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Verfahren zum Erzeugen -von Mischgas in zwei Generatoren. Zur vollständigen
Vergasung von bituminösem Brennstoff werden entweder Generatoren benutzt, in denen
gleichzeitig eine Entgasung und eine Vergasung vor sich geht, oder es werden auch
zwei Generatoren hintereinander mit getrennter Entgasung und Vergasung angewendet.
Bei einfachen Generatoren findet im unteren Teil die Vergasung und im oberen Teil
die Entgasung statt. Bei zwei Generatoren arbeiten diese abwechselnd so hintereinander,
daß die im ersten Generator erzeugten Vergasungsgase durch den zweiten Generator
geleitet werden und hierbei durch frisch zugeführten Brennstoff hindurchstreichen
und eine Entgasung desselben bewirken. Die in kleinen Mengen zugeführte Kohle befindet
sich demnach auf bereits entgastem Gut. Bei den bekannten Konstruktionen strömen
die aus dem ersten Generator kommenden Gase zuerst durch die frische Kohle und dann
durch den darunterliegenden Koks, also von oben nach unten durch den Generator.
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Hierbei kommt immer wieder die Absicht einer nochmaligen Erhitzung
des erhaltenen Gases und damit einer Fixierung, d: h. der Schaffung eines beständigen-
Gases, .zum Ausdruck. Sie liegt auch vor, wenn zyvar mit zwei Generatoren gearbeitet
wird, im ersten aber die Entgasung und auch die Vergasung vorgenommen wird und im
zweiten .nur die Fixierung.
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. Das neue Verfahren bezweckt -eine vollständige Überfiihrung der
Kohle in hochwertiges Gas mit Gewinnung eines bei niedriger TeM-peratur entstehenden
Teeres und unter Ausnutzung der Abwärme _ beim Heißblasen. Hierbei findet getrennt
voneinander eine Entgasung der Kohle und eine Vergasung derselben statt unter Bildung
von Destillatiönsgas und Wassergas, wobei die fühlbare Wärme des Wassergases, erhöht
durch Überhitzung aus den Heißblasegasen, zur Austreibung der flüchtigen Bestandteile
aus der Kohle benutzt wird.
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Es kommt hinzu, daß der bei der Wassergasbildung untersetzt durch
die Koksschicht gehende Wasserdampf sowie die gebildete Kohlensäure infolge der
vorgenommenen Wärmezufuhr noch weiter zersetzt und dadurch das entstandene Gas verbessert
wird.
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Die Durchführung des Verfahrens erfolgt in zwei Generatoren unter
Einschaltung eines Überhitzers zwischen dieselben. Im ersten Generator wird Wassergas
aus Koks gebildet, welches dann einen Überhitzer durchströmt, der vorher mit den
beim Heißblasen des Generators gebildeten Abgasen erhitzt wurde. Das erhitzte Wassergas
durchströmt dann den zweiten Generator von unten nach oben, durchströmt erst eine
Koksschicht, wobei der noch im Wassergas enthaltene Wasserdampf sowie die Kohlensäure
zersetzt werden und dann eine über der Koksschicht lagernde Kohlenschicht, aus dieser
dabei die flüchtigen Bestandteile austreibend.
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Bei diesem Verfahren ist die Zwischenschaltung des Überhitzer s von
besonderer Bedeutung: Das aus dem ersten Generator entweichende Wassergas führt
nicht genügend
fühlbare Wärme mit sich, um damit den .I'rozeß im
zweiten Generator in der gekennzeichneten Weise durchzuführen. Es ist dazu eine
Wärmezufuhr nötig. Andererseits würde eine zu hohe Wärme bei der Entgasung eine
Zersetzung des Urteers herbeiführen und mithin dessen Bildung verhindern, weshalb
ini zweiten Generator erst ein Wärmeverbrauch zur Zersetzung von Dampf und Kohlensäure
stattfindet.
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Gegenüber bekannten Verfahren weist das vorliegende folgende gleichzeitige
Vorteile auf: Ausnutzung der Abwärme der Heißblasegase, Entgasung der Kohle bei
niedriger Temperatur unter Bildung von Urteer, Abführung der Destillationsprodukte
unmittelbar aus ihrer Entstehungszone, Zersetzung (les noch im Wassergas nach seiner
Erzeugung befindlichen Wasserdampfes und der Kohlensäure.
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In der Zeichnung ist eine derartige Anlage als Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. i eine schematische Darstellung der Anlage;
Abb. 2 zeigt eine veränderte Ausführungsform der Absperrvorrichtungen und der Röhrenführung;
Abb. 3 und .I zeigen eine weitere Ausführungsform einer Absperrvorrichtung und der
hohrführungen.
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Zwischen den beiden Generatoren a, a1 ist ein Überhitzer b eingeschaltet.
Dieser steht durch ein Rohrleitungssystem derart mit den Generatoren in Verbindung,
daß der Ü)ergang von einem Generator in den Überhitzer bzw. umgekehrt eine beliebige
Durchgangsrichtung der Gase gestattet. Zu diesem "!.wecke sind sowohl am Generator
a, a1 als ;:Ich a1111 ('herliitzer b oben und unten die Rohre c, d angeschlossen,
an die sich das Rohr e anschließt. Die zu dein Generator a.1 gehörenden Rohre sind
mit cl, dl, e1 bezeichnet. Auch weiter unten in der Beschreibung und in der Zeichnung
sind alle zu dem Generator a1 gehörenden Rohrleitungen und Einr@@hu@gs@ege@i>t@iiicle
finit dein Index i heim Bezugszeichen versehen.
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Sowohl in den Rohren c als auch im Rohr e ist je eine Absperrvorrichtung
f, g eingebaut, während in das Rohr d sowohl nach dem Generator a als auch nach
dem überhitzer b zu
je eine Absperrung h eingebaut ist. In die Rohrleitung
d, dl münden vor und hinter den Absperrungen h, i bzw. lt. Abzweige der Luftleitung
k mit Absperrungen 1 ein. In die Rohre c, d münden unter Zwischenschaltung von Absperrungen
s11, in bekannter Weise die Dampfleitungen n. ein.
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Der - Überhitzer b besteht zweckmäßig aus einem mit Schamottefutter
versehenen Schacht, der im Innern ein aus Schamottesteinen oder -platten hergestelltes
Gitterwerk enthält.
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Die Generatoren sind mit den Gasableitungen p, p1 versehen. Durch
diese Ausführung der Anlage findet eine Ausnutzung der Abgase statt, welche außer
der fühlbaren Wärme ' stets noch gebundene Wärme besitzen. Es wird deshalb dem Übeihitzer
beim Aufheizen noch Verbrennungsluft zugeführt.
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Der Arbeitsgang ist folgendermaßen: Während der Heißblaseperiode wird
in den Generator a Luft unten eingeblasen, welche in die Koksschicht strömt und
eine Verbrennung von Koks und damit Aufheizung des Generators bewirkt. Die oben
aus dem Generator austretenden Verbrennungsgase werden unten in den Überhitzer eingeführt,
wobei noch Luft zur Verbrennung der noch brennbaren Bestandteile zugesetzt wird.
Die Gase geben . ihre Wärme an den überhitzer ab und verlassen ihn oben an der Klappe
q. Während dieser Aufheizung wird auf die Koksschicht im zweiten Generator frischer
Brennstoff aufgetragen. Die Menge der zugeführten Kohle entspricht dem bei der Wassergaserzeugung
verbrauchten Koks.
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. In der darauffolgenden Gasungsperiode wird in den ersten Generator
Dampf eingeführt, welcher durch den glühenden Koks unter Bildung von Wassergas zersetzt
wird. Das gebildete Wassergas wird oben in den Überhitzer eingeführt, durchströmt
diesen nach unten und tritt unten in den zweiten Generator ein, diesen nach oben
durchstreichend und somit erst die Koksschicht und zuletzt den frisch zugeführten
rohen Brennstoff.
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Das aus dem ersten Generator kommende Wassergas enthält, namentlich
gegen Ende der Gasungszeit, noch unzersetzten Wasser-; dampf infolge des bei der
Gaserzeugung erforderlichen Wärmeverbrauches und der damit sinkenden Temperatur
im Generator. Gleichzeitig wird hierdurch aber auch die Bildung von Kohlensäure
im Wassergas begünstigt. Der überhitzer, welcher durch Verbrennen der Abgase auf
hohe Temperatur gebracht ist, gibt an (las im Gegenstrom zu dem Aufheizungsabgas
hindurchstreichende Was-Bergas Wärme ab, so daß dieses überhitzt in den zweiten
Generator_ eintritt und diesem wieder Wärme zuführt.' Hierdurch findet sowohl eine
weitere Zersetzung des noch unzersetzten Wasserdampfes als auch eine Überführung
der Kohlensäure in Kohlenoxyd statt. Die in den Abgasen gewonnene Wärme wird mithin
zur Verbesserung des Gases und zur vollständigen Zersetzung des Wasserdampfes nutzbar
gemacht.
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. Bei der an die Wassergasbildung anschließenden Entgasung der Kohle
durchdringt das
heiße Wassergas die Kohle und führt dieser dadurch
die zur Entgasung erforderliche Wärme zu, mischt sich mit dem Destillationsgas und
geht mit diesem zusammen auf dem kürzesten Weg ab. Die zur Entgasung der Kohle bei
diesem Verfahren aufgewendete Wärmemenge steht mit der dazu erforderlichen Wärmemenge
in einem solchen Verhältnis, daß die Entgasung bei einer Temperatur erfolgt, die
zur Entgasung noch genügt, aber die Zersetzung von bei der Entgasung entstehenden
Teerdämpfen vermeidet. Die unmittelbare Abführung der Gase nach der Entgasung ohne
nennenswerte Berührung heißer Flächen hat in Verbindung damit die Bildung von Tieftemperaturteer,
also eines besonders hochwertigen Teeres, zur Folge. Bei umgekehrter Durchgangsrichtung
des Wassergases würde erst die Entgasung der Kohle stattfinden und dann die Durchdringung
des Mischgases durch die Koksschicht. Hierbei wird aber die mitgeführte Wärme des
Wassergases für die Entgasung so weit verbraucht, daß eine nennenswerte weitere
Zersetzung des überschüssigen Wasserdampfes und der Kohlensäure in der Koksschicht
des zweiten Generators nicht mehr eintritt. Andererseits findet aber eine Durchdringung
des Kokses durch das Kohlengas und den mitgeführten Teer in feiner Verteilung statt,
mithin eine gute Berührung mit heißen Flächen, so daß eine Zersetzung des Urteeres
oder Tieftemperaturteeres eintritt.
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Der zwischen die Generatoren geschaltete Überhitzer kann außer für
den beschriebenen Zweck auch als Karburator zur Herstellung von Ölgas und damit
ölkarburiertem Wassergas dienen. Er arbeitet dann genau so wie der Karburator bei
der gewöhnlichen Darstellung.
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Zu diesem Zwecke ist nach der Erfindung im oberen Teil des überhitzers
eine Ölzuleitung r vorgesehen. Durch diese wird zur Herstellung von Ölgas in dem
oberen Teil des Überhitzers b C51 eingespritzt, welches auf den heißen Steinen zersetzt
wird und Ölgas bildet. Dieses durchströmt dann, mit dem Wassergas vermischt, die
Vorrichtung und tritt in den zweiten Generator über, welcher nun als Überhitzer
für das karburierte Gas dient, indem letzteres durch den heißen Koks hindurchströmt.
Bei diesem Verfahren kann das Wassergas aus dem ersten Generator von oben nach unten
durch den Karburator, also in derselben Richtung wie das erzeugte ölgas, hindurchgeführt
werden.
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Die dargestellte Vorrichtung für das gekennzeichnete Verfahren gestattet
nun ohne weiteres auch die Erzeugung von einfachem blauen Wassergas mit einem oder
beiden Generatoren, wenn anstatt bituminöser Kohle Koks oder Anthrazit eingebracht
wird. Hierbei kann der Überhitzer durch die Abgase geheizt «-erden und dann zur
Überhitzung des in besonderen Dampferzeugern hergestellten Dampfes dienen. Weiter
kann derselbe aber auch zur unmittelbaren Erzeugung von Dampf durch Einspritzen
von Wasser benutzt werden, zu welchem Zwecke oberhalb des Ü'berhitzers noch eine
Wasserzuleitung s, die ` zweckmäßig vorgewärmtes Wasser einführt, vorhanden ist;
gegebenenfalls kann dieses ;Wasser mit Hilfe eines besonderen Vorwäriners, der durch
die Abgase des Generators I geheizt wird, vorgewärmt werden.
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Um den wechselnden Betrieb des Heißblasens und Gasens und die dabei
anzuwendende Durchgangsrichtung auf einfachem Wege erzielen zu können, kann eine
Absperrvorrichtung, wie in Abb. 2 bis q. veranschaulicht, Anwendung finden.
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Abb. z zeigt die Vereinigung von je zwei Ventilen zu einem Ventil
t, so daß die Leitungen c, d, e, d' zwischen Generator a und Überhitzer b
je nach Einstellung der beiden Ventile t, t' umgestellt werden können.
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In Abb. 3 und 4 ist eine Vi=ereinigung der beiden Ventile
t, t' oder der vier Ventile f, g,
ha, i zu einem Mehrwegeventil
u gezeigt. Man kann jetzt die Leitungen in beliebiger Weise nach Erfordernis u_nstei'cii.
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In gleicher Weise können auch dann die Absauge-, Fallklappen-, Luft-
und Dampfventile sowie die Gasventile, dem Betrieb entsprechend, in sinngemäßer
Weise miteinander gekuppelt werden.