DE31061C - Apparat zur Erzeugung von Wassergas - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 26: Gas-Bereitung und -Beleuchtung.

JOHN HANLON in NEW-YORK (V. S. A.). Apparat zur Erzeugung von Wassergas.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 18. Juni 1884 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und den zugehörigen Apparat zur Erzeugung von Heiz-, Leucht- und Motorgasen, bei welchem durch Destillation von bituminöser Kohle, Zersetzung von Dampf und Verdampfung von Kohlenwasserstofföl die entstehenden Gase in ein fixes Gas umgewandelt werden.

In der beiliegenden Zeichnung stellt:

Fig. ι einen verticalen Durchschnitt durch die Generatoren nach x-x der Fig. 5 dar.

Fig. 2 ist ein verticaler Längenschnitt eines der besagten Generatoren, sowie des Umwandlungs- oder Fixirungsofens, des Wasserverschlufskastens und der verbindenden Theile nach y-y der Fig. 5,

Fig. 3 eine Vorderansicht,

Fig. 4 eine Hinteransicht, theilweise im Schnitt,

Fig. 5 ein Grundrifs, theilweise im Schnitt des Generators. . .

Der Generator besteht aus zwei Oefen oder Kammern A A¹, welche durch eine gemeinsame Basis verbunden sind und frei mit einander communicireri. Sie haben einen gemeinsamen Rost E und werden von den durch Eisen b b¹ mit einander verbundenen Dampfüberhitzungsund Zersetzungskammern BB¹ überragt.

Die Generatoren und Ueberhitzer sind aus feuerfesten Ziegeln gebaut und von einem aus Kesselblech hergestellten Mantel umgeben.

Der Aschenraum wird durch Scheidewände dd^l in drei separate Kammern getheilt. Die Gase werden dadurch gezwungen, oberhalb des Rostes von dem einen in den anderen Generator zu strömen, ohne den Rost anzugreifen.

Fest zu schliefsende Thüren α versperren die in beide Theile des Aschenraumes einmündenden Kanäle.

Die Dampfüberhitzungs- und Zersetzungskammern BjB¹ sind nahe am Boden mit den aus Mauerwerk hingestellten Gewölben . e e^l versehen, welche die lose aufgeschichteten Ziegelsteine E E^Ύ und die Eisenabfälle aufnehmen.

Genannte Kammern sind auch, um bei eventuell nöthiger Reparatur, Reinigung und Ausbesserung in dieselben einsteigen zu können, mit den kurzen, mittelst der Deckel i i¹ geschlossenen Schornsteinen JJ¹ versehen.

Die Dampfröhren F, mit den Ventilen/ versehen, sind mit dem oberen Theil einer jeden Kammer B B¹ verbunden. Ein Kohlenaufgebetrichter H steht durch ein Beschickungsrohr g mit jedem Generator in Verbindung.

An dem unteren Theil des Trichters wird mittelst Zugstange und Hebels ein wassergekühltes Ventil entsprechend in Function gesetzt.

Der konische Theil von H ist von genügender Gröfse, um eine einzelne Beschickung von Kohle zu erhalten. Derselbe ist von dem Brennstoffbehälter H'² durch einen aus Stäben (wie in Fig. 5 gezeichnet) hergestellten Schieber h¹ abgetrennt.

Die Kammer oder der Behälter H'² ist grofs genug, um zwei oder mehrere Beschickungen zu erhalten. Oben wird der Behälter durch einen Deckel /j² fest verschlossen, welcher durch ein Scharnierband, ein Gelenk und eine Schraube befestigt wird.

Ein Luftgebläserohr K verbindet durch das mit einem Ventil K versehene Zweigrohr K¹, welches unterhalb des Rostes einmündet, den Generator mit dem unteren Theil jeder der Dampfüberhitzungs- und Zersetzungskammern.

L ist eine Stopfbüchse für das Oeleinlaufrohr, welches nahe am Boden in jede der Kammern B B\ Fig. 2, durch einen entsprechend angeordneten Hebel eingeführt wird, um OeI zur Carburirung der von jedem Generator herkommenden Gase einzulassen. Wenn das OeI eingelassen wird, so wird das Rohr in die Kammer eingeschoben, damit das OeI frei durch den in der Esse b oder b² sich befindenden Kanal in den aufsteigenden und ausgehenden heifsen Gasstrom abtropfe.

Jeder Generator ist mit einer Anzahl fest verschlossener Oeffnungen a¹ versehen. Eine Gruppe derselben befindet sich gerade oberhalb der Roststäbe und eine andere Gruppe in entsprechender Höhe zur Einschiebung von Stäben oder Stecheisen behufs Auf brechens der Kohle und Wegräumens der Klinker.

Die Röhren MM¹ ermöglichen den Abgang der von dem zersetzten Dampf, der Kohle und dem OeI entstehenden Gase zur Fixirungskammer, sowie den Abgang der Verbrennungsproducte. Die Abzugsröhren O O¹, mit wassergekühlten Ventilen ο ο¹ versehen, führen von den oberen Theilen der Kammern B B¹ in die Steigröhre N JV¹ behufs Ableitung der Verbrennungsproducte.

Die Röhren NN¹ stehen durch die Zweigröhren P P * mit dem unteren Theile der Fixirungskammer R in Verbindung. Diese Röhren PP¹ können aber auch, wenn es geeigneter zu sein scheint, durch die oberen Enden der Steigröhren direct mit dem oberen Theile der Kammer R verbunden werden.

Die Steigröhren werden theilweise oder gänzlieh mit feuerbeständigen Ziegeln ausgefüttert.

Die Fixirungskammer R ist aus feuerbeständigen Ziegeln hergestellt und ihr äufserer Mantel mit Kesselblech umkleidet.

Nahe am Boden hat diese Kammer ein gelöchertes Gewölbe, welches die lockere Ausfüllung feuerfester Ziegel aufnimmt.

Diese Ausfüllung wird in drei separate Abtheilungen mit Zwischenräumen getrennt.

Bei jedem Zwischenraum wird über jeder Abtheilung der Ziegel ein Gasableitungsrohr S angebracht, welches in den Wasserverschlufskasten T einmündet.

An ihrem unteren Ende sind die Röhren S mit den Ventilstücken s versehen, welche die konischen Ventilsitze tragen und mit Gleitbahnen für die Stangen der konischen Ventile versehen sind.

Die Stange eines jeden Ventils ist mit einem Hebel verbunden, welcher in einem am Boden des Kastens T befindlichen Lager gelenkartig befestigt ist. Das andere Ende dieses Hebels steht in Verbindung mit der Stange i¹, welche, durch „die Decke des Kastens gehend, mit dem oberen Hebel verbunden ist. Dieser letztere Hebel hat in w¹ seinen Drehpunkt.

Hierdurch kann nach Belieben mitreist des Hebels irgend eines der Rohre S geöffnet bezw. geschlossen werden.

Ein mit einem Ventil K'² versehenes Luftgebläserohr steht unterhalb des Gewölbes r mit dem unteren Theil der Fixirungskammer behufs Zuleitung der Luft zur völligen Verbrennung der aus dem Generator während der Erhitzung des Apparates herkommenden gasartigen Producte in Verbindung. Die Kammer R ist mit Schornstein F, der mittelst des dicht schliefsenden Deckels ν geschlossen werden kann, versehen.

Das Verfahren ist nun folgendes:

Die zwei Generatoren arbeiten gegenseitig derart, dafs der überhitzte und theilweise zersetzte Dampf abwechselnd abwärts durch den einen und die entstehenden Gase aufwärts durch den anderen geführt werden.

Die frische Beschickung bituminöser Kohle wird auch zuerst in dem einen und dann in dem anderen Generator destillirt.

Nachdem auf dem Rost Feuer angemacht, erfolgt die erste Beschickung von Steinkohlen oder Koks bei Luftzuführung durch K¹ mittelst Luftgebläse. Diese Luftzuführung geschieht so lange, bis in jeder Kammer eine mehrere Fufs tiefe Lage hocherhitzten oder weifsglUhenden Brennmaterials gebildet wird.

Die Kappe ν des Schornsteins V bleibt offen, so lange die Windgebläse in Thätigkeit sind, und behufs Einführung der Verbrennungsproducte in die Fixirungskammer R werden die Ventile m m ebenfalls geöffnet. Ist das Brennstofflager in den Generatoren ein genügend grofses und entsteht Kohlenoxyd, so wird durch das Oeffnen des Ventils K² im Rohr K^& Luft in den unteren Theil der Fixirungskammer eingeführt behufs voller Verbrennung des heifsen Kohlenoxyds und Erhitzung der feuerbeständigen Ziegel in der Fixirungskammer.

Nahe am Ende des Auferhitzens werden die Ventile mm¹ geschlossen und die Ventile 0 o¹ geöffnet. Dann werden die Ventile Κ^λ geöffnet und Gebläseluft in die unteren Theile der Kammern BB¹ durch die Zweigröhre K² eingeleitet behufs Verbrennung der anwesenden Gase, sowie Erhitzung der darin befindlichen Ziegelsteine und Eisenabfälle.

Eine der Generatorkammern und der Dampfüberhitzungs- und Zersetzungskammern (z. B. A und B) werden anfänglich am meisten erhitzt, da in genannten Kammern der Dampf zuerst überhitzt und zersetzt wird.

Wenn die Lagen Brennstoff und alle Kammern passend erhitzt sind, werden die Ventile der Luftgebläseröhren, die Kappe v> beide Ventile ο o¹, die Ventile m des vom Generator abführenden Rohres M, sowie die Ventile s¹ der zwei oberen Gasableitungsröhren S geschlössen, während die Ventile m in¹ der Abileitungsröhren Ai¹ geöffnet bleiben.

Durch die Röhre F wird alsdann in den oberen Theil der Kammer B Dampf eingelassen, welcher durch die vorerhitzten Ziegelsteine und Eisenabfälle geleitet, überhitzt und theilweise zersetzt wird.

Das entstehende Gemisch von Wasserstoffgas und überhitztem Dämpf durchdringt den weifsglühenden Brennstoff in der Kammer A, worin die Zersetzung vollendet wird.

Die Gase passiren unterhalb des Gewölbes c und oberhalb des Rostes den heifsen Brennstoff in der Kammer A\ worin Kohle destillirt wird.

Ungefähr zu derselben Zeit, wenn der Dampf in die Kammer B eintritt, erfolgt eine Beschickung bituminöser Kohle auf den heifsen Brennstoff in Kammer A¹, damit die von dem zersetzten Dampf entstehenden Gase, durch die destillirende Kohlenmasse gehend, sich mit deren evolvirten kohlenwasserstoffreichen Gasen vereinigen und letztere in die Fixirungskammer geleitet wird.

Wenn ein reiches Leuchtgas erzeugt werden soll, so wird in die Kammer A¹ durch das Rohr L Kohlenwasserstofföl eingeleitet, Das OeL wird dadurch verdampft und diese Oeldämpfe mit dem durch das Rohr M¹ in der Fixirungskammer eingeleiteten Gas gemischt.

Das grofse Volumen des von der benachbarten Kammer eintretenden Wasserstoffes trägt dazu bei, die Kohlenwasserstoffe vorwärts zu treiben, sowie deren Verbrennung oder Reduction auf Lampenrufs zu- verhüten.

Mit besonderer Berücksichtigung auf Erfüllung desselben Zweckes ist die Fixirungskammer mit Gasröhren versehen, welche so angeordnet sind, dafs die Gase und Dämpfe zuerst durch eine nur kleine Abtheilung des erhitzten feuerbeständigen Materials geleitet werden und nur so lange der Wirkung von letzterem ausgesetzt sind, bis die Umwandlung und Fixirung der Gase stattgefunden hat.

Daher werden die zwei oberen und äufseren Gasableitungsröhren anfänglich durch die im Wasserverschlufskasten befindlichen Ventile s s¹ abgesperrt und das erste Rohr allein offen gelassen.

Während der ersten Periode also werden die Gase und Dämpfe durch die erste Abthei-. lung des feuerbeständigen Materials geleitet, und zwar bis deren Temperatur so weit gesunken ist. um das Gas zu fixiren.

Alsdann wird das erste Rohr S abgesperrt und die Gase durch die zweite Ableitung des feuerbeständigen Materials, bis dieselbe gekühlt wird, getrieben, .

Endlich wird das zweite Rohr abgesperrt und die Gase bis zum Ende der Operation durch die dritte Abtheilung der heifsen Ziegelsteine geleitet.

Dadurch werden schädliche Zersetzungen und Verlust der Kohlenwasserstoffe vermieden und eine gleiche Quantität von Gas während des ganzen Verfahrens erzeugt;

Mit der Erzeugung von Gas durch Dampfzersetzung, Kohlendestillation etc., wie oben beschrieben^ wird so lange fortgefahren; bis die Temperatur der Kammer hierfür entsprechend erniedrigt ist.

Der Dampf und das OeI werden alsdann abgesperrt und der Apparat noch einmal durch Einleitung der Gebläseluft bei passender Stellung der Ventile und der Klappe des Schornsteins, wie zuerst beschrieben, erhitzt. Nunmehr werden aber die Dampfüberhitzungs- und Zersetzungs^ und die Generatorkammern A¹ am meisten erhitzt.

Während der Erhitzung der Brennstoffkammern dient das Kohlenoxyd, welches sammt den anderen Verbrennungsgasen die Ueberhitzungs- und Zersetzungskammer durchstreicht, dazu, das durch den Dampf auf die Eisenabfälle erzeugte Oxyd zu reduciren und das Eisen in den metallischen Zustand wieder zu bringen, damit letzteres wieder im Stande ist, Dampf zu zersetzen.

Das durch den Dampf oxydirte und unnutzbar gemachte Eisen wird in dieser Weise durch das in statu nascendi stehende Kohlenoxyd wiederholt belebt und in den metallischen Zustand gebracht, damit dasselbe Metall wiederholt zur Dampfzersetzung gebraucht werden kann.

Nachdem der Apparat, wie oben beschrie-'ben, passend erhitzt worden ist, wird mit der Gaserzeugung fortgefahren, nur mit dem Unterschiede, dafs der Dampf und die Gase in entgegengesetzter Richtung durch die zwei Generatorkammern geleitet werden.

Die in Zeitabschnitten in die Generatorkammern erfolgten Beschickungen bituminöser Kohle produciren eine genügende Quantität Koks, um die Brennstofflagen auf der gehörigen Höhe zur. Dampfzersetzung zu erhalten.

Statt der drei in den Wasserverschlufskasten eintauchenden, an ihren unteren Enden mit Ventilen versehenen Röhren S könnte ein einziges Steh- und Tauchrohr benutzt werden.

In diesem Falle würde sich das Rohr bis nahe an' die Wandung der Fixirungskammer erstrecken und mit derselben durch drei horizontale Röhren vereinigt sein müssen, wovon jedes mit einem controlirenden Ventil versehen

ist und in die Kammer gerade oberhalb jeder Abtheilung der Ziegel eintreten würde.

Bei passender Stellung der Ventile könnte das Gas von irgend einer Abtheilung der Fixirungskammer abgeleitet werden, wie es mit der gezeichneten und beschriebenen Einrichtung geschieht.

Claims (1)

1. Pa te nt-An spruche:

   ι . Zum Zweck der Erzeugung von Wassergas ein Apparat, bestehend aus den zwei gegenseitig wirkenden, geschlossenen Generatorkammern A A¹ mit dem gemeinsamen Rost E und einer oder mehrerer im Aschenfall enthaltenden vertical stehenden Scheidewände d d\ zum Zweck, die Gase zu zwingen, von der einen in die andere Kammer oberhalb des Rostes einzutreten, in Combination mit den Dampfeinlafsröhren F, welche mit den oberen Theilen der Generatoren A A¹ in Verbindung stehen, ferner denverbindenden Luftgebläseröhren K, den Gasabführungsröhren O O¹, sowie den Oeleinlafsröhren L.

   Die Generatorkammern A A¹ mit den darüber befindlichen Dampfüberhitzungs- und Zersetzungskammern B B¹, den von den Ueberhitzern und Zersetzern abführenden Rauchableitungsröhren in Verbindung mit einer Fixirungskammer R, den Röhren N N¹ und den Zweigröhren P P ^J, MM¹, welche die von den Generatoren und Ueberhitzern abführenden Röhren mit der Fixirungskammer vereinigen, und einer Beschickungsund Aufbewahrungskammer ü/², zu dem beschriebenen Zweck.