DE263734C

DE263734C -

Info

Publication number: DE263734C
Application number: DENDAT263734D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

.-M 263734-KLASSE 24 e. GRUPPE

FRIEDRICH C.W.TIMM in HAMBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Februar 1912 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung von kleinstückigen bis mehligen Brennstoffen mit größerem Gehalte an flüchtigen Bestandteilen, die bekanntlich bei Vergasung in den üblichen Gaserzeugern mancherlei Schwierigkeiten bereiten. Als solche Stoffe kommen z. B. in Betracht: Feinkohle, Staubkohle, Klärschlamm, Sägespäne, Torfgrus u. dgl.
Das Verfahren bezweckt, die Vergasung der

ίο Brennstoffe in der Art auszuführen, daß die flüchtigen Bestandteile auf einfache Weise in verhältnismäßig großer Konzentration erhalten werden. Es soll unter anderem einerseits ein an wertvollen Nebenprodukten reiches und andererseits ein teerarmes Gas ohne Nebenprodukte gewonnen werden.

Das Verfahren besteht darin, daß die Brennstoffe in einem geeigneten Behälter durch von oben nach unten hindurchgehende, zweckmäßig vorgewärmte Luft im diskontinuierlichen Betriebe vergast bzw. entgast werden, wobei man die nacheinander entstehenden Gase getrennt ableitet. Vergasung und Entgasung beginnen an der entzündeten Oberfläche und pflanzen sich nach unten hin fort. Ihr verschieden schneller Verlauf wird aber dazu benutzt, um ein an flüchtigen Bestandteilen reiches Gas von einem daran armen abzutrennen, indem man nämlich die zuerst bis zu einem gewissen Zeitpunkte an flüchtigen Bestandteilen reichen Gase gesondert von den danach entweichenden, praktisch davon freien Gase ableitet. Die Gase des ersten Abschnittes lassen sich vorteilhaft auf Ammoniak und sonstige Nebenprodukte verarbeiten, wobei man nach Erfordernis auch bei deren Ableitung in zeitlicher Aufeinanderfolge eine Unterteilung vornehmen kann.

Die Möglichkeit, auf die beschriebene einfache Weise eine scharfe Trennung der Gase zu erzielen, beruht auf verschiedenen, für das Verfahren wesentlichen Tatsachen.

Zunächst bewirkt die von oben nach unten fortschreitende Reaktion, daß aller unter der Vergasungszone liegende Brennstoff in Ruhe verbleibt. Es können sich keine Kanäle in der Beschickung ausbilden, durch die das Gas schneller als durch die dichter liegenden Stellen entweicht. Deshalb rückt das Feuer auf allen Teilen desselben Querschnittes gleichmäßig vor. Dieses wird weiter unterstützt durch eine geringe Abmessung der einzelnen Brennstoffstücke, die deswegen schnell in einer niedrigen Zone entgasen oder vergasen.

Die verschieden schnelle Vorwärtsbewegung der Ent- und der Vergasungszone erklärt sich aber dann weiter durch die unterschiedliche Wärmekapazität des bei der Vergasung gebildeten Gases zu derjenigen des dafür vergasten Brennstoffes. Wenn nämlich beispielsweise aus ι kg Brennstoff 3,5 cbm Gas entstehen, und dafür im Mittel der hier auftretenden Temperaturen die Wärmekapazität eines Kubikmeters mit 0,32 WE. für 1 ° gesetzt wird, so ergibt dieses einen Wert von 3,5 · 0,32 = 1,12 WE. für i°. Die spez. Wärme des Brennstoffes ist dagegen

unter den gleichen Umständen 0,22, so daß die Gase genügen, um das rund Fünffache derjenigen Brennstoffmenge, woraus sie entstanden sind, auf die Reaktionstemperatur zu erhitzen. Hierbei ist nicht die durch Austreibung von Wasser und -flüchtigen Bestandteilen gebundene Wärmemenge berücksichtigt; diese verändert die Tatsache selbst aber nur nebensächlich.

Bei einem bestimmten Brennstoff ist man deshalb beispielsweise imstande, fast die gesamten gasförmigen Entgasungsprodukte einer Behälterfüllung von 2000 kg in derjenigen Gasmenge anzusammeln, die bei der Vergasung der ersten 400 kg entsteht. Nachdem diese 400 kg vergast sind, entweichen so gut wie keine Entgasungsprodukte mehr, denn der Brennstoff (Koksrückstand und Asche) ist bis auf den Rost herunter vielleicht 1300 ° heiß und liefert bei weiterer Vergasung nur permanentes Gas (Kohlenoxyd).

Es ist aber fernerhin noch möglich, das während des Entgasungsabschnittes erhaltene Gas weiter dadurch zu verbessern und seine Verwertung nutzbringender zu gestalten, daß man auch davon den zuerst entstandenen Teil getrenntvvon dem späteren ableitet. Die Gase kondensieren nämlich in den kälteren Schichten den aus den darüber liegenden, abgetriebenen Teer mit sonstigen kondensierbaren Bestandteilen. Eine solche Kondensation erfolgt um so vollständiger, als das Kondensat durch Eigengewicht und Gasdruck nur in kältere Schichten gelangen kann, also nicht wieder zersetzt wird. In dem Maße, wie die Hitze vorrückt, wird das einmal niedergeschlagene Kondensat wieder verdampft, wieder in kälteren, tieferen Schichten kondensiert und so fort, bis der Teer an der Unterseite der Beschickung anlangt und endgültig durch den Rost hindurch austritt. Die kleinstückige Beschickung hält dabei mit ihrer großen Oberfläche den Teer in den jeweiligen Kondensationszonen wie ein Filter fest, so daß er von den Gasen während einer sehr langen Zeit nicht einmal mechanisch mitgerissen wird.

Man kann also zuerst Vergasungsprodukte mit nicht kondensierbaren Produkten der Entgasung erhalten, d. h. ein verhältnismäßig hochwertiges und dabei teerarmes Gas. Und selbst dieses Gas läßt sich manchmal noch vorteilhaft in zwei getrennten, aufeinanderfolgenden Abschnitten ableiten, wenn man z. B. die Gewinnung von Ammoniak anstrebt. Das zuerst entstandene Gas enthält nämlich nur wenig Ammoniak, weil dieses in den feuchten und kalten unteren Schichten absorbiert wurde, so daß sich eine Verarbeitung darauf nicht lohnt.

Ein Sonderfall ist noch der, daß man die Vergasung nach vollendeter Entgasung des Brennstoffes überhaupt unterbricht, also den restlichen Koks nicht mehr .vergast. Man kann dann durch Entfernung der oben liegenden Asche den übrigen Inhalt des Behälters als billig hergestellten Koks erhalten und anderweitig verwenden.

In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignete Vorrichtung beispielsweise dargestellt.

Der Behälter A dient zur Aufnahme des zu vergasenden Brennstoffes. Dieser Behälter ruht lösbar und gasdicht auf einem feststehenden Unterteil B; nach oben kann er durch eine Kappe C mit Wasser Verschluß K abgedeckt werden. Die Luft tritt durch Stutzen D ein, während die gebildeten Gase durch Stutzen E in das Rohrnetz abziehen. In dem Unterteil sind ferner noch angeordnet: eine gelochte, durch Bögen abgestutzte Schamotteplatte F als Rost, ein Trichter G mit Stützen H zur Verhinderung der Wiederverdampfung von Teer, eine zweckmäßig mit Wasseryerschluß versehene Abflußöffnung / für Wasser und Teer und zwei Reinigungsöffnungen M und N, die gewohnlich verschlossen sind. Der Behälter A trägt Zapfen L, an denen er vermittels eines geeigneten Wagengestells vom Unterbau fortgefahren und gekippt werden kann.

Dieser Gaserzeuger wird bei abgehobenem Deckel zunächst mit den Brennstoffen beschickt, wobei man zweckmäßig vorher eine Schutzschicht auf den Rost bringt. Darauf entzündet man die Oberfläche und läßt Luft bei aufgesetztem Deckel hindurchgehen, sei es durch Einblasen von Luft oder durch Absaugen von Gas. Die Gase werden dann je nach beabsichtigter Verwendung verschiedenen Leitungen, die an den Stutzen E angeschlossen werden, zugeführt. Durch Erfahrung weiß man für einen bestimmten Brennstoff die Zeiten, während welcher die betreffenden Gassorten geliefert werden und braucht dadurch deren Beschaffenheit nicht fortlaufend durch Analysen zu ermitteln.

Der Trichter G schützt den einmal abgeschiedenen Teer vor der Wiederverdampfung. Um auch den im Roste sich aufsaugenden Teer daran zu hindern, kann man statt einer feuerfesten, gelochten Platte zweckmäßig wassergekühlte Röhren verwenden.

Es ist ferner möglich, das beschriebene Verfahren in ortsfesten, gleichzeitig mit dem Unterbau kippbaren Behältern oder in solchen Vorrichtungen auszuführen, wie sie zum sinternden Verblasen von Feinerzen mit umgekehrter Zugrichtung dienen.

Man hat bereits früher die Vergasung von Brennstoffen in der Art auszuführen vorgeschlagen, daß die flüchtigen Bestandteile zusammen mit einem Teile der Vergasungsprodukte getrennt vom übrigen Teile der letz-

teren abgeleitet wurden. Es handelte sich dabei aber um einen kontinuierlichen Betrieb, wobei die Entnahme der verschiedenen Gase gleichzeitig und in örtlicher Trennung erfolgt, gegenüber einem diskontinuierlichen Betriebe mit örtlich derselben, aber zeitlich getrennter Entnahme der verschiedenartig zusammengesetzten Gase bei dem vorliegenden Verfahren.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zum Vergasen kleinstückiger oder feiner, flüchtige Bestandteile enthaltender Brennstoffe im diskontinuierliehen Betriebe mittels von oben nach unten durch die oben entzündete Beschickung hindurchgehender Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Entgasung erhaltenen Gase im ganzen oder außerdem noch unter sich zeitlich gesondert von den nachher bei Vergasung des entgasten Rückstandes erhaltenen Gasen abgeleitet werden.
2. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergasung nach Entgasung der Beschickung unterbrochen und der verbleibende Rückstand als Koks gewonnen wird.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rost und Sammelraum für Teer unterhalb der Austrittstelle der Gase eine Abdeckung angeordnet ist, zu dem Zwecke, den Teer vor einer Wiederverdampfung zu schützen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.