DE30507C - Neuerung an Gasgeneratoren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. \$

Neuerung an Gasgeneratoren.

Die Erfindung bezieht sich auf die Fabrikation von Leucht- und Heizgasen, und zwar durch die Berührung und Zersetzung von Dampf mit weifs- oder starkglühendem Kohlenbrennstoff.

Die Haupttheile des Apparates sind folgende :

Eine Zersetzungs- und Entwickelungskammer oder ein Gasgenerator, in welchem Dampf zersetzt und die bituminöse Kohle destillirt wird. Diese Kammer kann zweitheilig sein.

Ferner eine separate Retorte oder Kammer (eine oder mehrere, wie es gewünscht wird), in welcher das Kohlenwasserstofföl verdampft und mit den Dämpfen und Gasen vermischt wird.

Eine Kammer, in welcher die Gase und Dämpfe verbunden und fixirt werden.

Ein Kohlenbeschickungsapparat, ein Dampfkessel, eine Kühlwasserklappe und schliefslich Verbindungsröhren für Zuführung von Luft, Dampf und OeI nach' den verschiedenen Kammern des Apparates.

Zunächst sei der in Fig. 1 bis 10 in beiliegenden Zeichnungen'dargestellte Apparat beschrieben:

Fig. ι ist die Vorderansicht des Gasgenerators (Erzeugers) mit den Beschickungscylindern,

Fig. 2 ein Verticalschnitt des Generators und der Retorten nach y-y der Fig. 5,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Generators und der Verdichtungskammer,

Fig. 4 ein Längenschnitt der Fig. 3 und ein Schnitt nach x-x der Fig. 1 und 2,

Fig. .5 ein Horizontalschnitt nach ^-% der Fig. 2 in verkleinertem Mafsstabe,

Fig. 6 ein Horizontalschnitt des Gasgenerators oberhalb der Retorten und der Verdichtungskammer,

Fig. 7 ein Verticalschnitt nachy-y der Fig. 2,

Fig. 8 ein Verticalschnitt des Ventilgehäuses und der Wasserrohren,

Fig. 9 ein Querschnitt des Ventilgehäuses und

Fig. 10 eine perspectivische Ansicht des Auffüllungs- oder Beschickungscylinders.

Der Procefs bei Verwendung dieses Apparates ist folgender:

Das Brennmaterial, vorzugsweise »Anthracitkohle oder Koks«, wird vermittelst eines Luftgebläses bis zur Weifsglühhitze erhitzt und die gebildeten gasförmigen Producte werden gezwungen, gegen Retorten anzustofsen, welche in der oberen Decke oder Wölbung des Generators gelegen sind.

Von hier werden sie dann in die Verdicb> tungskammer geleitet, wo ihre vollständige Verbrennung durch Luftgebläse erfolgt; nachdem das Brennmaterial auf einen hohen Hitzegrad gebracht wurde, wird das Luftgebläse abgeschlossen und Dampf eingelassen, welcher durch den erhitzten Brennstoff zersetzt wird, wodurch Wasserstoff und Kohlenoxyd entstehen, die über dem. Brennstoff emporsteigen.

Ungefähr zu derselben Zeit oder ehe der Dampf zum Brennstoff eingelassen wird, wer-

den frische Aufschüttungen von bituminöser Kohle (eine oder mehrere) auf die Oberfläche des heifsen Brennstoffes gemacht, wodurch ein reichhaltiges Kohlenwasserstoffgas überdestillirt.

Das leichte Wasserstoff- und Kohlenoxydgas, von unten aus dem heifsen Brennstofflager aufsteigend, tragen wesentlich dazu bei, bedeutende Gasmengen aus den frisch zugeschütteten Kohlen zu gewinnen und dieselben in die Verdichtungskammer zu leiten. Die Retorten im oberen Theil des Generators sind jetzt genügend erhitzt, um das Gas aus OeI zu erzeugen. Nach der Zuführung von Dampf zum Brennstoff wird ein Theil des resultirenden Gases aus dem Gasgenerator getrieben und zusammen mit einem geringen Strom OeI (aus besonderen Röhren) in die Seitenretorten geleitet. Aus diesen werden die gemischten Dämpfe und Gase durch die Centralretorte in die Verdichtungskammer geführt. Die Hauptmasse von Gas, welche von dem zersetzten Dampf und der frisch aufgeschütteten Kohle erzeugt wurde, ist ebenfalls aus dem Gasgenerator in die Verdichtungskammer eingetreten.

In dieser Verdichtungskammer haben sich die Gase von den verschiedenen Quellen verbunden und in der Form eines homogenen Gases vereinigt, welches nunmehr durch die Hauptröhren in die Reinigungs- bezw. Aufbewahrungsräume oder zu irgend einem Orte u. s. w., wo man es nöthig hat, geleitet wird.

Nachdem die eine Aufschüttung bezw. Beschickung durch Kohle destillirt und zu Koks reducirt ist, wird die Temperatur des Brennstofflagers zu niedrig, um noch Dampf zu erzeugen. Dieser wird dann abgeschlossen und das Luftgebläse wieder in Gang gesetzt, bis der Brennstoff wieder zur Weifsglut erhitzt ist und die Retorten und die Verdichtungskammer , genügend heifs sind, wenn die Gasproduction, wie oben erklärt worden, wiederholt wird.

Nachdem nun der Gang des Processes im allgemeinen angegeben, soll in folgendem eine genaue Beschreibung der Construction und Anordnung des Apparates, mit welchem der Procefs ausgeführt wird, hinzugefügt werden.

Der Gasgenerator A und die Verdichtungskammer B sind aus feuerfesten Steinen hergestellt und mit einem Mantel aus zusammengenietetem Kesselblech umgeben.

Man läfst gehörig Raum zwischen dem Mantel und der Backsteinwand zur Ausfütterung mit Material von schlechter Wärmeleitungsfähigkeit.

Der Gasgenerator A hat in der Mitte zwischen der Vorder- und Hinterseite, auf seiner Basis ruhend, eine hohle Backsteinwand C von ungefähr halber Höhe des Generators.

Die Platten c, welche abwechselnd von der Hinter- und Vorderwand sich fast durch den ganzen Zwischenraum erstrecken, bilden zickzackförmige Luftzüge, Fig. 2 und 4. c¹ c¹ sind Zuglöcher, die in den Aschenherd D D¹ ausmünden , d d sind die Feuerroste; der Gasgenerator ist daher in zwei Heizkammern EE¹ getheilt, welche frei an der Decke sich vereinigen. Die Dampfröhren e e¹ münden in die Brennstoff kammern in der Nähe ihrer Grundflächen. Das Luftzufuhrungsrohr S und die Abzweigung S¹, Fig. 1, liefern durch die Decke des Heizers C Luft, welche, nachdem sie erhitzt ist, in die Aschenlöcher unter dem Feuerrost tritt.

Die Abzweigungen 5s¹ führen Luft oberhalb des Brennstoffes zu, um die gasförmigen Producte beim Erhitzen zu verbrennen.

Das Hauptrohr S führt auch in die Verdichtungskammer B, Fig. 2, Luft ein zur Verbrennung und beim Erhitzen solcher Kammern.

Die Backsteingewölbe TTT in Fig. 2, 4 und 7 sind von der Front bis zur gegenüberstehenden Rückenmauer in dem oberen Theil des Generators aufgemauert, um Auflager für die Retorten G G' G" zu bilden.

Die Seitenretorten G¹ und G² sind die OeI-verdampfer und sind je seitlich mit den OeI-röhren ff¹ verbunden, von welchen die Gaszuleitungsröhren g' g", welche ebenfalls mit dem Innern des Gasgenerators in Verbindung stehen, abzweigen.

Die Oelröhren ff¹ und die Gaszuleitungsröhren g¹ g² sind durch die Röhre h verbunden, welche bis nahe an den Hintertheil einer jeden Retorte G' G" reicht. Kurze Röhren b verbinden die Seitenretorten G' G" mit der Mittelretorte G. Letztere wird vermittelst der Röhre H mit dem Dampfüberhitzer B (s. Fig. 4 und 6) verbunden.

Die Oeffnung V führt in den Kanal F, welcher Gas von dem Generator nach dem unteren Raum des Ueberhitzers B leitet, Fig. 4.

Die Gaszuglöcher II¹ verbinden den unteren Raum des Generators unterhalb der Feuerroste dd mit dem Ueberhitzer, wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist.

Ein Schornstein T¹ mit einem dicht anliegenden Deckel t am Scheitel des Generators führt, falls es gewünscht wird, die Verbrennungsproducte fort.

Die Auffüllungs- oder Beschickungscylinder K K^λ sind auf einem Gerüst oberhalb des Generators angebracht und sind auf einer sich drehenden Platte k k¹ befestigt, die am Boden an der Verbindungsstelle mit den Cylindern Oeffnungen hat.

Diese Platte k k¹ dreht sich um einen Zapfen, der unterhalb einer Platte befestigt ist, welcher ebenfalls mit einer Oeffnung versehen ist, die gerade über der Beschickungsrinne / des Generators liegt. ■

Der Boden der Auffüllungscylinder ist mit einer Wasserkammer versehen, welche Zu- und Abschlufsröhren hat, um die Cylinder gehörig abzukühlen und eine Abdestillirung der Kohle zu verhüten.

Eine kurze Röhre Z¹ verbindet die obere Platte der Wasserkammer mit der Beschickungsrinne I. Die drehbare Platte k hat auf ihrer oberen Seite einen Schuh angegossen, in welchen ein Hebel eingesetzt werden kann, um die Cylinder in die Stellung über die Beschickungsrinne I drehen zu können, Fig. 2 und 10.

Jeder Cylinder hat einen Deckel. Die Verdichtungskammer B ist mit einer Scheidewand B\ der stehenden Scheidewand B² und mit Obstructionsplatten bezw. -Zungen b¹ aus feuerfestem Material versehen. Letztere sind in dem Räume zwischen der Scheidewand B² und der ä'ufseren Wand angebracht und haben den Zweck, eine genügend Wärme absorbirende Oberfläche darzustellen, und zu bewirken, dafs die sich zu condensirenden Gase gezwungen werden, eine schlangenförmige Bewegung zu machen, ehe sie in die Schliefsbüchse oder Hauptröhre gelangen.

Die nutzlosen Producte der Verbrennung, welche benutzt wurden, um die Verdichtungskammer zu erwärmen, werden durch die Röhre L und den Schornstein L¹ geführt.

Die" Klappe oder der Deckel n¹ des letzteren ist offen, während das untere Ende durch das Wasser in der Büchse M verschlossen wird, wodurch die zu sammelnden Gase gezwungen werden, in die Büchse M durch das Wasser hindurch einzutreten.

Von hier aus werden die Gase zu dem Reiniger und Sammler (in der Zeichnung nicht sichtbar) durch die Röhre M¹ geleitet.

Der Deckel n¹ des Schornsteins L¹ ist während dieser Zeit geschlossen. Nutzlose Producte der Verbrennung können direct oben aus der Verdichtungskammer durch den Schornstein N vermittelst einer Oeffhung im Deckel η entweichen, Fig. 4.

Die Gasausscheidungsröhren FII¹, Fig. 3, 4, 5 und 6, vom unteren Räume des Gasgenerators ausmündend, sind mit Ventilen O versehen, welche durch Wasser in der O umgebenden WasserbUchse O¹ gekühlt werden.

Der Schieber 0 des Ventils ist hohl und sein hohler Raum steht mit zwei Röhren ρ in Verbindung.

Die offenen Enden dieser Röhren τρτρ gehen durch die Stopfbüchse hindurch in die Wasserbüchse, um die Circulation des Wassers durch das hohle Ventil zu ermöglichen.

Der Riegel P der Ventile reicht bis über das Gerüst hinaus, von wo aus die Handhabung der Ventile mittelst Hebel erfolgt, um die Ventile höher oder niedriger zu stellen.

Die Wasserbüchse O¹ ist mit einem Abschlufshahn r¹ und einem Ueberlaufrohr r versehen.

Die Trichter R oberhalb der Schornsteine N und T¹ dienen zur Fortführung des Rauches.

Die Thüren U sind in die Vorderseite des Generators eingesetzt und öffnen sich nach den Aschenlöchern' und der Brennmaterialkammer hin. Die Luft-, Dampf- und Oelröhren sind mit den nöthigen Ventilen versehen.

Wenn nun der Apparat zu arbeiten beginnen soll, so werden auf den Rosten Feuer angemacht und die Kammern mit Brennmaterial versehen, d. h. mit Anthracitkohle oder Koks beschickt.

Das Luftgebläse treibt durch die Röhren S und seine Abzweigungen Luft in den Lufterhitzer C und von da in die Aschenlöcher DD¹. Die Thüren derselben werden geschlossen und die Klappen n¹ des Schornsteins L¹ sind geöffnet.

Das Windgeblä'se functionirt so lange, bis die Brennstoffe in Weifsglut kommen. Nunmehr werden die heifsen gasförmigen Producte gleichzeitig in die Verdichtungskammer geleitet, wo eine vollkommene Verbrennung durch die Zuführung der Luft stattfindet, wobei die erzeugte Hitze in dem unschmelzbaren Material sich ansammelt und die Ausscheidungsproducte der Verbrennung durch den Rauchschornstein L¹ fortgeleitet werden.

Wenn der Brennstoff und die Verdichtungskammer auf die gewünschte Temperatur erhitzt sind, wird das Windgebläse abgestellt, der Deckel η ^x geschlossen und das Ventil der Röhre F geöffnet. Dampf wird jetzt dem heifsen Brennstoff durch die Röhre / / ¹ zugeleitet und zu derselben Zeit eine Aufschüttung von bituminöser Kohle auf die Oberfläche des Brennstoffes vorgenommen.

Auch kann eine geringe Beschickung von Kohle auf jeder Seite des Gasgenerators erfolgen. Hierauf werden die Ventile in den Gasröhren g g¹ geöffnet. Das Gas in der Generationskammer wird in die Retorten G' G" geleitet und die Oelröhren werden behufs Oellieferung für die Röhre h geöffnet. Das OeI wird durch das stark erhitzte Gas weiter befördert und verdampft. Diese Dämpfe werden in die hinteren Enden der Retorten geleitet. Der zugelassene Dampf wird nun in Wasserstoff- und Kohlenoxydgas zersetzt, welche durch die frische Aufschüttung von Kohle heraussteigen, und in Form einer Art Destillation werden die reichhaltigen Kohlenwasserstoffe und Gase in die Retorten und direct in die Verdichtungskammer B getrieben.

Das am meisten erhitzte Gas dagegen wird in die Verdampfungsretorten geleitet und trägt dazu bei, die Dämpfe vorwärts durch die Mittelretorte und in die Verdichtungskammer zu führen.

Claims (6)

Die Gase und Dämpfe verbinden sich und werden in der Verdichtungskammer in ein verbundenes, homogenes Gas verwandelt, welches dann durch die hydraulische Verschliefsbüchse M und stehende Röhre M1 nach den Reinigern und dem Sammler geleitet wird. Mehr oder weniger OeI kann zu den Retorten zugelassen werden, um das Gas nach Wunsch zu bereiten. Nachdem die Aufschüttung von Kohle destillirt und verkohlt ist, wird der Kanal F1 durch sein Ventil geschlossen und das Ventil des Rohres IP (von dem Aschenherd Dx nach der Verdichtungskammer führend) geöffnet und das Ventil des Dampfzuführungsrohres e1 geschlossen. Dampf wird nun in das Brennstofflager E gelassen, und die Producte, welche daraus aufsteigen, werden durch das Brennlager E1 getrieben. Bei diesem Verfahren wird derjenige Dampf, der nicht im ersten Lager zersetzt worden ist, im zweiten Brennlager zersetzt und die Kohlensäure aus dem ersten Lager wird im zweiten zu Kohlenoxyd reducirt. Dieser Procefs verursacht auch einen Druck von Gas in dem oberen Theil der Gasgeneratorkammer, wodurch die Retorten besser erhitzt werden. Ferner bewirkt dieses Verfahren einen guten Abgang des hocherhitzten Gases nach den Retorten, erleichtert das Verdampfen und Zerkleinern (Atomisiren) des Oeles, sowie die Zuführung der Gase nach der Verdichtungskammer. Es versteht sich von selbst, dafs der Dampf und Gasstrom in umgekehrter Richtung geleitet werden könnte, in und aus der Generationskammer. Die Richtung des Stromes ist hierbei so zu wählen, dafs derselbe auf derjenigen Seite des Generators zu erfolgen hat, welche zuletzt mit Kohle gefüllt worden ist. Die Bereitung des Gases wird so lange, bis die Temperatur des Brennmaterials, der Retorten und der Verdichtungskammer sehr niedrig geworden ist, fortgesetzt. Das Windgebläse wird dann wieder zum Brennstoff zugelassen. Nachdem die BrennstofFlager und die Verdichtungskammer gehörig erhitzt sind, wird das Gebläse abgestellt und alle Theile behufs neuer Gasproduction wieder zusammengestellt. Die Gaserzeugung wird wiederholt, wie oben erklärt worden ist. Es ist selbstverständlich, dafs, wenn es wünschenswerth ist, den Generator mit Kohle anzufüllen, einer der gefüllten Cylinder so gedreht wird, dafs er mit der Beschickungsröhre des Generators communicirt. Nachdem der Cylinder entleert und durch Drehung von der Beschickungsröhre abgesondert ist, wird er wieder mit Kohle angefüllt. In diesem Procefs wird die bituminöse Kohle leicht und gründlich verkokt, da nur ein kleiner Theil davon auf einmal auf das heifse Brennstofflager fällt. Die reichhaltigen Gase und Dämpfe, die sich nun entwickeln, werden alle gesperrt und dienen dazu, den Wasserstoff des Wassers zu bereichern. Kein Theer wird erzeugt, weil alle Dämpfe sich mit dem Wasserstoffgas verbinden und ein nicht condensirbares Gas in der Verdichtungskammer bilden. Heifses Wasser wird in die Oelretorten eingelassen zum Zwecke des leichteren Verdampfens und Atomisirens des Oeles, sowie der Verhütung von Ansammlung festen Kohlenstoffes an den Oberflächen der Retorten. Das Wassergas wird auf diese Weise für Leuchtzwecke verwendbar. - Beim Verdampfen wird das OeI in den Retorten nicht verbrannt oder zerstört, wie es der Fall wäre, wenn es direct auf den heifsen Brennstoff im Generator geleitet werden würde. Pa ten τ-An sp rüche:

1. Der einen Raum bildende Zersetzungs- und Generationsofen, versehen mit zwei Aschengruben DD¹ in Combination mit dem hohlen Theil G, der in der Kammer bis zu ihrer halben Höhe ungefähr aufgemauert ist und durch die Platten c Luftkanäle bildet. ' u

2. Der Generator mit Luft- und Dampfzuführungsröhren S bezw. ss¹ und e e¹ am oder nahe am Boden, verbunden mit den im oberen Theil befindlichen Oelverdunstungsretorten G G' G" in Combination mit einer Verdichtungskammer B, welche mit dem Generator und den Retorten in Verbindung steht.

3. Die verbundenen Retorten G' G" in dem oberen Theil der Generationskammer in Combination mit den Röhren g' g", welche die Kammer mit den Leitretorten G' G", sowie mit den Oeleinlafsröhren g' g" verbinden.

4. Der Aufschüttungs - oder Beschickungsapparat, bestehend aus zwei oder mehreren Beschickungscylindern KK¹, die an einer rotirenden Drehscheibe k k¹ mit zu den Cylindern correspondirenden Oeffnungen befestigt sind, und einer Fundamentplatte mit einer Oeffnung und Auslafsröhre in Combination mit dem Generator, der mit einem Beschickungsschacht / versehen ist.

5. Der Beschickungsapparat, bestehend aus den unter 4. erwähnten Cylindern in Combination mit der hohlen Unterstützungsplatte, dem Ein- und Ausflufsrohr für das Kühlwasser und dem kurzen Beschickungsrohr Z¹, welches mit dem des Ofens in Verbindung steht.

6. Der Generator mit den Luft- (S S¹ und s s¹)

und Dampfzuführungsröhren e e¹ zu beiden Seiten des Brennmaterials in Combination mit einer Verdichtungskammer -B, der Gasröhre F, welche den oberen Theil des Generators mit der Verdichtungskammer verbindet, und der Oeffnungen und Kanäle II¹, welche die Aschengruben des Generators mit der Verdichtungskammer verbinden.

In . Combination mit dem Generator und seinen Gasleitungsrohren die durch Wasser gekühlten Ventile, versehen mit dem hohlen Schieber e, den Röhren ρ ρ und der umgebenden Wasserbüchse o¹.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.