DE357615C

DE357615C - Oil and air supply device for gasification retorts

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Publication number: DE357615C
Application number: DED32431D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1916-03-11
Filing date: 1916-03-11
Publication date: 1922-08-29

Description

Öl- und Luftzufährungseinrichtung für Vergasungsretorten. Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Apparat zum Mischen und Fortleiten eines flüssigen Kohlenwasserstoffes oder anderen Brennstoffes und Luft oder eines die Verbrennung unterhaltenden Gases in einem ständig aufrechterhaltenen Verhältnis fär jede gewünschte Menge der Abgabe. Die neue Vorrichtung zur Mischung und Fortleitung ist in ileuartiger Weise mit einem Apparat verbunden, der zur Herstellung eines perma,-nenten brennbaren Gases durch Oxydation der Mischung von Kohlenwasserstoff und Luft in einer Retorte dient. Es soll ein brennbares Gas erhalten werden, welches gleichmäßigeBeschaffenheit besitzt, ohne Rücksicht darauf, in welcher Menge es hergestellt wird. Der neue Vergasungsapparat liefert nicht nur ein Gas von gleichmäßiger Beschaffenheit auch bei wechselndem Bedarf, sondern kann auch benutzt werden, um eine bestimmte Menge von Kohlenwasserstoff in ein permanentes brennbares Gas zu verwandeln, welches bei der vollkommenen Verbrennung in einer Gasmaschine oder für Heiz- und andere Zwecke das Maximum von Wärmeeinheiten liefert. Die Vorrichtung zur Leitung, welche die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Beschaffenheit des durch den Vergaser erzeugten Gases bei schwankendem Verhältnis der Abgabe von Kohlenwasserstoff und Luft ermöglicht, kann auch benutzt werden, um den Kohlenwasserstoff unmittelbar vollständig zu verbrennen. Oil and air supply device for gasification retorts. The present invention relates to a novel apparatus for mixing and conveying a liquid hydrocarbon or other fuel and air or combustion sustaining gas in a steady-state ratio for any desired amount of delivery. The new device for mixing and conveying is connected in a ileo-like manner to an apparatus which is used to produce a permanent, flammable gas by oxidizing the mixture of hydrocarbons and air in a retort. The aim is to obtain a combustible gas which is uniform in nature regardless of the amount in which it is produced. The new gasifier not only delivers a gas of uniform quality even when the demand changes, but can also be used to convert a certain amount of hydrocarbon into a permanent combustible gas, which can be used in a gas machine or for heating and other purposes during perfect combustion Purposes provides the maximum of thermal units. The conduction device, which enables the maintenance of a uniform quality of the gas produced by the gasifier with a fluctuating ratio of the output of hydrocarbon and air, can also be used to completely burn the hydrocarbon immediately.

Die weiteren Merkmale der Erfindung sind im fQlgenden dargelegt.The further features of the invention are set out below.

Abb. i ist eine Vorderansicht eines Apparates nach der vorliegenden Erfindung, wobei einige Teile im Risse gezeigt sind. Abb. 2 ist eine vertikale Ansicht senkrecht zu Abb. i, teilweise im Schnitt und teilweise im Aufriß.Fig. I is a front view of an apparatus according to the present invention Invention, with some parts shown in cracks. Fig. 2 is a vertical view perpendicular to Fig. i, partly in section and partly in elevation.

Abb. 3 ist ein längsgerichteter zentraler Schnitt des Injektors für den Kohlenwasserstoff und ein Schnitt in der Ebene eines der Konverter nach der vorliegenden Erfindung.Figure 3 is a longitudinal central section of the injector for the hydrocarbon and a section in the plane of one of the converters of the present invention.

Abb. 4 ist ein Schnitt nach der Linie x-x von Abb. 3. Fig. 4 is a section along line xx of Fig. 3.

In den Zeichnungen ist die Einrichtung für zwei Einheiten veranschaulicht. Es kann aber auch nur eine Einheit oder eine beliebige Zahl derselben verwendet werden.In the drawings the device is illustrated for two units. However, only one unit or any number of the same can be used will.

Eine Konverterkammer i ist vorteilhaft mit einem Metallgehäuse 2 und einer Auskleidung aus feuerfestem Material 3 versehen. In der Kammer i sind passend gestützt Konverter oder Retorten 4 angebracht. Ihre Stellung zueinander bei Verwendung von mehr als einem Konverter ist in Abb. i in gebrochenen Linien gezeigt. Die Konverter 4 sind mit Prallwänden versehen.A converter chamber i is advantageously provided with a metal housing 2 and a lining made of refractory material 3 . Converters or retorts 4 are fitted in the chamber i, suitably supported. Their position in relation to one another when using more than one converter is shown in broken lines in Fig. I. The converters 4 are provided with baffle walls.

DLr mit einem die Verbrennung unterhaltenden Gase, wie Luft, gemischte Kohlenwasserstoff tritt in den Kanal 5 ein und geht um die einzelnen Prallwände, wie in Abb. 3 durch Pfeile angezeigt ist. Nach der Vergasung tritt das Gas in den Gasabzug 6 und gelangt von hier zu einem (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Gasbehälter.DLr hydrocarbon mixed with a gas that maintains combustion, such as air, enters channel 5 and goes around the individual baffles, as indicated by arrows in Fig. 3. After the gasification, the gas enters the gas vent 6 and from there arrives at a gas container (not shown in the drawings).

Beim Beginn des Betriebes werden Kohlenwasserstoff und Luft durch die Flamme & in den Kanal 7 gezogen. Die brennenden Gase gehen durch den Kanal o um die Konverter und erhitzen diese auf die Temperatur, welche erforderlich ist, um die Mlischung von Kohlenwasserstoffdampf und Luft in die gasförmigen Bestandteile zu zersetzen. Die Produkte der die Heizung hervorrufenden Verbrennung gehen durch die Abzüge io in den Bodenabzug ii und durch das Rohr 12 zu dem Schornstein.At the start of operation, hydrocarbons and air are drawn through the flame & into channel 7 . The burning gases pass through the duct o around the converters and heat them to the temperature required to break down the mixture of hydrocarbon vapor and air into the gaseous components. The products of the combustion producing the heating go through the flues io into the floor flue ii and through the pipe 12 to the chimney.

Wenn die Konverter auf die für die erwähnte Zersetzung notwendige Temperatur gebracht sind, wird das Gas entweder von der Gasleitung oder dem Gasbehälter durch das Rohr 13 zugelassen. Die Flamme 8 wird abgestellt. Es wird Luft in die Luftleitung 14 gezogen oder gepreßt, geht durch den Kanal 15 in den Behälter und durch die öffnungen 16 der Auskleidung 3. Hier vereinigen sich Gas und Luft und halten die für die Gaserzeugung notwendige Temperatur in dem Konverter aufrecht. Die Verbrennungsprodukte gehen durch die beschriebene Leitung zu dem Schornstein.When the converters are brought to the temperature necessary for the above-mentioned decomposition, the gas is admitted through the pipe 13 either from the gas line or from the gas container. The flame 8 is turned off. Air is drawn or pressed into the air line 14, goes through the channel 15 into the container and through the openings 16 of the lining 3. Here gas and air combine and maintain the temperature in the converter which is necessary for gas generation. The combustion products go to the chimney through the duct described.

Bei der technischen Erzeugung von Gas aus flüssigem Kohlenwasserstoff mit einem vorbestimmten kalorischen Wert und chemischer Beschaffenheit muß der Apparat erstens eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Verhältnisses zwischen Kohlenwasserstoff und Luft, sowie zweitens die Aufrechterhaltung dieses Verhältnis##es für alle Volumina von vereinigtem Kohlenwasserstoff und Luft besitzen. Der Druck auf Kohlenwasserstoff und Luft muß in gleicher Weise für alle Schwankungen der erzeugten Volumina wechseln. Der Flüssigkeitsdruck, welcher mit jeder Veränderung der Niveaus in dem Flüssigkeitsbehälter, aus dem eine unmittelbare Entnahme durch den Injektor eintritt, schwankt, genügt, das Verhältnis zwischen Kohlenwasserstoff und Luft zu verändern, obgleich der Luftdruck sowohl auf Kohlenwasserstoff wie Luft in einem gegebenen _A-ugenblick der gleiche ist.In the technical production of gas from liquid hydrocarbons with a predetermined calorific value and chemical nature, the apparatus must firstly have a device for maintaining a certain ratio between hydrocarbon and air, and secondly the maintenance of this ratio ## es for all volumes of combined hydrocarbon and air own. The pressure on the hydrocarbon and air must change in the same way for all fluctuations in the volumes produced. The liquid pressure, which fluctuates with every change in the level in the liquid container from which an immediate withdrawal by the injector occurs, is sufficient to change the ratio between hydrocarbon and air, although the air pressure on both hydrocarbon and air at a given moment is the same.

Zur Erfüllung der angegebenen Bedingungen wird eine Mischvorrichtung vetwendet, welche ein Nadelventil 17 besitzt. Durch dasselbe wird Kohlenwasserstoff in ein Rohr 18 abgegeben. Ein Hauptluftrohr ig gibt durch ein Ventil 38 Luft in das Rohr 2o, welches durch den Kanal 5 in den Konverter führt. Der Luftdruck kann von irgendeiner gemeinsamen Leitung erhalten werden, beispielsweise von einem Kompressor 21, der Luft in die Hauptleitung 2-z, die mit dem Rohre ig in Verbindung steht, führt. (Im folgenden wird eine Einrichtung für eine einzige Einheit geschildert.) Ein Ansatzrohr 23 tritt von dem Rohr ig in den oberen Teil des Behälters 42 bei 23a ein (Abb. 3). Ein Aiisatzrohr 24 führt von der Hauptleitung -,2 zu der Flamme 8 und bringt durch ein Ventil 25 Luft zu der Leitung 14 (Abb. 2). Ein anderes Zweigrohr 26 führt von dem Hauptrohr 22, zu dem Kohlen-,vasserstoffbehälter 27 und bringt Druck auf den Kohlenwasserstoff (Abb. i). Es wird so Luftdruck auf den Kohlenwasserstoff in dem Behälter 42 und dem Behälter 27 ausgeübt, und zwar im wesentlichen ein Luftdruck, der dem Luftdruck des Kompressors 21 gleich ist. Der Druck der Luft am Punkte der Mischung der Luft mit dem Kohlenwasserstoff ist etwas niedriger, da ein Teil des Luftdruckes in Bewegung umgesetzt ist.A mixing device which has a needle valve 17 is used to meet the specified conditions. Through the same, hydrocarbon is discharged into a pipe 18. A main air pipe ig is through a valve 38 air into the pipe 2o, which leads through the channel 5 into the converter. The air pressure can be obtained from any common line, for example from a compressor 21, which feeds air into the main line 2-z which is in communication with the pipe ig. (A single unit device is described below.) An extension tube 23 enters the upper part of the container 42 from the tube ig at 23a (Fig. 3). An auxiliary pipe 24 leads from the main line 2, 2 to the flame 8 and brings air to the line 14 through a valve 25 (Fig. 2). Another branch pipe 26 leads from the main pipe 22 to the carbon, hydrogen tank 27 and pressurizes the hydrocarbon (Fig. I). Air pressure is thus exerted on the hydrocarbon in the container 42 and the container 27 , to be precise an air pressure which is essentially the same as the air pressure of the compressor 21. The pressure of the air at the point where the air mixes with the hydrocarbon is somewhat lower, as part of the air pressure is converted into motion.

Ein Rohr 28 (Abb. i) führt nahe vom Boden des Kohlenwasserstoffbehälters 27 zu einer Pumpe 29, die von irgendeiner Energiequelle, beispielsweise von der Welle, die den Kompressor c-i treibt, betrieben werden kann. Die Pumpe preßt den Kohlenwasserstoff durch Röhren 30 und 31 in den Injektorbehälter 422 an dem Punkte 31a in Abb. 3. Ein -Überlauf 32 (Abb. 3) hat seine Öffnung vorteilhaft gerade unter der Achse des Nadelventils 17 und steht mit einer Rückleitung 33 (Abb. i) in Verbindung, die zu dem Kohlenwasserstoffbehälter 27 zurückführt. Das Volumen des zugepumpten Kohlenwasserstoffes ist etwas größer als der höchste Verbrauch dcs Injektors, so daß die Injektorkammer bis zu dem Überlauf 32 gefüllt gehalten wird. Das ]#adelventil erhält seinen Zufluß von einem Rohr 34, das in die Injektorkammer 4z herabreicht, wodurch eine Abgabe von Luft verhindert wird. Das Ansatzrohr 23 ist mit einem Ab- sperrventil 35 versehen, um ein Zurücktreten von Luft oder Kohlenwasserstoff aus dem Injektor zu verhindern. -Der Stiel des Nadelventils 17 ist mit einem Zeiger 36 versehen, der durch den Stiel über die Fläche cines festen geteilten Zeigerblattes 37 geführt wird. Das Rohr ig, welches Luft zuführt, ist mit einem Ventil 38 versehen, das gleichfalls mit einem Zeiger und geteilten Zeigerblatt versehen ist. Mittels dieser Ventile kann das Verhältnis von Kohlenwasserstoff und Luft durch eine vorangehende Einstellung festgesetzt werden. Diese Einstellung ist gleichzeitig für die Herstellung der höchsten Ausbeute von Gas des besonderen gewünschten kalorischen Wertes und der chemischen Zusammensetzung endgültig, sowie für die Regelung des Luftdruckes. Es wird einer wechselnden Forderung nach Gas oder einem Wechseln des Luftdruckes infolge der Geschwindigkeitsänderung oder der Änderung der Wirksamkeit des Kompressors Rechnung getragen.A pipe 28 (Fig. I) leads near the bottom of the hydrocarbon tank 27 to a pump 29 which can be operated by any source of energy, for example the shaft driving the compressor ci. The pump presses the hydrocarbon through tubes 30 and 31 into the injector container 422 at point 31a in Fig. 3. An overflow 32 (Fig. 3) has its opening advantageously just below the axis of the needle valve 17 and is connected to a return line 33 ( Fig. I) in connection, which leads back to the hydrocarbon tank 27. The volume of the pumped-in hydrocarbon is somewhat larger than the maximum consumption of the injector, so that the injector chamber is kept filled up to the overflow 32. The] #adelventil receives its inflow from a pipe 34 which extends down into the injector chamber 4z, whereby a discharge of air is prevented. The extension pipe 23 is provided with a shut-off valve 35 in order to prevent air or hydrocarbons from escaping from the injector. The stem of the needle valve 17 is provided with a pointer 36 which is guided by the stem over the surface of a fixed, divided pointer blade 37. The tube ig, which supplies air, is provided with a valve 38 , which is also provided with a pointer and a divided pointer blade. By means of these valves, the ratio of hydrocarbon and air can be set through a previous setting. This setting is at the same time final for the production of the highest yield of gas of the particular desired caloric value and chemical composition, as well as for the regulation of the air pressure. A changing demand for gas or a change in air pressure as a result of the change in speed or the change in the efficiency of the compressor is taken into account.

Die Lufthauptleitung 2,2 ist mit einem Ventil 39 versehen, welches einen verlängerten Hebel 40 trägt. An dem Schwimmer des nicht gezeichneten Gasbehälters ist einstellbar und mit ihm steigend und fallend ein Arm 41 angebracht, dessen L-föriniges Ende unter dem Ende des Hebels 4o eingreift- Wenn der Schwimmer des Gasbehälters steigt und den Arm 41 mit nach oben nimmt, so wird, sobald der Gasbehälter eine vorher bestimmte Grenze erreicht hat, der Hebel 4o gehoben und das Ventil 39 geöffnet. Hierdurch wi-d unmittelbar der Luftdruck auf den Kohlenwasserstoff in dem Behälter 42 verringurt, ebenso der Druck an der Stelle der Luftabgabe für die Vermischung mit dem Kohlenwasserstoff. Das Verhältnis der Abgabe zwischen Luft und Kohlenwasserstoff bleibt aber gleich, wenn auch der Luftdruck und das Volumen des erzeugten Gases sich ändert. Beim Sinken des Gasbehälters wird das Ventil 39 entweder durch ein Gewicht oder in anderer Weise geschlossen. Hierdurch wird der Luftdruck gesteigert und ebenso direkt proportional zu diesem das Volumen des erzeugten Gases.The main air line 2, 2 is provided with a valve 39 which carries an elongated lever 40. On the float of the gas container (not shown) is adjustable and with it rising and falling an arm 41 is attached, the L-shaped end of which engages under the end of the lever 4o As soon as the gas container has reached a predetermined limit, the lever 4o is raised and the valve 39 is opened. This directly reduces the air pressure on the hydrocarbon in the container 42, as does the pressure at the point of air discharge for mixing with the hydrocarbon. The ratio of the release between air and hydrocarbon remains the same, even if the air pressure and the volume of the gas produced change. When the gas container sinks, the valve 39 is closed either by a weight or in some other way. This increases the air pressure and the volume of the gas generated is also directly proportional to it.

Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Retorte 4 und auch der Hilfsapparat für den Gebrauch der Retorte fortgelassen werden, so daß die Mischung von Kohlenwasserstoff und Luft unmittelbar am Ende des Rohres 2o von Abb. 3 verbrannt werden kann.According to one embodiment of the present invention, the retort 4 and also of the auxiliary apparatus for the use of the retort may be omitted, so that the mixture of hydrocarbon and air may be combusted directly in the end of the pipe 2o of FIG. 3.

Die Gasleitung 6 umgibt das Ableitungsrohr 7,o, welches Kohlenwasserstoff und Luft nach dem Konverter führt. Hierdurch wird eine Vorwärmung von Kohlenwasserstoff und Luft erreicht und eine bessere Vermischung des Kohlenwasserstoffes mit der Luft erzielt. Durch diese Ausnutzung der sonst verlorenen Abhitze kann aus einer gegebenen Menge von Kohlenwasserstoff eine wesentlich größere Menge von permanentem Gas erhalten werden und die Temperatur des Gases vor seinem Eintritt in den Gasbehälter wesentlich erniedrigt werden.The gas line 6 surrounds the discharge pipe 7, o, which leads hydrocarbon and air to the converter. This preheats the hydrocarbon and air and improves the mixing of the hydrocarbon with the air. By utilizing the otherwise lost waste heat, a much larger amount of permanent gas can be obtained from a given amount of hydrocarbon and the temperature of the gas can be substantially reduced before it enters the gas container.

Nach der in Abb. 3 und 4 veranschaulichten Anordnung wird die Leitung 5 mit den Prallwänden zusammengegossen und in dem Verbindungsrohr 2o nur durch ein enges verjüngt zulaufendes Gewinde eingesetzt. Es wird weiter nur ein einziger Flansch verwendet, an dem der Flansch des Rohres 6 befestigt ist. Wie aus Abb- 4 ersichtlich, wird das Gehäuse des Konverters im Querschnitt in der Form einer abgeplatteten Ellipse gegossen. Durch die angeführten Anordnungen wird ein Reißen des Konverters verhindert.According to the arrangement illustrated in FIGS. 3 and 4, the line 5 is cast together with the baffle walls and inserted into the connecting pipe 2o only through a narrow, tapering thread. Furthermore, only a single flange is used to which the flange of the tube 6 is attached. As can be seen from Fig. 4, the converter housing is cast in cross section in the shape of a flattened ellipse. The stated arrangements prevent the converter from tearing.

Der Kohlenwasserstoffinjektor und die Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines beständigen Flüssigkeitsnivea-us in Verbindung mit einem beständigen Verhältnis des Luftdruckes können auch für andere Zwecke als die Herstellung von Gas aus Kohlenwasserstoff benutzt werden.The hydrocarbon injector and the maintenance device a stable fluid level combined with a stable relationship The air pressure can also be used for purposes other than the production of gas from hydrocarbon to be used.

Es ist bereits bekannt (deuts, schrift 231:975 und amerikanische Patentschrift 101305o) Gas aus Ölen dadurch herzustellen, daß man Luft und 01 in die Generatorkammer fördert und das Gas durch die infolge der Verbrennung eines Teiles des Öles gebildete Wärme erzeugt wird. Bei den bekannten Einrichtungen wurde die Zufuhr des Brennstoffes durch den Druckunterschied geregelt, der auf beiden Seiten eines in den Luftzuführungskanal eingeschalteten Widerstandes vorherrscht. Bei der vorliegenden Einrichturg werden -Öl und Luft in den Ofen als Mischung eingeführt, während bei der bekannten Einrichtung eine Mischung durch Verdampfung innerhalb des Ofens erfolgt und das 01 nicht konstantes Niveau hat, vielmehr entsprechend dem schwankenden Niveau in dem Vorra,tsbehälter wechselt. Nach der vorliegenden Einrichtung erfolgt die Mischung durch einen Strahlapparat, während nach den bekannten Einrichtungen eine Rieselfläche benutzt wird. Durch die Anwendung der Zerstäubung wird ei-reicht, daß der Kohlenwasserstoff mit den erwärmenden Flächen nicht in Berührung tritt und eine Abset7urg von Ruß, Teer u. dgl. unterbleibt.It is already known (deuts, font 231: 975 and United States Patent 101305o) Gas from oils produce characterized in that air and 01 promotes in the generator chamber and the gas generated by the formed due to the combustion of a part of the oil heat. In the known devices, the supply of fuel was regulated by the pressure difference that prevails on both sides of a resistor connected to the air supply duct. In the present device, oil and air are introduced into the furnace as a mixture, while in the known device a mixture takes place by evaporation inside the furnace and the oil does not have a constant level, but rather changes according to the fluctuating level in the storage container. According to the present device, the mixing is carried out by a jet apparatus, while according to the known devices, a trickle surface is used. By using atomization, it is sufficient that the hydrocarbon does not come into contact with the heating surfaces and there is no deposition of soot, tar and the like.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Oil and air supply device for gasification retorts, characterized in that in an intermediate container (42) with a constant oil level connected to the storage container (27) and standing under the same air pressure as the latter and switched on in front of the gasification retort, a short pipe (34) is guided under the oil level and is equipped with a needle valve so that the oil always enters the pipe (34) and the pipe connected to it (1: 8) in an amount corresponding to the air pressure, at the mouth of which a further air flow of the same pressure through a pipe (ig) for atomizing the oil and intimately mixing it with it, before the mixture enters the retort.

2. In the device according to claim i, the arrangement that from the main air line (22) a branch line (24) to the heating burner (8) and into the line (14) leading to the heating chamber of the retort and another branch line (26) to the hydrocarbon tank (27) leads to the generation of the same pressure on the hydrocarbon in the main container (27) and in the injector container (42).