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Verfahren und Apparat zur restlosen Vergasung der Kohle. Die restlose
Vergasung bituminöser Brennstoffe (Steinkohle, Braunkohle, Torf, Holz, Abfälle organischer
Natur usw.) erfolgt. in Generatcren entweder im kontinuierlichen Betrieb durch gleichzeitiges
Einblasen von Luft und Dampf (Halbwassergas, Generatorgas, Kraftgaserzeugung) oder
durch abwechselndes Einblasen von Luft und Dampf (Wassergas, Mischgas, Doppelgas).
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Das vorliegende Verfahren bezieht sich auf eine Vergasung in Gaserzeugern
mit Wechselbetrieb, bei welchen in bekannter Weise der Entgasungsraum mit dem Vergasungsraum
ohne Abschluß in unmittelbarer Verbindung steht, und bei welchen das während der
Warmblaseperiode entstehende Destillationsgas entweder durch entsprechende Druckeinstellung
der Windzufuhr oder Gasabfuhr oder durch Aufspeicherung dieser Destillationsgase
in einem Vorratsraum nutzbar gemacht wird.
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Bei diesen Verfahren wurde während der Gaseperiode der Dampf stets
nur in den Unterteil des Gaserzeugers eingeblasen und die Entgasung des bituminösen
Brennstoffes teils durch die Beheizung von außen mit dem beim Warmblasen entstehenden
Generatorgas, teils durch die innerliche Beheizung durch das heiß aufsteigende Wassergas
durchgeführt.
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Die Entgasung kann nun wesentlich befördert werden, wenn man an der
Stelle des Gaserzeugers, wo der Entgasungsraum in den Vergasungsschacht übergeht,
ebenfalls Dampf einbläst. Dieser fördert auch wesentlich die Ammoniakbildung.
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Der Dampf kann in überhitztem Zustande verwendet werden. Zu diesem
Zwecke läßt man ihn die die Retorte umgebenden Heizkanäle durchstreichen, was auch
die Ansammlung brennbarer Gase in den Heizkanälen während der Gaseperiode verhindert,
und man kann zur weiteren Erhöhung seiner Temperatur auch einen eigenen Dampfüberhitzer,
welcher zweckmäßig durch die beim Warmblasen entstehenden heißen Abgase beheizt
wird, anwenden. In diesem Falle kann eine große Dampfmenge angewendet und dadurch
die Ammoniakausbeute wesentlich gesteigert werden, wobei allerdings die Temperatur
nicht über die Zersetzungstemperatur des Ammoniaks getrieben werden darf.
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Man kann auf diese Weise auch bewirken, daß durch den an der Stelle
zwischen dem Entgasungsraum und Vergasungsschacht eingeleiteten überhitzten Dampf
allein die Entgasung des Brennstoffes während des Gasens erfolgt, so daß in diesem
Falle das Hindurchleiten des im Generatorunterteil gebildeten Wassergases durch
den frischen Brennstoff gar nicht erforderlich ist. - In diesem Falle entnimmt man
das Wassergas dem Unterteile des Generators, und die Dampfzufuhr von unten entfällt.
Dabei wird im Entgasungsraum durch den nach oben strömenden Teilstrom des überhitzten
Dampfes nur Destillationsgas mit hohem Ammoniakgehalt erzeugt und oben abgeleitet,
während der Dampf in einem anderen Teilstrom gleichzeitig auch die Kokssäule im
Gaserzeuger von oben nach unten durchstreicht und Wassergas bildet, welches unten
abgeleitet wird. Die beiden Gase können dann in bekannter Weise, getrennt voneinander,
gereinigt und einzeln oder gemischt
in beliebiger Weise verwendet
werden. Will man nur einen Teil des Wassergases zur Förderung der Entgasung durch
den Entgasungsraum hindurchleiten, so leitet man den zur Wassergaserzeugung bestimmten
Dampf an einer tiefer gelegenen Stelle, etwa in der Mitte des Gaserzeugers ein,
so daß ein Teil nach unten streicht und Wassergas bildet, das unten entnommen wird,
während ein anderer Teil nur den oberen Teil des Generators und dann als Wassergas
den Entgasungsraum durchstreicht.
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Handelt es sich um die Erzielung einer höhen Gasausbeute, so muß der
Dampf in möglichst hoch vorgewärmtem Zustande sowohl unter den Rost des Gaserzeugers
als auch an der Stelle zwischen Vergasungsschacht und Entgasungsraum eingeblasen
werden. Die hohe Temperatur bewirkt dann nicht nur überhaupt einen günstigeren Nutzeffekt
in der Gaserzeugung (aber sie verhindert Ammoniakbildung), sondern auch eine vollkommenere
Zerlegung der Teerdämpfe in gasförmige Erzeugnisse, während bei der obengenannten
geringeren Dampfvorwärmung zufolge der geringeren Entgasungstemperatur viel Teer
entsteht.
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In allen Fällen, wo die Dampfzufuhr teils von oben, teils von unten
erfolgt, ist eine Regelung dieser geteilten Dampfzufuhr erforderlich.
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Beim Warmblasen wird der Entgasungsraum durch das im Gaserzeuger entstehende
Generatorgas unter Zufuhr von Luft erhitzt, indem die Flammengase den Entgasungsraum
in den Heizkanälen umspülen. Dabei entsteht aus dem frischen Brennstoff Destillationsgas,
und dieses muß während der Warmblasezeit aus dem oberen Teil des Entgasungsraumes
in dem Maße abgeführt werden, wie es entsteht. . Nach den bisherigen Verfahren erfolgte
dies durch Regelung der Luftzuführung und durch Regelung der Gasabfuhr, derart,
daß an der Stelle des Überganges vom Entgasungsraum zum Vergasungsschacht eine möglichst
unbewegte Gasschicht erhalten wurde. Es sind jedoch zur Abfuhr des Gasgemisches
während .der Gasperiode weite Rohrquerschnitte. erforderlich, so daß schon bei einem
geringen Überdruck im Generator Generatorgas in die Ableitung gelangt. Um dies zu
vermeiden, befindet sich in der Gasableitung (Steigrohr) eine Probeflamme, welche
beim Auftreten von Generatorgas erlischt, und wird dann das Gasabgangsrohr zweckmäßig
durch einen hydraulischen Verschluß rasch abgeschlossen. Während der restlichen
Warmblaseperiode füllt sich dann die Retorte mit Destillationsgasen, die bei der
darauffolgenden Gaseperiode gewonnen werden. Man mußte jedoch trachten, diese restliche
Blasezeit möglichst kurz zu gestalten, weil sonst namentlich bei größeren Apparaten
der Entgasungsraum nicht ausreicht, um diese ganze Menge von Destillationsgasen
aufzunehmen. Um diese Einschränkung zu vermeiden, ist es nötig, den Gasabgang während
der Warmblaseperiode eng zu gestalten, um die Entnahme des Destillationsgases möglichst
über die ganze Dauer der Warmblaseperiode ausdehnen zu können und die dabei austretende
Gasmenge ständig zu messen bzw. zu regeln. Die in dieser Weise ausgestalteten Apparate
müssen somit einen regelbaren Gasumgang von kleinerem Querschnitt als der Hauptgasabgang
besitzen.
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Es kann jedoch auch absichtlich zum Zwecke der weiteren Unterstützung
der Entgasung des irischen Brennstoffes ein Teil des Generatorgases während der
Warmblaseperiode durch den frischen Brennstoff geleitet werden. Auch dies wird bei
geeigneter Regelung des vorher genannten Umganges ermöglicht. In diesem Falle wird
natürlich kein stickstofffreies Gas gewonnen, jedoch ist der Stickstoffgehalt mit
Rücksicht auf die kurze Dauer der Warmblaseperiode gering.
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Zur Ausführung des vorgenannten Verfahrens mit seinen verschiedenen
Abarten wird die in der Zeichnung im Schnitt dargestellte Anlage verwendet. = ist
der Vergasungsschacht, welcher durch Unterwind vom Ventil 2 her warmgeblasen wird.
Das Generatorgas entweicht durch die Schlitze 3 in den Heizkanal 4., wo es mit Oberwind
vom Ventil 5 her verbrannt wird, so daß die Flammengase die Heizkanäle 6 und 7 durchstreichen
und dann in den Dampfüberhitzer 8 eintreten. Die Abgase entweichen durch das geöffnete
Abgasventil bei 9 in den Schornstein.
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Falls zum Zwecke der Erzielung einer höheren Ausbeute an Ammoniak
die Temperatur des Entgasungsraumes niedriger gehalten werden soll, wird durch das
Ventil 5 nur ein Teil des erforderlichen Oberwindes eingeblasen, während der Rest
durch das Ventil @xo in den Dampfüberhitzer eintritt und dort erst eine vollkommene
Verbrennung des Generatorgases bewirkt.
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Zwischen den Heizkanälen 7 und dem Dampfüberhitzer 8 ist ein Abschluß
ii angeordnet, welcher während 'des Warmblasens geöffnet ist, jedoch auch im geschlossenen
Zustand nicht dicht abzuschließen braucht.
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Die Gaserzeugung erfolgt nach Abschluß der Windzufuhr bei 2, 5 und
io und nach Abschluß der Abgasventilklappe 9 durch Einleiten von Dampf durch Ventil
12 in den Dampfüberhitzer. Hier erwärmt sich der Dampf in den eingebauten Schamottesteinen,
und es tritt nun ein Teil des überhitzten
Dampfes durch das Rohr
13 und die Dampfdrosselung 14 in den Unterteil des Gaserzeugers z. Ein anderer
Teil des Dampfes tritt aus dem Überhitzer 8 durch die nie gänzlich vermeidbaren
Undichtheiten des Schiebers ir und außerdem durch Ventil 15 regelbaren Umgang in
die Heizkanäle 7, 6 und 4 und dann durch die Schlitze 3 in den Entgasungsraum 16,
indem er sich hier mit dem zufolge der Dampfzufuhr x4 im Gaserzeuger i gebildeten
Wassergas mischt und den frischen Brennstoff, der durch den Fülltrichter
17 zeitweise nachgefüllt wird, entgast.
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Das Gasgemisch entweicht durch das Steigrohr 18 in die Vorlage ig,
diese enthält das Gasabführungsrohr 20, welches durch eine Tauchglocke 21 abgeschlossen
werden kann.
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Soll kein Unterdampf gegeben werden, sondern die Wassergaserzeugung
im Schacht i durch den bei den Schlitzen 3 eintretenden Dampf allein erfolgen, so
bleibt die Drosselstelle für den Unterdampf 14 vollständig abgesperrt, und es wird
dann das Wassergas durch Abzweig a2 im Generatorunterteil durch ein Rohr mit Abschluß
entnommen..
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Während des .Warmblasens ist dieser letztere Abschluß auf alle Fälle
verschlossen, während die untere Dampfdrosselung r4, auch wenn sie nicht gänzlich-
abgesperrt ist,- auch beim Warmblasen nicht verschlossen werden muß, weil durch
sie nur eine geringe Windmenge nach dem Dampfüberhitzer 8 entweicht und dort zur
Vervollkommnung der Verbrennung beiträgt.
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Um nun auch während des Warmblasens die Desti7Iationsgase ständig
durch eine Entnahmestelle von geringerem Querschnitt entnehmen zu können, wird die
Tauchglocke. 21 in der Vorlage geschlossen, und ein Umgangsrohr 23, welches mit
einem Stehhahn und einer Drosselung zur Messung. der Gasstromgeschwindigkeit durch
Druckdifferenz versehen ist, läßt das in der Vorlage befindliche Gas direkt in den
Gasabgang 2o entweichen.
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Der Hahn in 23 kann nun entweder so eingestellt werden, daß nur die
reinen Destillationsgase ohne Beimischung von Generatorgas entweichen, wobei.bei
zu starker Drosselung ein Teil dieser Destillationsgase aus dem Entgasungsraum 16
durch die Schlitze 3 in die Heizkanäle 4 entweicht und dort mit zur Beheizung der
Retorte dient, oder aber man öffnet den Hahn bei 23 so weit, daß auch eine bestimmte
Menge von Generatorgas mit durch den Entgasungsraum 16 strömt und auf diese Weise
durch seine hohe Temperatur zur Vervollkommnung der Entgasung beiträgt. Es ist deshalb
wichtig, die durch den Umgang 23 strömende Gasmenge ständig messen zu können, zu
welchem Zwecke sich bei 24 eine Drosselung befindet, die vermittels eines Differentialnanometers
25 die Gasstromgeschwindigkeit anzeigt.