter, das Gasblasen stets in dem nicht angeblasenen Körper auszuführen.

Es wird also nun Luft in B eingeführt, und zwar weniger (ja am besten nur halb so viel), als vorher A erhielt. Um dieses Luftquantum einigermafsen richtig zu bemessen, wird das Gebläse zunächst in viel langsameren Gang (etwa Y₈ so rasch als beim Anblasen) gesetzt und zugleich der Schieber vor der Winddüse so weit geschlossen, dafs in der Windleitung nun wieder derselbe Druck herrscht, wie vorher beim Anblasen. Es wird nun der Tourenzähler wieder beobachtet und so lange Luft eingeblasen, bis er die halbe Tourenzahl der Anblaseperiode aufweist. Auf diese Weise kann man bei dieser Gasblaseperiode sehr langsam die Luftmenge zuführen, welche beim Anblasen von A verbraucht wurde. Das erblasene Generatorgas streicht nun durch B, tritt oben nach A über, wo es die Entkokung der dort aufgeworfenen Kohle sehr befördert, streicht dann abwärts durch A (wobei die theerigen Dämpfe der Kohle in den immer heifseren Koksschichten, die sie passiren, zersetzt werden) und gelangen aus dem Aschenraum von A durch das Gasventil in den Skrubber und Gasbehälter.

Nachdem die richtige Luftmenge in dieser Gasblaseperiode zugeführt ist, wird sie beendet, das Gebläse abgestellt, der Windschieber gänzlich geschlossen und nun an Stelle von Luft möglichst heifser (am besten überhitzter) Dampf in B unten eingeleitet, welcher ganz denselben Weg wie vorher die Luft nimmt und dabei wiederum wesentlich die Entgasung der Kohle in A befördert. Durch diese Dampfzuleitung wird offenbar Wassergas gewonnen, dessen Bildung den vorher aufgespeicherten Wärmevorralh aufbraucht. Sobald daher die Wassergasentwickelung aufhört, ist auch damit der Turnus des Verfahrens beendet und es beginnen nun dieselben Arbeitsvorgänge (An-

Claims

blasen, Gasblasen, Dampfen) von Neuem, wobei aber der Körper B anzublasen ist. Offenbar erfährt nun wieder die Kohle, welche vorher in A aufgeschüttet wurde, zweimal eine Entkokung durch heifses Generatorgas und Dampf bezw. Wassergas, welche beide, aber diesmal von unten sie treffen und daher noch erfolgreicher als die Gase im vorigen Turnus wirken. Infolge dessen erzielt man vier lange Entkokungszeiten, ehe die Kohle durch Anblasen zu CO₂ verbrannt wird, und darum eben ist dieses Verfahren so besonders günstig für Steinkohlen.

Je nachdem man es mit einer mehr oder minder gasreichen Kohle zu thun hat, wird man in der oben beschriebenen Weise arbeiten, also bei gasarmen Kohlen Luft und Dampf zugleich oder nach einander in der Gasblaseperiode einführen. In ersterem Falle ist es aber am zweckmäfsigsten, den Dampf nicht unter dem Rost, sondern über der Brennmaterialschicht desjenigen Körpers zuzuführen, welcher sich in der Gasblaseperiode befindet, damit das heifse Generatorgas zugleich den Dampf erhitze und beide dann in den Nachbarkörper treten.

Man kann nun die einzelnen Phasen des Turnus in ihrer Reihenfolge abändern und ebenso auch das Aufwerfen frischer Kohle vor, in oder nach dem Gasblasen eintreten lassen, wodurch wiederum die Entkokungszeiten je nach dem Gasgehalt der Kohle verlängert oder verkürzt werden. Ja man kann sogar die Anblaseperioden (heilen und z. B. sowohl vor dem Dampfen als auch vor dem Gasblasen einen Generatorkörper kürzere Zeit scharf anblasen. Wie man aber auch alle diese Abänderungen je nach der Beschaffenheit der Kohle wählen mag, so bleibt doch unter allen Umständen das Charakteristische dieses Verfahrens bestehen, dafs man stets mindestens zwei Blaseperioden anwenden mufs, während alle bisher angewendeten Mischgasverfahren wie dasDowson'sche immer nur eine ununterbrochene Blaseperiode benutzten. Diese mindestens zwei Blaseperioden vorliegender Erfindung sind sogar, abgesehen von der qualitativen Verschiedenheit, auch noch in dem Quantitätsverhältnifs ihrer Luftmengen insofern charakterisirt, als es nicht rationell ist, mehr Luft zur C O -Verbrennung als zum Anblasen auf C0.₂ zu verwenden. Endlich ist zu bemerken, dafs sogar dann noch diese mehrfachen Blaseperioden aufrecht erhalten werden müssen, wenn sie nicht unmittelbar auf einander folgen, sondern durch die Dampfperiode getrennt sind.

Aufserdem ist die Behandlung im Zwillingsgenerator eine eigenartige bezüglich der Wege, welche die Gase darin in den einzelnen Phasen nehmen. Was aber das Product anlangt, so ist dieses Dreiviertelgas ein ganz neues, noch nie erzieltes Mischgas. Denn bis jetzt giebt es kein im Generator erzeugtes Mischgas, welches erheblich weniger als 50 pCt. Stickstoff enthält.

Während nun der Cubikmeter Dowson-Gas nur 1350 Calorien (nach Fischer) besitzt, bietet der Cubikmeter Dreiviertelwassergas eine Verbrennungswärme von über 2000 Calorien, wodurch die Anwendungsgebiete beider deutlich getrennt sind.

Schliefslich sei darauf hingewiesen, dafs, wenn man beim Gasblasen (ohne Dampfzufuhr) nur auf sogen. Generatorgas bläst, man dieses dazu benutzen kann, um sowohl den nöthigen Dampf zu erzeugen, als auch mittelst Gasmotor das Gebläse zu treiben. Auf diese Weise erhält man dann ein noch weniger Stickstoff enthaltendes Gas, wobei aber die Wärmeausnutzung aus der Kohle doch nur um wenige Procente (die eben zur Dampf- und Krafterzeugung dienten) geschmälert wird.

Das Hauptmerkmal dieses Verfahrens liegt also unter allen Umständen in der Anwendung mehrerer (statt nur einer) Blaseperioden.

Pate nt-A ν Sprüche:

ι. Verfahren zur Herstellung von Mischgas aus Steinkohle und dergl. mit einem möglichst nicht über 25 pCt. gehenden Stickstoffgehalt, dadurch gekennzeichnet, dafs der Blas- und Gasperiode des Wassergasverfahrens eine dritte Gasperiode hinzugefügt wird, in welcher durch Luftmengen, die zweckmäfsig geringer als die zum Anblasen verwendeten sind und zweckmäfsig langsam eingeblasen werden, event, zugleich mit Dampf, ein brennbares Gas erzeugt und die Destillation der Kohle gefördert wird.
2. Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die Gasblaseperiode der Dampfperiode vorausgeht.
3. Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 im Zwillingsgenerator, dadurch gekennzeichnet, dafs das Brennmaterial in dem einen Generator aufgeschüttet wird und in dem anderen Generator durch die Gasblaseperiode Gase erzeugt werden, welche durch das aufgeschüttete Brennmaterial des ersten Generators ziehen.