DE3310045A1 - Verfahren zum regelbaren autothermen vergasen fester brennstoffe mit atmosphaerischer luft - Google Patents

Description

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BB eschreibung

Diese Anmeldung ist ein Zusatz zur Hauptanmeldung OS 30 20 103 A1 : " Verfahren zum regelbaren autothermen V^rgason fester Brennstoffe mit atmosphärischer Luft. "

Das Hauptverfahren zeigt und belegt ah Beispielen die Möglichkeit, den Heizwert des erzeugten Kohlegases 12 erheblich su verbessern. Beim Durchführen der Vergasung nach den Reaktionen s

^{C Χ C0}2 - 2 CO - 160,7 kJ/aol (O C . 4 H₂O ·- CO 4 E₂ - 116,5 kJ/rool (2)

läßt sich der Anteil der Wassergasreaktion (2), damit der Wasserstoffanteil im Kohlegas 12 und dessen Heizwert beträchtlich erhöhen. Die Erfindung konzentriert die Vergasungsmittel GO und HO in '" der Flamme 19 eines Iinpulsbrenners 14· Sie freist diesem auch räumlioh ' eine zentrale Stellung zu und macht die Brennsraches gewissermaßen zur Richtschnur des ganzen Verfahrensablaufes. Dia Vergasung erfolgt in einer die zentrale Zone der Wärmeerzeugung usschließanden ^y- ' koaxialen schmalen Ringzone 6 des WärmeVerbrauchs. Sio bildet die äußere Begrenzung der vom Brenner 14 ausstrahlendoh Wärffiewirkung. ·· Nur geringfügige· Bee_v4e dor in der Vergasung umgeaetsten Wärme fließen ait niedriger Temperatur im Kohlegas 12 über dloae Gxenzs nach außen hin ab.Ihnen entgegen strömt die zu vergasende Kohle 1 rings um auf die Vergasungszone 6 zu. Das Kohlegas 12 kann ihr nur sine kleine Menge Vorwärme übertragen, und das kurz vor dein die Kohl« saraetsenden Zusammenstoß mit der Vergasungsflamme 19a in dor Vergasungszone 6. Hier liegt der Grund, warum eine natürliche Backfähigkait der Kohle 1 weder die erforderliche Wärae. noch die erforderliche Zei* bekommt, die Vergasung ernsthaft zu behindern geschweige denn zu verhindern.

Neben dem erhöhten Heizwert des Kohlegaöss 12 ist diese Uaabhängigkeit vom Backveraögen der entscheidende Vorsug dor Erfindung vor konventionellen Vergleichsverfahren. Sie erwöätart gan» erheblich den Kreis ihrer Kunden, vor allem bein Problem* .. Έ±Ά§1±®άβ?η* in die Kraftwerkwirtschaft. Hier kommen als besonders Vorteila hinau : die Möglichkeit, das ganze Verfahren nach Massen- und ^änaeatrömung wie eine Haschine zu beherrschen und zu regeln, «äaboi hohe R&uia/Zeit-Ausbeuten zu erzielen _f ganz au schweigen von der Fähigkeit , nach der Erfindung eine ungewöhnliche Eigenschaft der Kohlg -technologisch zu nutzen : das Arbeitsgefäß "autothenn" selber gogen thermische Überbeanspruchung durch hohe Temperaturen zu achtitzaa.

Hohe Arbeitetemperatur ist aber wichtige Vorazssötzung jeder wirtschaftlichen Vergasung.. Sie wirkt beeohiauäigond auf <ien Vergasungevorgang, ermöglicht hohe "Umsätze, führt au eingjn von Crsckprozessen freien Rohgas, vermeidet dadurch schwierige Ab-sasserproblasia und macht durch Verflüssigen der Schlacke deren Durohlsitan durch die Vergasungszone leichter.

Das allgemeine Verfahrensprinzip der Erfindung darf ale durch die Offenlegungsschrift OS 30 20 103 A 1 bekannt -vorausgseatat warden. Deshalb sind auch zu der beiliegenden Figur 1, trail dieser OS entlehnt, nur einige ergänzende Bemerkungen erforderlich.

In der Mitte steht- vergl. auch Teilbild Ic- iiordie Yargasunsmittel erzeugende Impuls brenner 14 und die mit der Var.ijasmni-rsi lsrama 19 gefüllte

BAD ORIGINAL

— 2 —

-ι -

Sobiselzkaamer 13. Sie werden rings umschlossen von deijdieses Energieeinbringen unmittelbar verbrauchenden schmalen Vergasungszone 6 Aus dieser wird durch die Flamme 19a zuerst diejische als Schmelze 11 abgeschieden.Vorher kann die eigentliche Vergasung, der Kontakt zwischen der von innen zufließenden Flamme 19a und der von außen herangeführten Kohleschicht 1, nicht stattfinden. Bei diesem entsteht das Kohlegas 12. Es fließt durch die KOhleschicht 1 im Gegenstrom nach außen ab. Das Saugzuggebläse 23 hilft ihm, den Strömungswiderstand (Gasdurchlässigkeit) der Kohleschicht zu überwinden. Damit bestimmt es das Nachströmen der Flamme 19a in die Vergasungszone'-^, Den darüber hinausgehenden Anteil 19(i-a) hol£ sich das Gebläse 29, zum Sichern des Schaelz6abfließens,zum Vorwärmen der Brennerluft 8 im Vorwärmer 27» zum Erzeugen von Vergasungsdarapf W im Abhitzekessel 26, und für Nebenaufgaben. Sie ergeben sich aus der Bedeutung des Gebläses 29 nicht nur zum Abfangen von Überschüssen aus der Bilanz des Brenners I4» sondern auch als Nahtatelle beim Anschluß an andere Systeme de» Energieumsatzeb. Zurück zum Gebläse 23 !

Es schiebt das angesaugte Kohlegas 12 durch die Abscheider S1 und S2 als Reingas 17 in den Sammler S3. Aus diesem holt eich das .Gebläse 33 den für den Fremdabsatz bestimmten Teil 124 des erzeugten Seingases·'17· Der für den autothermen Bedarf berechnete Anteil 17b wird vom Brennergebläse 22 als Brenngas 18 d&™ Srenner H zugeführt. Das Gebläse 25 versorgt ihn mit vorgewärmter Luft 8. das Gebläse 30 mit Vergasungsdampf W1. Ss ergibt sich, daß diese Gebläse im Sinne des erfindungegemäßen Umlaufes zusammenarbeiten . Das wird anhand der Figur J näher behandelt.

Die Figur 4 deutet an, daß sich an der Erzeugung der Flamme Kohle in fester Fora nicht beteiligt. Das ist zum Erzielen eines Höchstwertes an Flaamentemperatur T-.. erforderlich. Andernfalls würden sich temperaturbremaende Vorreaktionen nach (1) und (2) einstellen.

Zum Erzeugen einer im Sinne der Erfindung besonders geeigneten ^lamme hat sich ein Impulsbrenner nach DRP 1 035306. gewährt. Ee kommt darauf an, die erzeugte Flamme 19 in der. Kammer I3 niSglioUat gleichmäßig so zu verteilen, daß die Vergasungszone auf die Fläche 6 entsprechend, möglichst gleichmäßig verteilte"Zufuhr an Vergasungaflamme 19a erhält. Vor allem ist der sogenannte Rauchgas-Kurzschluß zu vermeiden, die Erscheinung, daß die vom Brenner ausgestoßene,; Flamme die Sehnelzkammer unmittelbar durch den Auslauf wieder verläßt, _ein Zustand, der beim Anfahren vorübergehend zugelassen ist und durch das Gebläse 29 beherrscht wird.

Die Hauptanmeldung behandelt ausführlich die Berechnung der zur autothermen Versorgung des Verfahrens erforderlichen Wärmeleistung des Brenners I4. Die Figur 2 ist ein aus der OS 30 20 103 A 1 unverändert entnommenes Husterj

1,20 kg Kohlegas 12 enthalten bei der angegebenen

Zusammensetzung 38 3O5 kJV Davon ist der Anteil (i-b) mit 22 983 kJ frei verfügbar, der Anteil b- in diesem Falle bei b - 0,4 wird mit 15 322 kJ voa Wärme-Temperatur-Diagramm der Vergasung gebraucht. In diesem deckt er den - nach Abzug innerer Wärme-Kreis laufe - mit B^f-C ermittelten autothermen Wärmebedarf des Verfahrens.

Dieser beginnt mit dem Abschnitt B'-G-P , mit der Aufgabe, Übertragungs Verluste zu decken und das Unvergasbare, die Schmelze 11, abzuführen. Dadurch möge die ΐSpitzentemperatur T . der Flamme bis P' bei 1550 oC abfallen. Bei dieser Temperatur möge sieh die Gesamtflamme 19 in die Zweige 19a und 19(1-a) teilen. Im J/t Diagramm der Figur 2 a entspricht das einer Teilung der Wärme-Abszisse in die Abschnitte Ü'-M und M-D. Für die eigentliche Vergasung kommt der Erstere in Frage. -*-*.

Die TeiIflamme 19a prallt auf die sie umgebende Kohlenschüttung auf.

Ein aktiver Reaktionskontakt zwischen Beiden kann aber erst stattfinden, wenn von der Kohle 1 die unvergasbare Asche abgerau-nt ist. Dieser Vorgang irt in der Hauptanmeldung ausführlich beschrieben. Er ist der eigentliche Schrittmacher dep Vergasungsablaufes.

Wir beschreiben ihn anhand der Fi*?ur 3. Diese ptellt einen maßstäblich sehr vergrößerten Teilabschnitt 66 der Gesamtffl'che 6 des Kontaktes zwischen Vergasungsflamme 19a und Kohleschf'ttMng 1 dar. Unter den ang3-führten Voiywssetteungen dürfen.wir die an der Teilflache angestallten Betrachtungen und ermittelten Ergebnisse sinngemäß auf die ganze Fläche 6 übertragen. Verfahrenstechnisch kommt uns dabei die Tatsache zugute, daß wir in Gestalt der Brennerflamme ein volumetrisch den Voraussetzungen der Rechnung entsprechend einsetzbares Vergasungsmittel haben. Es erlaubt, das Verfahren auch in verkleinerter Größenordnung zu simulieren , es in Einzelstttfen versuchsmäßig zu testen.

Das Wärme/Temperatür -Diagramm der Figur 3 ist οine auf den Kopf gestellte Vergrößerung des a-Vergasungsabschnittes der Figur 2, mit gleicher Bedeutung der Buchstaben.

Sie stellt etochiometrische Gleichgewichtszustände des Vergasungsablaufs dar.
Von rechts wird die Vergasungsflamme 19a , stochiometrisch dosiert

zugeführt, von links her wird die stochiometrisch erforderliche Menge Kohle 1 herangeschoben. Zwischen Beiden findet die Vergasung mit absteigender Temperatur längs der Linie V zwischen P' und K¹ statt. Sie setzt also bei hoher Temperatur um 1550 oC ein und wäre -einschlließlich der Entgasung- bei etwa S6O oC. zu Ende.

In Wirklichkeit ist die als "Leitlinie der Vergasung " zu bezeichnende Verbindung zwischen Anfang bei P¹ und Ende bei K' keine Grade. Sie ist vielmehr eine von P^? aus anfänglich steil nach unten abfallen&el· ,

unterhalb 1000 oC immer langsamer nach K¹ hin umkehrende Kurve. Im Anfang geht das C0_ der Flamme19a fast augenblicklich in das CO des Kohiegases 12 über. Im Bereich um ROO oC wird dieser Vorgang langsaaer. Er geht allmählich in den Bereich des Entgasens über, bis auch dieses bei K' sein Ende hat. Die Darstellung der '^ig$r 5 ist sine auläseige Vereinfachung dieses Vorganges. Mit absteigender Temporatuibimmt die Länge It. der von der V-Linie nach; oben- auf steigenden Schraffurlinian su. Das · läßt sich so deuten: die Gesamthöhe- P'-K" entspricht der in einer Periode vergasten gesamten Kohle-Menge. Diese wird in etwa zwanzig auf einander folgenden Schuppen abgetragen, mit je Schuppe zunehmender Reaktionszeit. Im Punkte ff· ist dieser Vorgang zu Ende, ist sowohl die

Kohle als auch die der Flamme für die Vergasung vzur Verfügung stehende Temperaturspanne verbraucht. Das entstandene Kohlengas 12 ist durch die Kohlensohüttung hindurch abgeströmtes hat dabei die nicht verbrauchte

- durch das Dreieck M-K-K¹ dargestellte- Restmenge Flammengas in sich aufgenommen.

■Eine neue Periode verlangt: Neue Kohle 1 muß in 6en frei gewordenen · Raum P'-K" - K¹ einströmen; ihn auffüllen, entsprechend muß ne*ies Flammengas 19a mit hoher Anfangstemperatür P^f im Raumo PVn K¹ - P" zur Verfügung stehen. Hierzu ein Zahlenbeispiel mit Anhaltssahlcn aus der Hauptanmeldung OS 30 20 103 A1; (S.22.¹)

Je m der von der Flamme 19a beheizend durchfloasenen Kammerwand werde je Stunde 1 πκ Kohleschüttung 1 tait asm Haumgawlcht 0,7» vereaftt. entsprechend 7OO kg/h J^ohlegewicht. Has 'bedeutet —

_w auf das Volumen der Kohleschüttung bezogsn— /t^wv

ein notwendiges Nachschieben mit der Geschwindi^kait : ν » 1,66dl/ ,

BAD

■: 33 1 0Ü4S

An Kohlegewicht werden vergant je Stunde 700 kg,

je Minute 11,66 kg

ie Sekunde 0,194 kg. An Flammengas 19 werden." , ^&

gebraucht je kg Kohle : , 6^1Tj = 5,096 m*.

davon für die eigentliehet ,20 _

Vergasung nur der Anteil 19·a entsprechend ^,096.0,5 - 2,548 nr/kg. Mithin jeO,ip4 kg Kohle in der Sekunde... 0,433 m^D,

das Sntspricht bei 1 m Arbeitsfläche einer Flammengaa.» Geschwindigkeit beim Eintreten in die Vergasungszone :^ ₌ 6,493 m/s

ι "s ·

Die notwendige Geschwindigkeit ν des abfließenden Kohlegases 12 errechnet sich bei einem erzeugten Volumen je kg. Kohle :

4*14! * 5,478 m⁵ feu in der Sekunde erforderlich : 3,478 . 0,194 = 0»6?4 m^{3 1}*² entsprechend einer ausflußgeschwindigkeit

V₁₂ - 0,674 m/s.

Die Breite K"-P' beträgt 1,66 cm bei einer Vergasungszeit 1 Minute je Periode. _

Hin"ÄschegehaIt ka = 0,065 bedeutet bei einer YergasungsIeistung 700 kg je Stunde 45,5 V<? an linvergasbarem, bei einem spezf. Gewicht

um 2'ein Schmelzvolumen 379 oa? oder einen 0,379 mm dicken Schmelzefilm • je Minute, auf 1 m² KaraterfIache.

Nach dem Schema der figur 3 und den Zahlen auch der OS $0 20 103 Α0Ι zieht die Vergaeungeflamme 19a je kg Kohle in die Kammerfläche 6 rd. 1800 oC heiß mit der Wärme _{1? 9Q2} . ^_{5 tzw}. ^_{59 kJ} ein.

Diese Wärme wird 1,2

in der Vorzone von 1 800 cC bis 155Ο oC zu 0,1^8 mit 1 0J6 IcJ, in der Vergasungszone zwischen 155O-26Ö θύ? Ο,·.^.16 5r-346 k|",

verbraucht, es verbleiben ab 260 oC ein Rest0i144 mit 1 077 kJ. Das entspricht bei einer Schicht-Leistung 11,66 kg je Minute j

und einem Schichtvolumen O,Oi66 m5 einer Belastung mit Hestenergie zu j ■

11,66 . 1077 - 754 455 kJ Je a⁵
0,0166 (180 314) kcal "

(ca 209) kW " , in der Hochtemperatur-Technlk

gebräuchliche Zahlen.
Die ermittelten Gasgeschwindigkeiten v_1Q mitO,453 und V₁₀ alt 0,674

m/s and der Kohlevorschub v-j mit 1,66 m/min entsprechen beispielsweise ' in der Verfahrenstechnik des Saugzugs interns üblichen Wertenjt___

Insofern könnte das vorliegende Zahlenbeispiel aleo.li'jMWaalen Betriebsbedingungen entsprechen.

Stochioeetrinche Gleichgewichtsbetrachtungen dütfen aber aa betrieblicher Zwängen nicht vorbeigehen. So könnte aus Korrosionsgriinden eine Windes t-Temperatur erforderlich, aus Problemen der Backfähigkeit eine Temperatur in der-auf die Vergasung zuwandernden Kohle unter 400 oC erwünscht sein.

Ganz zu schweigen von Problemen der Gasreinigung.

Wie ist die Kohle'gas-Temperatur T«? zu beeinflussen? Sie wird nach Fig. 3 maßgebend von der dem Kohlegas zufließenden Restwärme bestimmt, von dem das Gleichgewicht Flammengas 19a zu Kohle übersteigendem Anteil an Gas 19a. Äußeres Merkmal ist die gleichbleibende , i.a. über dem Punkt Φ liegende Temperatur. Soll unter diesen Umständen die DurchsatzIeiatung, ohnfi Änderung der Qualität des erzeugten Kohlegases, gedrosselt werden,

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so müssen Flamme 19a und Kohlevorschub ν im gleichbleibenden Verhältnis geändert werden.

es vordringlich um eine Erhöhung der Abgastemperatur T 12, so muß bei gleichbleibendem Kohlenachschub ν die v^gg-Rate Flamraengas erhöht werden, beispielsweise um den Betrag M- M_ . Dadurch verschiebt sich die Leitlinie der Vergasung von V auf V . Der für die Vergasung selber erforderliche Anteil Flnrmnengas 19a bleibt gleich hoch. In der nunmehr erhöhten Menge Flammengas 19a -wird aber das Ende dor Vergasung bereits bei der Temperatur f(i. erreicht. Der "normale" durch das Dreieck K-Sä-K* gekennzeichnete Überschßi nicht an den _λ wärmeverbrauchenden Vergasungsreaktion unbeteiligten, Flammengases erhöht sich entsprechend dem vergrößerten Dreieck fc-M-p-K' . Er vermischt sich - als erhöhter Ballastmit dem abziehenden Kohlegas 12 und vermindert zusätzlich dessen Heizwert bei gleichzeitig erhöhter Temperatur T12j_#

Ein Problem besonderer Art ergibt sich aus der sogenannten "Backfähigkeit" vieler Kohlearten, sie erschwert, ,ja verhindert das Anwenden vieler Vergasungsmethoden und verengt vor allem auch wirtschaftlich deren Verwendungsbereich. Die konventionelle Technik versucht ihr u.a. durch Verkleinern der Korngröße, durch Staub-und v/irbelschicht-Verfahren beiSukommen.
Die vorliegende Erfindung zeigt folgenden Weg :

Das Eintreten des mit Z bezeichneten plastisehsa Zwischea^ustandes ist gekennzeichnet- durch eine Mindesttemperatur um %$Q oC und durch ein sehr langsames'Fortschreiten der dann einsetzenden sogenannten »Garung". 20 bis 25 cm Koli&aöküttung werden in t? bis 4 Stunden durchwandert, das entspricht einer Geschwindigkeit r^ 0,166 bis 0,08 m / min. Die aus dem Zahlenbeispiel ersichtliche Vergasung^ bzw, Vorschub-Geschwindigkeit v. der Kohle liegt mit ν us 1,66 m/Min zehn bis zwanzig mal höher.Dae "bedeutet· ein,von.des ihm entgegenströmenden Kohlegas 12 auf über 350 oC erhitztes_{Kohlekorn erreicht die Vergasunszone ζ zehn bis zwanzig mal sahneller alg die Möglichkeit der piatischen Zone Z, eich su entwickeln. Wird das Hehlekora .1 Minute vfcr dem Kontakt mit der Vergasungsflamme auf über $$Q oC gebracht, so hat es noch 1,66 cm Weg vor sich. In dieser letzten Minute '.. -Kann sich die plastische Zone in oder an ihm nur bis auf etwa f mm Tiefe entwickeln. Eine solche wird-von dem ausströmenden Kohlegas 12 ohne Schwierigkeit durchstoßen. Sie bietet vielmehr die Möglichkeit, jaitfsrisaenen Staub in der Kohleschüttung festzuhalten und mit dies3r' in den Schmelzbereich der Vergasung zurückzufordern, Der Kohlenachschub wiifHdadurohlunmittelbar vor der Vergasung J kaum noch behindert. Aue d&m Schema άβτ Figur- 3 ergibt siob» daß dieser Vorgang unmittelbar der VergasunggsonS vor^egläuft, da§ die Zone goöes plastischen Zustandes aichuhur"'bei ^Mg^ndar~®Ein» abgabe aus dem Kohlöga« überhaöpfr bilden kann, -Saß sie" rlsmit auc^äÄ .*' die Stelle deren höchster Intensität, an, die Stelle-das Eintritts des Kohlegases in die Kohleschüttungjgebunden ist. Diese gowiasanaaßen in die Vergasung integrierte i&sung de«' B&ck-wermögens ist sin besonders typisches Kennzeichen ds τ Erfindung,

SchliaSlich erlaubt die an einem tynlsQh&n Teil d^r VergasUngsflache zu gewinnende Erkenntnis eiaen g-acksoiilfegauoii sudT den daraus resultierenden notwendigen Aufwaaa an Ratna fö? Jas äSa^aatverfahren, mit anderen Worten eine ¥oraussohau auf dia zn erwartende Bsua/2eit-.

Haoh Figur 1 dürfen wir die Sohraelzkammar 13 als ^ina Halbkugelschale mit dem Hadiue r_TTbetrachtea. Ihr_Yoluman

ist der für dia fiaserSeugu,3\ff erforderliche Cagaistrrstasa, vsrgliOhaa mit dem deff ",^a^ifier " analoger Verfahren.

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Dabei verftehen wir unter "Nutzfläche" dip Oberfläche ripr vom Raum-Gewicht der zu vergasenden Kohleschüttung bestimmten Fläche, nicht diejenige des spezifischen Gewichtsenteils. Sie ist im Verhältnis : 1 / spezf.Gew. größer, d.h. 700 kg Kohlegewicht des Zahl^nbeisDiels erfordern

1 / 0,7 = 1 m3 Volumen Kohleschüttune,, odeif'· :

1ooo kg zu vergasender Kohle beanspruchen ein Volumen 1^428 nT, mithin die Nutzfläche :1,428 _a2»Das ergibt folgende Beziehungen : für den erforderlichen Flächenanteil an der HalbkugelρchaIe

^NV = 3/4 ·7Γ - ι? ^m2 ( 4 )

und für ihren Radius r °

r_v = v N_V / o,75 . Jr ^m · C 5 )

Ein für die stündlicher Vergasung von 1ooo kg Kohle entsprechend 1»428 m Kohleschiittung erforderlicher Vergaser nach Fig.1 verlangt einen

Radius : / ; =7— ...

ry . i "1,428 / 0,75 ΊΚ = 0,77 m , (6)

fünffacher Durchsatz bzw. 5o°o kg/h Kohle würden erfordern bei 5facher ¹V - 7,14 : _rv5 = V' 7,14 / 0,75 -λ - 1,739 m . (7)

Das entspräche nach (3) einem Gefäßvolumen

VV5 = 2/3 . X . 1

Nach V6B-TB 201 S, 186 ff setzt das C-E -Verfahren für dieselbe Vergaserleistung 5 "t/h einen^gasif ier*folgender Ausmaße an:

2ylindrisfcher Seh&cht mit 2,74 ^m Durchmesser und 28,16 m Böhtf, entsprechend einem Rauminhalt um 52. m.3.

Das ist mehr als das Vierfache eines Vergasers nach der vorliegenden Erfindung'.

Zusammenfassung

In einer Schmelzkammer 13 wird dosierbar in Gestalt einer Brennerflamme 10 ohne temperaturbremsende Mitwirkung von Eohle^ein sehr heißes und damit wirksames Vergasungsmittel erzeugt. Es wird in einer zweiten Stufe in .einer die Flamme umhüllenden sehr schmalen Vergasnngszone 6 dosiert mit_fdieser ebenfalls dosiert zugeführten, Kohle 1 zusammengebracht und dabei in Kohlegas 12 umgewandelt.

Infolge der hohen Flammentemperatur ( um 1800 oC ) kann de» Brenngas des Impulsbrenners 14 Wasserdampf zugemischt und auf diese Weise durch Wassergas-Zusatz der Heizwert des erzeugten Kohlegasea 12 bis

zum Doppelten sonst erreichbarer Werte verbessert werden.

Bei dieser Vergasungsreaktion wird die in der Flamme 1<?a zugifii&rte Wärme schlagartig verbraucht. Die Temperatur Slnfct bis auf Ptwa 260 oC ab. Mit dieser Temperatur zieht das Kotolögss 12 aus der Vergasungszone 6 ab, in die im Gegenstrom zugeführte Kohlenschüttung 1. Dabei überträgt sie ihr Wärme. Das reicht aber im allgemeinen nicht dazu aus, im Kohle-Strom kurz vor der Vergasung noch plastischen Z»i6Che^Ziwstand herzustellen. Im übrigen läßt sich die Teaperatur T-12 ^d«s Kohlegases durch VerSnÄem des Verhältnisses : JTlammengas 19a zu Kohle 1 steuern.

Dabei ist zu beachtpn, daß sie aus betriebliehen Gründen ( Korrosion) nicht unt£r die ^00 oC -Grewze aBeinVen sollte, während das vorerwähnte⁵ Problem des BUekvermöge'na· im Gegenteil anstrebt, diese Grenze wesentlich nihftt zu Überschreiten.

Der Impulsbrenner 1/1 soll die Schme TzkaiH»«? 13 möglichst gleichmäßig verteilt mit dem heißen Ver«asi*n#3wit »"el 1f erfüllen. Dessen vordringliche Aufgabe besteht darin, das UnvergasbäreWaus der Köhlewandung abzuschmelzen und zum Ausgang 10 hin abfliePen zu lasnen.

-Der schon erwähnte hohe Wärmeverbrmich der Vergasung ist ein hervorragendes ^ühlmittal. Er Prgetat die $on«st "bei fiochtemperatur-Verfahren notwendige kostspielige keramische Isolation. Die niedrige "/ärmeleitzah dar Kohle trMgt dazu bei, die Zone des Ja r me ums at ζ es tr0tz an sich hoher Knprsn.pHir:>>te ZiJ begrenzen.

Geregeltes ^fließen ^Tori. Flammenwprme 19a setzt geregeltes Äbfliessen des Kohlegases IJ? voraus.Dabei ist der Durchfluftwiderstand, die Gasdurchlässigkeit der Kohleschüttung 1 zu überwinden. An dieser Aufgabe ist im Zusammenwirkefl. mit d&l\ fJrsnmÄygeb Vasen vor allem das $S«igz\rg-GebläFe 2j beteiligt : Sichern der erfindungsgemäßen Kreislaufströmung durch das ganze Verfahren .

Das Gebläse 25 entnimmt der SehneIzkammer 1? den Füamnenantei] 19(i-a Dieser hat dar? ungestörte Ablaufen der Schmelze 11 zu aichesm, Luf^ vorzuwärmen, Vergasungsdampf zu erzeugen, überhaupφchwankπngen im Hauptkreislauf der eigentlichen autethernen Vergasung auszugleichen. Seine wichtigste Aufgabe liegt beim Anfahren gas dem kalten Zustand_r solange die Vergasung noch nicht imstande, ist, die langsam steigende .-.Leistung des Brenners abzunehmen.

Die Möglichkeiten durch das Verfahren nach der Erfind\ing den Heizwert des erzeugten Kohlegases zu erhöhen, aus dem BfickvermfVen vieler Kohlearten sich ergebende Schwierigkeiten zn nei^tern,werden vorteilhaft vermehrt durch die Aussicht auf verminderten apparativen Gesamtaufwand.Der Vergleich mit analogen Bemühungen der Kohletechnik läßt hohe Raum-Zeit- \usbeuten erwarten.

Er rückt die Frage der 'Virtschaftl. ichkeit in den Vordergrund, sie lüßt sich endgültig erst durch die praktipche Erfahrung entscheiden.

Die Erfindung besteht in einem -präzisen ZufanvT.enspiel an sich erprobter Verfahrens-Elemente, z.B. in der Techniki eine Sehjsfelzkaromer mit einer Hochtemp4raturflamme₍ glei<eii#§6£e: g|u füllen.

Mßnes Zusammenspiel läßt sich an verkleinerten r.'aßstäben, übertragbar auf Großanlagen , simulieren. Das gibt notwendiger Entwicklungsarbeit sichere Grundlagen.

Hierzu : 2 Blätter mit 11 Patentansprüchen 3 Blätter Figuren

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Claims (1)

1. JOHANNES WOTSCHKW, ILSE WOTSCHfe© ττήα iiiöflAJeh" iVOTSCHiS^ in HANNOVER

   Zusatzanmeldung zu DE 30 20 103 A 1 s

   "Verfahren zum regelbaren autothermen Vergasen feater Brennstoffe mit atmosphärischer Luft"

   Zusatzansprüche

   ) Verfahren nach OS 30 20 103 A 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß in einer ersten Stufe in Gestalt einer ,ssntralsn ©rennerflamme ein dooierbares- ohne temperaturbremsenda Mitwirkung von Kohle hergestelltes- sehr heißes'und damit 3shr wirksames Vergasungsmittel erzeugt wird

   und daß dieses in einer zweiten Stufa in sinor die Flamme 19 rings umhüllend umschließenden schmalen Vergasungszone 6, dosiert, mitt dieser Zone dosiert gesteuert sugeführter$Sohle 1 sn In notwendigen Temperaturgrenzen geregeltem Kohlsgas 12 umgewandelt wird.

   ) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet,daß infolge der erzielbaren hohen Temperatur der Flamme 19 den Brenngasen des sie erzeugenden Impulsbrenners 14 Wasserdampf sugemlscht werden darf und daß auf diese Weise durch zusätzlich erzougtes Wassergas der Heizwert des üblichen Kohlegasea 12 erheblich verbessert wird

   ) Verfahren nach Anspruch 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Vergasungszone 6 austretende Kohlegas 12 die iss Gegenstrom ihr zufließende Kohle 1 nicht mehr auf eina Tsapsratur Torwärmen kann, bei welcher allenfalls durch BaokfiÜiigksii bsginaander plastisohe Zustand die Vergasung noch behindern geschweige dsnn -verhindern kann.

   ) Verfahren nach Anspruch i) bis 3) dadurch gskennsolohnet, daß die Temperatur dos entstehenden Kohlegasea 12 zait Büoksioht auf Korrosionaproblerae notwendige Mindesttemperature^ nicht unterschreitet,

   ) Verfahren nach Anspruch 1) bis 4) dadurch gskennseichnet, daß die Vergasung Erschwerendes wie Asch3 ,ala Schmelze 11 zügig aus der Vergasungszone entfernt wird.

   ) Einrichtung zum Durchführen der Vergasung nach Anspruch 1) bis5) dadurch gekennzeichnet daß ein Impulsbrsnner 14 äi^a Sohaelzkanin» r gleichmäßig sit Vergasungsflamme füllt.

   ) Einrichtung, dadurch gekennzeichnet , äaß dar hoho ©aaoths.r^L..a|^k^- brauoh, verbunden mit der niedrigen Wärael-iitfähi-jrScsit dar- ■ SoÄle ς ■ Sie Vergasung auf eine schmale, die Braisn-sx-flasHia© iisa&üllend-e "Yergasungs Zone 6 ' " beschränken, welche durch ihra ICühl^irliimg sonst üblichen kostspieligen Wärme sehst ζ nach außen erspart .

   ) Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daS sia Ssugsuggabläae 23 Torhanden ist,ait der Aufgabe, durch Znaasamaiiwiricsn ait analogen Einrichtungen, wie z.B. den Brennorgsbläscsn · 22» £5 «»ei 30 die verfahrensgerechte Umlaufströmung der Gase zu gewährleisten.

   9) Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, ä&B ein Gabläse 29 vorhanden

   ist, um aus der Flammenkammer 15 einen GiMsantail 19(i-a) abzuziehen, ' für besondere iufgaben wie Siohern das Scjcsislasablaufsna 11, Vorwärmen der Brennerluft 8, Herstellen dss VergaeiingsdaiapfGS, 3f? ±at besonders wichtig beim Anfahren , beim Ausgleichen :ΐΆ2<ι1:ίΐ3βί.*;βη innaren Überdrucks und beim Anschluß der Vergasung an Ivenädeinrichtungen·

   ) Einrichtung zum präzise geregelten Nachaohi^'Hi dar Kohla 1 in die Vergasungszone 6. ^.

   Ansprüche ^Fortsetzung) — 1 -

   ) Verfahren und Einrichtungen nacn den \nspriichen O bis 10) dadurch freicennze lehnet,

   daß durch sie nicht nur ein hreites Band unterschiedlicher Kohlearten in Kohle^as verbesserten Fei7,werte.^c umgewandelt wird ,

   sondern daß dabei auch in· vereinfachter Zufammenarbeit mit konventioneller 0asreini(7iin# das Ausscheiden umweltgefährdender Schadstoffe technisch und wirtschaftlich vereinfacht und verbepsert wird.