DE3042200A1

DE3042200A1 - Vorrichtung zur gewinnung von grossen mengen an brennbarem gas aus kohlenstoffhaltigen materialien

Info

Publication number: DE3042200A1
Application number: DE19803042200
Authority: DE
Inventors: Friedr. Wilh. 5060 Bergisch Gladbach Guttmann; Horst Dipl.-Ing. 5000 Köln Weigel
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1980-11-08
Filing date: 1980-11-08
Publication date: 1982-06-16
Also published as: CA1174853A; BR8107211A

Description

Vorrichtung zur Gewinnung von großen Mengen an
brennbarem Gas aus kohlenstoffhaltigen Materialien Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Gewinnung von großen Mengen an brennbarem Gas aus kohlenstoffhaltigen Materialien, insbesondere aus stückigem Holz oder Holzabfällen durch Vergasung dieser Materialien unter Luftzufuhr und partieller Verbrennung, bestehend aus einem nach außen hin gasdicht abgeschlossenen Schacht, der im oberen Bereich an eine Materialbeschickungseinrichtung angeschlossen und im unteren Bereich mit einem Aschenaustrag versehen ist, und an den Düsen für die Luftzufuhr und Leitungen für den Gasabzug angeschlossen sind.
Die bisher bekannten Holzgaserzeuger oder Generatoren obiger Bauart sind im Querschnitt kreisförmig ausgebildet.
Die für die Vergasung notwendige Luft wird durch Düsen vom Umfang her zugeführt. Hierbei kommt es zu einer partiellen Verbrennung des Holzes, wobei sich der Sauerstoff der Luft mit dem Kohlenstoff aus dem Zellstoff des Holzes verbindet. Das hierbei entstehende Gasgemisch besteht im wesentlichen aus den brennbaren Bestandteilen wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2), Stickstoff (N2), Kohlenwasserstoff (CH4) sowie Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf (H20) als unbrennbare Bestandteile. Bei entsprechender Gleichstromführung von reagierendem Gut mit dem primären Gas kommt es in der heißen Zone zu einer teilweisen Spaltung von C02 und H20 unter Wärmeverbrauch zu CO und H2, wobei sich frei werdender Sauerstoff am restlichen Kohlenstoff des Gutes bindet. Auch wird hierbei durch Zufuhr von Sekundärluft durch die Asche unverbranntes Material in der Asche zu Gas umgesetzt, soweit die Guttemperatur in dieser Zone ausreicht.
Diese bekannten, im Querschnitt kreisförmig ausgebildeten Holzgaserzeuger bzw. Generatoren erlauben nur einen verhältnismäßig kleinen Durchsatz, weil die Eindringtiefe der Vergasungsluft begrenzt ist. Bei Vergrößerung des Kreisquerschnittes wird ein Teil der Querschnittsflächen von der Luft kaum oder gar nicht erreicht, und die in diesem Querschnittsteil befindliche Beschickung schlecht oder gar nicht zu Gas umgesetzt.
Die AuEgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung zur Gewinnung von brennbarem Gas aus kohlenstoffhaltigen, insbesondere zellstoffhaltigen Materialien zu schaffen, die in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise eine ganz wesentliche Erhöhung der Durchsatzleistung und Verbesserung des Wirkungsgrades ermöglicht. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schacht mit rechteckiger Ausführung und mit in den Schachtlängswandungen in zumindest einer Ebene gleichmäßig verteilt angeordneten Luftdüsen sowie mit im zentralen Bereich gleichmäßig verteilt angeordneten Luftzuführungslanzen. Während, wie erwähnt, der bekannte kreisförmige Schacht sich über ein größeres Maß hinaus nicht vergrößern läßt, erlaubt der rechteckige Schachtquerschnitt gemäß der Erfindung durch Vergrößerung in einer Richtung, nämlich in Längsrichtung eine nahezu beliebige Erhöhung des Durchsatzes bei gleichmäßig guter Luftdurchdr ingung.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Schacht durch Trennwände in einzelne Kammern unterteilt. Dies ermöglicht in besonders einfacher Weise eine Veränderung der Durchsatzleistung durch einfaches Hinzuschalten oder Abschalten von Kammern.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen: Fig. 1- einen im Querschnitt rechteckig ausgebildeten Schacht gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie A - B in Fig. 1, Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, besteht die Vorrichtung zur Gewinnung von brennbarem Gas aus kohlenstoffhaltigen Materialien, insbesondere aus stückigem Holz, gemäß der Erfindung aus einem nach außen hin gasdicht abgeschlossenen, im wesentlichen im Querschnitt rechteckig ausgebildeten Schacht 1, der im oberen Bereich an eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Materialbeschickungseinrichtung 2 angeschlossen ist.
Nach unten hin ist der Schacht 1 durch einen trichterförmig ausgebildeten Auslauf 3 und ein endloses Förderaggregat 4 für den Aschenaustrag nach außen hin gasdicht abgeschlossen. Bei dem Förderaggregat 4 kann es sich beispielsweise um ein endloses Kratzband oder um einen Kettenförderer handeln. Mit Abstand oberhalb des Förderaggregates 4 befindet sich ein Aschenrost 5, der den eigentlichen Boden des Schachtes 1 darstellt und vorzugsweise als Schütteirost ausgebildet ist. Der Aschenrost 5 kann hierbei sehr vorteilhaft über geeignete Mitnehmer mit dem Förderaggregat 4 in Wirkverbindung stehen und von diesem mit angetrieben werden. Zwischen dem Förderaggregat 4 und dem Aschenrost 5 sind am trichterförmigen Auslaufteil 3 Düsen 6 für die Zufuhr von sekundärer Vergasungsluft angeordnet.
Mit Abstand oberhalb des Aschenrostes 5 sind zu beiden Seiten in den Schachtwandungen Gasabzugsstutzen 7 vorgesehen, an die Rohrstutzen 8 angeschlossen sind, welche in eine Gassammelleitung 9 münden.
Für die Zufuhr der primären Vergasungsluft sind gemäß der Erfindung in den beiden Schachtlängswandungen gleichmäßig verteilt Luftdüsen 10 und im zentralen Bereich Luftzuführungslanzen 11 vorgesehen. Die Luftdüsen 10 sind hierbei, wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, in der Schachtwandung in zwei Reihen angeordnet, während die Luftzuführungslanzen 11 von oben durch einen nach außen hin gasdicht abgeschlossenen Stutzen 12 in den zentralen Bereich des Schachtes 1 mit gleichem Abstand voneinander eingeführt sind. Der Schacht kann aufgrund seiner rechteckigen Form - bei Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden hohen Wirkungsgrades - für ganz erheblich größere Durchsatzleistungen ausgelegt werden als dies bei den bisher bekannten Holzvergasern der Fall ist. Die Beschickung des Schachtes mit kohlenstoffhaltigen Materialien, insbesondere mit stückigem Holz, erfolgt kontinuierlich oder diskontinuierlich in Pfeilrichtung 13 von oben unter Luftabschluß. Diese Materialien bewegen sich unter dem Eigengewicht langsam von oben nach unten und gelangen dabei in die Vergasungszone, in der nach Initialzündung und Luftzuführung über die Düsen 10 und Lanzen 11 eine partielle Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Materialien erfolgt. Das hierbei entstehende Gasgemisch wird im Gleichstrom mit den reagierenden Materialien nach unten geführt, und von dort aus dem Schacht in Pfeilrichtung 14 über die Gassammelleitungen 9 nach außen abgezogen. Die als Asche anfallenden Vergasungsrückstände fallen durch den Rost 5 nach unten in den konischen Austrag 3, von wo sie mit Hilfe des darunter befindlichen Förderaggregates 4 und Zellenradschleuse 15 (Fig. 2) kontinuierlich nach außen abgeführt werden. Um noch etwaige in der Asche vorhandene, unverbrannte Materialien in Gas umzusetzen, wird Uber die Düse 6 Sekundärluft unterhalb des Rostes 5 eingeführt, durch die eine Nachverbrennung bzw. Nachvergasung dieser Materialien oberhalb des Rostes 5 erfolgt.
Wie ferner in Fig. 2 auf der rechten Seite dargestellt, kann der Schacht 1 auch sehr vorteilhaft durch Trennwände 16 in einzelne Kammern I, II, III unterteilt werden. Diese Unterteilung des Schachtes in einzelne Kammern ermöglicht in sehr einfacher Weise die Hinzuschaltung oder Abschaltung einzelner Kammern und dadurch eine gute Anpassung an die jeweils gewünschte Durchsatzleistung bzw.
Herstellung von großen Mengen an brennbaren Gasen. Ein besonderer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Maßnahmen besteht darin, daß alle Kammern des Schachtes mit einer einzigen Beschickungsvorrichtung mit den kohlenstoffhaltigen Materialien kontinuierlich beschickt werden können, wobei die Zufuhr von Vergasungsluft in die einzelnen Schächte unabhängig voneinander optimal eingestellt bzw. einreguliert werden kann. Im übrigen zeichnet sich der Schacht gemäß der Erfindung durch seine individuelle Betriebsmöglichkeit und der Kompaktbauweise mit hoher Durchsatzleistung aus.

Claims

Patentansprüche Q Vorrichtung zur Gewinnung von großen Mengen an brennbarem Gas aus kohlenstoffhaltigen Materialien, insbesondere aus stückigem Holz oder Holzabfällen durch Vergasung dieser Materialien unter Luftzufuhr und partieller Verbrennung, bestehend aus einem nach außen hin gasdicht abgeschlossenen Schacht, der im oberen Bereich an eine Materialbeschickungseinrichtung angeschlossen und im unteren Bereich mit einem Aschenaustrag versehen ist, und an den Düsen für die Luftzufuhr und Leitungen für den Gasabzug angeschlossen sind, gekennzeichnet durch einen Schacht (1) mit rechteckiger Ausführung und mit in den Schachtlängswandungen in zumindest einer Ebene gleichmäßig verteilt angeordneten Luftdüsen (10) sowie mit im zentralen Bereich gleichmäßig verteilt angeordneten Luftzuführungslanzen (11).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (1) durch Trennwände (16) in einzelne Kammern (I, II, III) unterteilt ist.