DE217509C

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Publication number: DE217509C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 217509 ·- KLASSE 24 e. GRUPPE

LUDWIG WESSELSKY in LEIPZIG-PLAGWITZ.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Februar 1908 ab.

Backende Brennstoffe können ohne besondere Einrichtungen in Generatoren nicht vergast werden, weil die Beschickung zu einem ^; luftundurchlässigen, schwer nachrutschenden Klumpen zusammenbackt.

Um diesem Übelstande entgegen zu wirken, hat es sich als zweckmäßig ' erwiesen, den Brennstoff auf einem dem Koksvergasungsschacht vorgeschalteten Verkokungsrost bzw.

ίο Schwelbett, im erstereh Fall unter Luftzuführung Und teilweiser Verbrennung, im zweiten Fall durch Erhitzung ohne Luftzufuhr und Verbrennung zu verkoken und ihm dadurch die Möglichkeit weiteren Zusammenbackens zu nehmen.

Dabei hat sich nun ergeben, daß bei feststehender Anordnung der Verkokungsroste öder des Schwelbettes eine dauernde Bedienung und Nachhilfe an dem Gaserzeuger erforderlich ist, weil der backende Brennstoff selbst über zum Zweck der selbsttätigen Nachbeschickung schräg oder steil gestellte Verkokungsroste und Schwelbetten nicht regelmäßig nachrutscht, und weil andererseits der Koks in großen Klumpen, also in einer für den Verkokungsschacht ganz ungeeigneten Form entfällt, und daß hierin auch nur wenig durch bewegliche Anordnung der bezüglichen Ein-

: richtungen geändert wird, bei welchen wohl das'Nachrutschen besser erfolgt, jedoch der Koks in gleich ungeeigneter Form wie oben, bei zu schneller Bewegung sogar vermischt mit unverkokten Teilen und Grus entfällt.

Es ist leicht ersichtlich, daß hiernach die bekannten Einrichtungen den zu stellenden Anforderungen hinsichtlich eines glatten, einer dauernden Beaufsichtigung. und Bedienung nicht erfordernden Betriebes nicht entsprechen körinen.

Nach, der vorliegenden Erfindung ist es nun als notwendig erkannt worden, zur Vermeidung oben genannter Übelstände an Gaserzeu- · gern der oben gekennzeichneten Art die vorbereitende Verkokung des Brennstoffes bei einem Minimum von Bedienung so durchzuführen, daß der Koks in Stücken von gleich- ,. mäßiger Form von vorher genau bestimmter, den jeweiligen Generatordimensionen angepaßter Größe erhalten wird.

Hiernach besteht das Verfahren nach vorliegender Erfindung darin, die vorbereitende Verkokung des für den Koksvergasungs_r schacht bestimmten Brennstoffes in dem Koksvergasungsschacht vorgeschalteten Formen oder Zellen, getrennt von der übrigen Brennstoffmasse, durchzuführen, deren Form und Größe genau der gewünschten Form und.Größe : der zu erhaltenden Koksformlinge entspricht, welche ihrerseits den jeweiligen Generatordimensionen angepaßt sind, während die dem Brennstoff zu seiner Verkokung zuzuführende Wärme entweder 'durch teilweise Verbrennung

des Zelleninhaltes unter Luftzufuhr durch die durchbrochenen Zellenwände hindurch oder durch äußere Erhitzung bei . luftundurchlässigen Zellenwänden aufgebracht wird. So werden beispielsweise die Verkokungszellen für Gaserzeuger mittlerer Größe in Form und Größe den bekannten kleinen Industriebriketts entsprechend gewählt, welchen ähnlich dann auch der Koks entfällt.

ίο Den weiteren Inhalt der Erfindung bilden die nachstehend beispielsweise beschriebenen Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, welche in den. Fig. ι bis 5 der Zeichnung dargestellt sind.

Die Verkokungszellen werden zweckmäßig auf einem Verkokungsrost oder Sohwelbett durch Rippen 1 gebildet, welche die Fläche 2 jener auf die Höhe der Brennstoffauflage überragen, so zwar, daß die Rippen 1 die Zellenwände, die Rost- oder Schwelbettfläche den Zellenboden 2 bilden, während die Zellen oben offen sind, wie in Fig. 1 in einem senkrechten Schnitt, in Fig. 2 im zugehörigen Grundriß und in Fig. 3 in einem senkrechten, zum Schnitt Fig. ι rechtwinklig geführten Schnitt dargestellt ist.

In Verbindung mit Rosten werden nun die Rippen ebenfalls luftdurchlässig, in Verbindung mit Schwelplatten dagegen massiv ausgeführt. Die Zellen können entweder durch Vertiefungen in der Oberfläche entsprechend mit Luftlöchern oder Luftschlitzen versehener Platten, wie im unteren Teil von Fig. 2 dargestellt, oder aus einzelnen wellenförmigen Stäben 3, unter Zwischenschaltung entsprechender Übergangsstücke 4, wie im oberen Teil der Fig. 2 dargestellt, gebildet sein. Ein derartig ausgebildeter Rost oder an seiner . Stelle ein in gleicher Weise nur unter Weglassung, der Luftschlitze gestaltetes Schwel-■ bett wird nun oberhalb des Vergasungsschachtes eines Gaserzeugers anstatt der bisher bekannt gewordenen ,Verkokungsroste angeordnet, er empfängt in bekannter Weise den frischen Brennstoff und entleert die auf ihm gebildeten Koksformlinge in den darunter liegenden Vergasungsschacht. Der größte Unterschied in der Wirkung zwischen den bisher gebräuchlichen Verkokungsrosten und Schwelbetten gegenüber den Verkokungszellenrosten nach vorliegender Erfindung besteht nun darin, daß jene ein ganz regellos gestaltetes, von vielen Zufälligkeiten abhängiges und daher wenig oder ungeeignetes Produkt, diese aber gleichmäßige Koksformlinge von genau voraus bestimmbaren Formen liefern, und so erst die glatte Vergasung backender Brennstoffe selbst in' kleinsten Verhältnissen,

■■' wie beispielsweise beim Kraftgasbetrieb, bei geringer Bedienung ermöglichen.

Die von der Verkokung herrührenden Abgase werden in bekannter Weise durch die Glut des Koksvergasungsschachtes geführt zum Zweck ihrer Reduktion.

Fig. 4 zeigt eine beispielsweise Ausführung des Zellenrostes als Planrost. Derselbe kann durch die Feuertür 5 periodisch von Hand oder fortlaufend durch eine mechanische Beschickungseinrichtung bekannter Art beschickt werden.

Nach jeweiliger Beendigung der Verkokung • wird,der Zelleninhalt durch Kippen in den angeschlossenen Generatorschacht 6 entleert. Die Wiederentzündung der neuen Charge kann zweckmäßig an einem Glutrost erfolgen, weleher auf einem , feststehenden, anschließenden Hilfsrost unterhalten wird.

Die Feuerluft wird dem Verkokungsrost am einfachsten durch die hohlen Drehzapfen zugeführt. Die bei der Verkokung entstehenden Schwelgase werden ■— nötigenfalls unter Zuführung von Oberluft — durch Öffnung 7 vollständig verbrannt und entweder, direkt nach unten in die obere Brennzone oder — um eine günstigere Zugrichtung für das Feuer des Verkokungsrostes . zu erhalten — durch einen Kanal 8 der oberen oder unteren Brennzone des angeschlossenen Vergasungsschachtes 6 zugeführt, wobei dann ein Absperrorgan 9 den Schacht abschließt und nur zum jedesmaligen Beschicken öffnet.

Noch wesentlich günstiger liegen die Verhältnisse, wenn die Verkokung auf einem Wanderzellenrost, ähnlich Fig. 5, durchgeführt wird. Der in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, auf seiner Brennfläche in Zellen geteilte Wanderrost 10 nimmt den Brennstoff aus einem Schüttrumpf 11 auf und schüttet die entstandenen Koksformlinge selbsttätig in den Generatorschacht 6 aus.

Die Bewegung solcher Wanderzellenroste kann in beliebiger Weise erfolgen, beispielsweise durch einen schwingenden Hebel 12 mit angelenkter Sperrklinke 13, welche in ein auf der .Trommelachse sitzendes Sperrad 14 eingreift. Die schwingende Bewegung kann dem Hebel 12 einerseits durch ein Seil 15, welches an einer Kurbel 16 angreift, andererseits durch das Gegengewicht 17 erteilt werden. Durch Verschiebung und verschiedenartige Einstellung des Seilschuhes 18 auf dem Hebel 12 kann die Vorschubgeschwindigkeit des Rostes geregelt werden.

Bei Generatoren mit stark wechselnder Belastung müßte die Vorschubgeschwindigkeit des Rostes jeweilen entsprechend den Belastungsschwankungen geändert bzw. neu eingestellt werden, oder es würde andererseits bei Unterlassung dieses Einstellens, bei verminderter Beanspruchung des Gaserzeugers zu einer Überfüllung des Vergasungsschachtes mit Brennstoff kommen, womit eine uner-

wünschte Erhöhung des Durchtrittswiderstandes für die Luft, Störung im Vergasungsprozeß, eine bedeutende Erhitzung des Zellenrostes u. a. m. verbunden sein könnte. Um diesen Ü beiständen zu begegnen, kann man die Entleerung des Verkokungszellenrostes statt direkt in den Vergasungsschacht in einen unten offenen Zwischenbehälter erfolgen lassen, wie bei 19 (Fig, 5) angedeutet.

Die Unterkante dieses Zwischenbehälters begrenzt dann in bekannter Weise die Höhe der Brennstoffsäule im Vergasungsschacht, während die jeweiligen Unterschiede zwischen Erzeugung und Verbrauch an verkoktem Brennstoff aus dem Zellenrost durch den Zwischenbehälter ausgeglichen werden.

Bei kleineren Gaserzeugern stößt die Anordnung des vorbeschriebenen Zwischenbehälters auf räumliche Schwierigkeiten, alsdann kann die Schrittgeschwindigkeit des Wanderrostes iö durch die nachstehend beschriebene Einrichtung selbsttätig der jeweiligen Inanspruchnahme des Gaserzeugers entsprechend geregelt werden.

Hierzu kann beispielsweise eine Membran 21 Verwendung finden, welche derart über ein mit der Gasableitung verbundenes Gefäß gespannt ist, daß unter der Membran der jeweilige, von der Größe der jeweiligen Gasproduktion abhängige, in der Gasleitung 20 herrschende Druck wirksam ist, während die Oberseite der Membran dem jeweiligen allgemeinen Luftdruck ausgesetzt ist. Die Membran 21 steht ferner unter der Einwirkung einer Feder oder eines Gewichtes, welches entgegengesetzt auf die Membran wirkt als wie der Gasdruck. Im Falle der Verbindung des Gaserzeugers mit einem Sauggasmotor kommen zu den. vorerwähnten Druckverhältnissen noch die pulsierenden Druckschwankungen infolge der Saugwirkung des Motors.

Diese Druckschwankungen erteilen der Membran eine schwingende .Bewegung zwischen den beiden äußersten Gleichgewichtslagen, welche bei genügender Querschnittsfläche der Membran ausreichend sein würde, zur Erzeugung der schwingenden Bewegung des Schalthebels 12 (Fig. 5), zu welchem Zweck Hebel 12 und Membran 21 miteinander zu kuppeln wären.

Hingegen wird bei solchen Anwendungen des Gaserzeugers, wo keine pulsierenden Druckschwankungen in der Gasleitung, auftreten, wie beim Betrieb von Sauggasmotoren, die Bewegung der Membran 21 statt unmittelbar nur mittelbar zur Bewegung des Rostes nutzbar gemacht, indem beispielsweise die Bewegungen der Membran 21 durch Vermittlung eines Winkellhebels 22 zur Verschiebung des Angriffspunktes 18 des Zugseiles 15 auf dem Hebel 12 und somit zur Regelung; des Rostvorschubes dienen, da letzterer, wie schon oben gezeigt, von der Lage des Angriffspunktes 18 des Seiles 15 auf den Hebel 12 abhängig ist.

Vermindert sich z. B. der Gasdruck in der Leitung 20 infolge einer geringeren Inanspruchnahme des Gaserzeugers, so senkt sich bei der dargestellten Schaltung die Membran 21 entgegen der Wirkung eines Gewichtes oder einer Feder und bewegt vermittels einer angelenkten Kuppelstange den Arm 22 eines Winkelhebels gegen das freistehende Ende des Schalthebels 12 zu. Mit dem Arm 22.des Winkelhebels ist aber der den Angriffspunkt des Seiles 15 auf dem Hebel 12 bildende Seilschuh -75 18 verbunden, welcher somit ebenfalls nach dem freien Ende des Hebels 12 zu verschoben wird. Damit ist aber, wie leicht ersichtlich, auch eine Verminderung der Schwingungsbewegung des Hebels 12 bei unverändertem Hub des Seiles 15 verbunden, welche eine verminderte Weiterschaltung der Rosttrommel und eine Verminderung der Koksproduktion zur Folge hat.

In allen Fällen entsprechen jedoch die bei der angegebenen Schaltung durch die Druckschwankungen der Membran erteilten Bewegungen hinsichtlich Kraft und Größe des Ausschlages den jeweiligen Schwankungen im Gasverbrauch, und die Membran beeinflußt sowohl bei unmittelbarer als auch mittelbarer Beeinflussung des Antriebsmechanismus des Drehrostes seine Bewegung im Verhältnis der jeweilig' verlangten Leistung. Eine mit letzterer nicht in Einklang stehende Drehgeschwindigkeit des Rostes hat aber nicht nur ein unerwünschtes Anwachsen oder Abnehmen der .Brennstoffsäule im Vergasungsschacht, sondern auch eine wechselnde Beschaffenheit des Kokses und damit des Gases zur Folge.

Bei verminderter Beanspruchung des Gaserzeugers vermindert sich auch die durch den Zellenrost tretende Luftmenge und damit auch die Brenngeschwindigkeit. Bleibt dann aber die Schüttgeschwindigkeit des Zellenrostes unverändert, wie für die vorherige größere Leistung des Gaserzeugers, bestehen, so findet offenbar eine weniger weitgehende Verkokung statt, und es könnte der Fall sein, daß der Brennstoff ungenügend vorbereitet in den Vergasungsschacht gelangt und dort sogar noch zusammenbackt.

Dieser Übelstand wird durch die Beeinflussung des Vorschubes des Zellenrostes, entsprechend dem jeweiligen Beanspruchungsgrad des Gaserzeugers, wie vorbeschrieben, ebenfalls behoben.

Anstatt der Bewegung der Membran, wie beschrieben, könnte die Bewegung der Wassersäule in einer siphonartigen Vorrichtung, welche auf einer Seite mit der Außenluft, auf der anderen Seite mit.der Leitung in Verbin-

dung steht, deren Druckschwankung«! übertragen werden sollen, in gleicher Weise nutzbar gemacht werden, oder die Bewegungen

. . eines auf dem Spiegel der Flüssigkeitssäule des Siphons ruhenden Schwimmers, oder endlich die Bewegungen einer beweglichen Tauchglocke, deren Hohlraum mit dem Raum des veränderlichen Druckes in Verbindung steht. Im übrigen können die' Gaserzeuger der beschriebenen Art als Druck- oder Sauggaserzeuger betrieben werden, zweckmäßig unter Zuführung eines Luftdampfgemisches in die Brennzone des Vergasungsschadhtes.

Die Füllrümpfe der Wanderroste können mit allen an solchen bekannten Einrichtungen, z. B. Brechwalzen usw., versehen werden.

Die Rippen, welche die Verkokungszellen seitlich begrenzen, erhalten im Falle ihrer rostartigen Ausführung zweckmäßig am Fuß größere Lüftspalten als an der Spitze, um dem nach der Spitze hin abnehmenden Durchtrittswiderstand, entsprechend der. Abnahme der Schichthöhe, Rechnung zu tragen und die

. Luftzuführung möglichst gleichmäßig zu gestalten.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von Generatorgas aus backenden Brennstoffen, insbesondere zur Erzeugung eines teerfreien Kraftgases aus backender Steinkohle, in Gaserzeugern, bei welchen der Brennstoff vor Eintritt in den Vergasungsschacht verkokt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in besonderen Zellen oder Formen (1,2) verkokt wird.

2. Einrichtung zur Ausübung des Ver-. fahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung oben offener Verkokungszellen auf feststehenden oder beweglichen Verkokungsrosten oder Schwelbetten, die in bekannter Weise dem Vergasungsschacht vorgeschaltet sind, wobei diese den Boden der Zellen bilden, während die Zellenwände durch massive oder rostartig durchbrochene Rippen gebildet werden, welche die Fläche des Rostes oder Schwelbettes in der Höhe der Brennstoffauflage überragen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2-, gekennzeichnet durch die Anordnung der Verkokungszellen auf einem kippbaren Planrost, dem die Verbrennungsluft in bekannter Weise durch die hohlen Drehzapfen zugeführt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anordnung der Verkokungszellen auf einem Wanderrost, dem die Verbrennungsluft in bekannter Weise durch die hohlen Drehzapfen zügeführt wird.

. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittgeschwindigkeit des Wanderrostes von dem jeAveiligen Beanspruchungsgrade des Generators abhängig gemacht wird, indem die Bewegungen einer unter dem Einfluß der Druckschwankungen in der Gasleitung ^; stehenden Membran, einer beweglichen Tauchglocke, einer Wassersäule oder eines von letzterer getragenen Schwimmers oder sonstigen Hilfsgliedes entweder unmittelbar zur Bewegung des Vorschubmechanismus oder mittelbar durch Beeinflussung der den Vorschubmechanismus beeinflussenden Kraftquelle in bezug auf die Vorschubg'eschwmdigkeit nutzbar gemacht werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Einschaltung eines oben und unten offenen Zwischenbehälters zwischen Verkokungseinrichtung und Vergasungsschacht, der die Koksformlinge ··. aufnimmt, deren Entleerung in den Vergasungsschacht aber .mit seiner unteren Rutschkante begrenzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.