DE2046172C3 - Gaserzeuger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gaserzeuger zur Herstellung eines weitgehend kohlendioxydfreien Koh- m lenmonoxydgE -es durch Vergasung von Koks mit Sauerstoff mit einem senkrechten, gekühlten Vergaserschacht mit kegelstumpftörmigem Längsschnitt, dessen Kopf mit einem Aufgabestu'.zen für den Koks, einem Gasabzug und Stochlöchern verschen ist, während im >> Boden die Düsen zur Einführung des Sauerstoffes angeordnet sind, wobei der mittlere Teil des Gaserzeugers einen kegelstumpfförmigen, durch ein Kühlmittel gekühlten Hohlkern aufweist.

Derartige CO-Generatoren haben sich in der Praxis «> gut bewährt. Da der Bedarf an reinem Kohlenmonoxyd laufend steigt, werden immer größere Generatorleistiingen gefordert. Da es nicht gelungen ist, die spezifische Leistung der Generatoren zu erhöhen, war es erforderlich, größere Generatoren zu bauen und -»5 mehrere Gaserzeuger gleichzeitig zu betreiben, was einen erheblichen Aufwand hinsichtlich der erforderlichen Investitionen und der Bedienung erfordert. Es hat sich ferner ergeben, daß es nicht möglich ist, mit größeren Generatoreinheiten die gleichen guten Be- <» triebsergebnisse, insbesondere hinsichtlich der Laufzeit und der Reinheit des erzeugten Kohlenmonoxyds, zu erzielen, wie es bei kleineren Generatoreinheiten der Fall ist. Der Grund ist darin zu sehen, daß durch die Veränderung der Abmessungen, z. B. des Verhältnisses ">^r> νοΛ Generatordurchmesser zu Generatorquerschnitt, sowie der Leistung zum Generatorquerschnitt und zum Generatorvolumen, die Verteilung von Sauerstoff, Kohlenmonoxyd und Temperatur im Generator nicht mehr stabil und gleichmäßig erhalten werden kann. «'

Voraussetzung für die Erzeugung eines praktisch kohlendioxydfreien Kohlenmonoxydgases ist es, innerhalb des Generators, bezogen auf den Querschnitt, gleichmäßige Geschwindigkeiten der gasförmigen Medien, gleichmäßige Sinkgeschwindigkeiten des Kokses *>■> und gleichmäßige Temperaturen aufrechtzuerhalten. Die Temperaturen innerhalb des Generators dürfen weder zu hoch noch zu niedrig sein, sondern sind abhängig von der gewünschten Gaskonzentration, der Vergasungsgeschwindigkeit, den chemischen und physikalischen Eigenschaften des Kokses sowie den Werkstoffen, aus denen der Generator besteht. Wenn man bei den bisher benutzten Konstruktionen die spezifische Generatorleistung über ein bestimmtes Maß hinaus steigerte, so stieg die Temperatur innerhalb des Generators an. Um einen unzulässig hohen Temperaturanstieg des Außenmaniels des Generators zu vermeiden, wurde dieser stärker gekühlt, so daß in der Nähe des Außenmantels die Temperatur niedriger war als im Kern. Die Folge davon war, daß die Konzentration des Kohlenmonoxyds im erzeugten Gas absank. Außerdem bildeten sich bei dieser Betriebsweise Wirbel im Generator, die zu einer ungleichmäßigen Vergasung, bezogen auf den Generatorquerschnitt, führten. Dadurch sank die Kokssäule innerhalb des Generators ungleichmäßig ab. Die Schwierigkeiten bein. Betrieb wurden innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit so groß, daß der Generator außer Betrieb genommen, gereinigt und erneut angefahren werden mußte.

Diese Schwierigkeiten konnten nur teilweise dadurch behoben werden, daß im mittleren Teil des Vergasers zum Erzielen einer gleichmäßigen Sinkgeschwindigkeit des Brennstoffes und gleichbleibender Gasqualität ein kegelstumpfförmiger Hohlkern angeordnet wurde, wie es die DE-PS 4 44 134 und die AT-PS 1 08 146, sowie die DE-PS 2 30 191 und die FR-PS 6 55 622 vorsehen. Aus den beiden letztgenannten Patentschriften ist es bekannt, den kegelstumpfförmigen Hohlkern zu kühlen.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, eine möglichst gleichmäßige Kühlung des Kerns zu erreichen, so daß beim Bau größerer Generatoreinheiten mit höherer spezifischer Leistung die geschilderten Nachteile nicht auftreten und die gleichen guten Ergebnisse erzielt werden wie bei kleineren Einheiten.

Ausgehend von einem Gaserzeuger der eingangs beschriebenen Art besteht die Erfindung darin, daß der Hohlkern ein konisches Zentralrrbr besitzt, das von einer Ringkammer umgeben ist, die an ihrem oberen Ende zu dem Zentralrohr hin offen ist, wobei die Ringkammer unten an eine Kühlmittelleitung und das Zentralrohr an seinem unteren Ende an eine Abflußleitung angeschlossen sind, wobei die Ringkammer durch Rippen in sich in Längsrichtung erstreckende einzelne Kammern unterteilt ist, von denen jede einen eigenen Anschluß zur Kühlmittelleitung hat.

Auf diese Weise wird eine äußerst gleichmäßige Kühlung erzielt. Die Zufuhr des Kühlwassers kann von einer gemeinsamen Ringleitung aus erfolgen. Durch Steuerung der Menge des Kühlwassers, das in Abhängigkeit von Jer Temperatur in der Abflußleitung zugeführt wird, ist es möglich, die Temperatur des kegelstumpfförmigen Hohlkernes konstant zu halten.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Stutzen zur Aufgabe des Kokses in bekannter Weise am Kopf des Generators zentral anzuordnen, während vorzugsweise mehrere Stochlöcher um den zentralen Stutzen so gruppiert sind, daß alle Abschnitte des Innenraumes des Generators zu erreichen sind. Die zentrale Anordnung der Koksaufgabe hat den Vorteil, daB sich der Koks nach allen Seiten abböscht, wodurch eine gleichmäßige Schüttung für den gesamten kreisringförmigen Generatorschacht erreicht wird. Wenn man den Koks während des Betriebes so nachfüllt, daß der Generator mindestens bis zum Aufgabestutzen gefüllt ist, wird ein einseitiges Durchbrennen mit Sicherheit vermieden. Das erzeugte Gas durchströmt auf dem Weg durch den

Generatorschacht kreisringförmige Zonen gleicher Temperatur und gleichen Strömungswiderstandes und tritt direkt aus dem heißen Koks in den Gasabzug. Dadurch wird eine Gasverschlechterung durch Umwandlung eines Teiles des technisch reinen Kohlenmonoxyds in Kohlendioxyd vermieden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

Fig. 1 ein^n senkrechten Schnitt durch einen Generator,

F i g. 2 eine Draufsicht und

F ϊ g. 3 einen waagerechten Schnitt durch den Generator in der Ebene der Mannlöcher.

Der Generator bestehi aus einem konischen Mantel I und dem Kopf 2. Im Boden befinden sich öffnungen 3 zum Einsetzen von Düsen zur Zufuhr des Sauerstoffs, die vorzugsweise auf einem Kreisbogen, gleichmäßig über den Querschnitt des Bodens verteilt, angeordnet werden. Kurz oberhalb des Generatorbodens sind zwei Mannlöcher 4 vorgesehen, um den Generator nach dem Stillsetzen ausräumen zu können. Der Kopf des Generators enthält einen zentralen Stutr-sn 5 zur Aufgabe des Kokses sowie drei Stochlöcher 6, die auf einem Kreisring um die zentrale Koksaufgabe gruppiert sind. Ferner ist der Kopf mit einem Stutzen 7 zum Abzug des Kohlenmonoxyds versehen.

Der Gaserzeuger enthält ferner einen Hohlkern, der zentral angeordnet ist und sich vom Boden bis in die Nähe des oberen Endes des Generators erstreckt. Dieser Hohlkern besteht aus einem konischen Zentralrohr 8, das von einer Ringkammer 9 umgeben ist. An ihrem oberen Ende ist die Ringkammer zu dem von ihr umschlossenen Zentralrohr 8 hin offen, während sie gegenüber dem Innenraum des Generators abgedichtet und am oberen Ende durch eine Haube to verschlossen ist Die Ringkammer ist durch Rippen 14 in sich in

in Längsrichtung erstreckende einzelne Kammern Il unterteilt; die Rippen sind zweckmäQigerweise so angeordnet, daß noch eine Verbindung zwischen den einzelnen Kammern besteht, beispielsweise in der Weise, daß sie nicht von Wand zu Wand reichen.

r» Unterhalb des Bodens berindet sich eine Ringleitung 12, über die jede Kammer 11 einen eigenen Anschluß an die Leitung zur Zufuhr eines Kühlmittels hat. Der mittlere durch das konische Zentralrohr 8 gebildete Raum 13 ist an eine Abflußleitung 15 angeschlossen.

Das Kühlmittel, das über die R'rgleitung 12 in die einzelnen Kammern eintritt, durcniäuft demnach die Ringkammer von unten nach oben und tritt am oberen Ende des Hohlkernes in das konische Zentralrohr ein, das es von oben nach unten durchströmt. Auf diese

r, Weise wird in der Ringkammer eine höhere Wassergeschwindigkeit und damit ein besserer Wärmeübergang erreicht·

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gaserzeuger zur Herstellung eines weitgehend kohlendioxydfreien Kohlenmonoxydgases durch Vergasung von Koks mit Sauerstoff, mit einem senkrechten, gekühlten Vergaserschacht mit kegelstumpfförmigem Längsschnitt, dessen Kopf mit einem Aufgabestutzen für den Koks, einem Gasabzug und Stochlöchern versehen ist, während im Boden die Düsen zur Einführung des Sauerstoffes ι» angeordnet sind, wobei der mittlere Teil des Gaserzeugers einen kegelstumpfförmigen, durch ein Kühlmittel gekühlten Hohlkern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkern ein konisches Zentralrohr (8) besitzt, das von einer ^ Ringkammer (9) umgeben ist, die an ihrem oberen Ende zu dem Zentralrohr hin offen ist, wobei die Ringkammer (9) unten an eine Kühlmittelleitung und das Zentralrohr an seinem unteren Ende an eine Abflußlekung (15) angeschlossen sind, wobei die a> Ringkammer (3) durch Rippen (54) in sich in Längsrichtung erstreckende einzelne Kammern (11) unterteilt ist, von denen jede einen eigenen Anschluß zur Kühlmittelleitung (12) hat.