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Verfahren und Vorrichtung zur ununterbrochenen Wassergaserzeugung.
Es ist bekannt, feste Brennstoffe im Gaserzeuger durch einen durch den Gaserzeuger
und einen Erhitzer (Rekuperator, Regenerator) ununterbrochen bewegten Gasstrom von
Wassergas so zu vergasen, daß im Erhitzer dem Gaskreisstrom die Reaktionswärme für
die Wassergasbildung aufgeladen wird, die dieser dann im Gaserzeuger abgibt. Hierbei
wird gleichzeitig die für die Wassergaserzeugung erforderliche Dampfmenge von außen
in den Gaserzeuger eingeführt und so ununterbrochen Wassergas erzeugt. Der Erhitzer
wird durch eine besondere Feuerung in bekannter Weise beheizt; der Gasstrom vollführt
also durch den Gaserzeuger einerseits und den Erhitzer andererseits einen Kreislauf,
wobei er im Erhitzer erwärmt und im Gaserzeuger durch Abgase von Wassergasreaktionswärme
abgekühlt wird; die ununterbrochene Bewegung erfolgt durch zwischen dem Gaserzeuger
und dem Erhitzer angeordnete Gasfördermittel (Ventilatoren, Kapsel-;lampfstrahlgebläse
u. dgl.). Die jeweils erzeugte Gasmenge fließt aus dem Gasstrom in clie Nutzleitung
ab.
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Der Gaskreisstrom müßte hierbei dem Fördermittel mit einer Temperatur
zugeführt werden, die nur wenig unter der Temperatur der obersten Brennstoffschicht
liegt. Soll l,ei der starken Verdünnung heißer Gase eine Förderung überhaupt möglich
sein, so müßte die Temperatur im Gaserzeuger so tief unter der günstigsten Reaktionstemperatur
gehalten werden, daß kein hochwertiges Gas erzeugt werden kann, wenn auch für die
Ventilatoren und Kapselgebläse Wasserkühlung genommen wird. Die Wassergaserzeugung
aus Koks verlangt z. B. eine Temperatur des eintretenden Gases von etwa 1200 ° und
des austretenden von etwa 80o°, während wassergekühlte
Förderventilatoren
nur bei Temperaturen bis zu etwa 450° noch arbeiten, einer Temperatur, die wiederum
weit über der etwa 2oo° betragenden günstigsten Abzugstemperatur der Abgase des
Erhitzers liegt. Für Dampfstrahlgebläse wiederum ergibt sich bei hohen Gastemperaturen
ein ungünstiges .4 ischungsverhältnis zwischen Dampf und Gas. Der Gaskreisstrom
müßte also in jedem Falle den Gaserzeuger mit einer Temperatur verlassen, die zu
niedrig in bezug auf den günstigsten Wirkungsgrad des Gaserzeugers und zu hoch in
bezug auf die günstigste Abzugstemperatur der Erhitzerabgase bzw. auf ,den günstigsten
Wirkungsgrad des Erhitzers liegt.
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Es wird nun nach der Erfindung zur Vermeidung aller dieser Nachteile
zweckmäßig die Wärme so geführt, daß der nach Abgabe der Reaktionswärme für die
Wassergaserzeugung die Vergasungszone mit einer entsprechend hohen Temperatur verlassende
Kreisstrom durch Wärmeabgabe (zweckmäßig zur Dampferzeugung bzw. Schwelung) auf
eine für die Förderung in Ventilatoren geeignete Temperatur abgekühlt wird.
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Hierdurch wird es möglich, die Endtemperatur der Wassergasbildung
beliebig hoch zu halten, so daß diese ununterbrochen mit dem günstigsten Wirkungsgrad
vor sich gehen kann, und dabei doch dem Erhitzer das Gas unterhalb der günstigsten.
Abzugstemperatur der Heizgase zuzuführen und so auch bei der Erhitzung mit dem günstigsten
Wirkungsgrad zu arbeiten.
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Die Erfindung sieht ferner für stark wasserhaltige Brennstoffe, Rohbraunkohle,
Torf usw., die Verdampfung der Kohlenfeuchtigkeit dadurch vor, daß der bei der oben
beschriebenen Abkühlung frei werdenden Verdampfungswärme eine dem Gaskreisstrom
aufgeladene, über die zur Durchführung der Wassergasbildung hinausgehende Wärmemenge
zugefügt wird. Hierbei wird der aus der Trocknung der Kohle entstandene Dampf dem
Gaskreisstrom beigemischt, wobei der Wasserdampf, wie bekannt, zur Wassergasbildung
dient. Die Wassergaserzeugung erfolgt hierbei in an sich bekannter Weise mit der
eigenen Feuchtigkeit der Kohle, so daß nur die überschießende Kohlenfeuchtigkeit
aus dem Arbeitsgang ausgeschieden zu werden braucht. Das geschieht nach der Erfindung
durch Vortrocknung der Kohle unterhalb der Temperatur der Teerbildung und vor dem
Schwelen der Kohle, derart, daß der für die Vortrocknung benutzte Kreisstrom überhitzten
Dampfes von dem bei der nachfolgenden Schwelung erzeugten Gasdampfgemisch getrennt
bleiben kann.
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Endlich gestattet die Erfindung noch, wenn auf die Gewinnung eines
möglichst reinen Ur-Leeres Gewicht gelegt wird, für die Entschw elung einen besonderen
Gaskreisstrom von Schweldampf und reinem Schwelgas anzuwenden, der von dem Gaskreisstrom
für die Wassergaserzeugung gasdicht getrennt bleibt und aus dem die Menge des jeweils
erzeugten Schweldampf-Schwelgas-Gemisches weitergeleitet wird, nachdem sie vorher
in bekannter Weise entteert wurde. Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß der gewonnene
Urteer frei von allen Verunreinigungen durch Teerreste des Halbkoks aus dem Gaserzeuger
bleibt, wie sie unausbleiblich sind, wenn das immer zersetzte Teerreste mitführende
Gas des Gaserzeugers selbst zur Schwelung benutzt wird.
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Betrieblich bildet die ununterbrochene Wassergäsherstellung nach der
Erfindung im Gegensatz zu der üblichen im Wechselbetrieb den Vorteil einfacherer
und beliebiger Regelung der Gaszusammensetzung. Es kann die Reaktionstemperatur
im Gaserzeuger bei größerer oder geringerer Durchsatzmenge stets durch dauernde
Einstellung einer hohen Rekuperator- oder Regeneratortemperatur so gleichmäßig,
wie es für die günstigste, gleichmäßige Gaszusammensetzung erforderlich ist, gehalten
werden.
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Gegenüber (der Vergasung von Rohbraunkohle im Luftgaserzeuger bietet
das neue Verfahren den Vorteil des Wegfalles der Kondens- und Kühlwasserableitung
bzw. der Rückkühlanlage, ferner eines -hohen Wärme-W CY
halts des Gases mit
rund 3000 WE gegen i Zoo WE und damit einer Ermöglichung billigerer Rohrleitungen,
d. h. wirtschaftlicherer Fernleitung, drittens einer fast um die Hälfte höheren
Verbrennungstemperatur, ,da eine Gasmenge von zooo WE weniger als i cbm Abgas gegen
1,5 cbm bei gewöhnlichem Generatorgas ergibt.
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Kohlenwirtschaftlich ergibt das Verfahren noch den Vorteil der Verwendungsmöglichkeit
von Kohlenabfall für die Gas- und Teererzeugung.
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Der Wegfall der Gastrocknungsanlagen und die aufgezählten Vorteile
machen die Gaserzeugung nach der Erfindung für industrielle Großanlagen sowie für
städtische Großleuchtgasanlagen außerordentlich geeignet.
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In der Zeichnung ist die Anwendung des @'er fahrens an einem Ausführungsbeispiel
für Rohbraunkohle -höherer Feuchtigkeit dargestellt.
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Die Darstellung der Zeichnung ist nur schematisch ohne Rücksicht auf
den räumlich günstigen Zusammenbau.
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Aus dem Bunker r fällt die Kohle in den Vortrockner z, durch welchen
der Kreisstrom überhitzten Dampfes 3 geführt wird, der in dem LTberhitzer .4 auf
rund :2oo° überhitzt und im Vortrockner auf rund ioo° abgekühlt und
durch
den Ventilator 5 im Sinne der Pfeilrichtung in Umlauf gehalten wird. Ein Dampfstrom
6 von der jeweils entstehender. Menge fließt aus der Leitung bei 7 ab.
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Die Kohle fällt durch eine Schleuseii%-orrichtung 8 in regelbarer
Menge durch eine Aufgabevorrichtung o in den Schwelraum io. Durch diesen wird der
Kreisstrom i i aus überhitztem Dampf und Tieftemperaturschwelgas geführt, der im
Wärmeaustauscher 12 mit der zur Resttrocknung und Tieftemperaturschwelung erforderlichen
Wärme beladen wird und diese im Schwelraum io an daa Schwelgut abgibt. Der Desintegratorventilator
13 setzt den Strom mit dem erforderlichen Überdruck im Sinne der Pfeilrichtung in
Umlauf.
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Durch die Schleuse 14 fällt die vorgeschwelte Kohle wiederum in regelbarer
Menge durch die Aufgabevorrichtung 15 in den Gaserzeuger 16, durch welchen der Kreisstrom
i i aus Vergasungsgas und Hochtemperaturschwelgas mittels Desintegratorventilator
18 so bewegt wird, daß er im Wärmeaustauscher io mit der zur Durchführung der Vergasungsaktion
dienenden Wärme und der Hoch- und Tieftemperaturschwelwärme beladen, die letztere
im Wärineaustauscher 12 an den Kreisstrom i i und. die erstere an das Vergasungs-
und Restschwelgut im Gaserzeuger 16 abgibt. Der Wärmeaustauscher io wird unten bei
2o aus einer beliebigen Wärmequelle beheizt, der Abwärmestrom 21 lädt im Überhitzer
4 den Vortrocknungskreisstrom 3 auf und entweicht durch den Kamin 22 in die Luft.
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Der Kreisstrom i i trägt die im Schwelraum io jeweils entstehenden
Schweldämpfe und Gase 23 zum Desintegratorv entilator 13, «-o sie entteert werden.
Der reine Tieftemperaturteer fällt bei 24 aus. Der Gas- und Dampfstrom 23 wird in
die Leitung des Kreisstromes 17 gedrückt, und zwar entweder nach- der Erhitzung
des letzteren, wie gezeichnet, oder vor der Erhitzung. Er geht nun mit diesem durch
die glühende Kohlenschicht im Gaserzeuger 16 und nimmt hier :die jeweils erzeugten
reinen Vergasungs- und die Hochtemperaturschwelgase und Dämpfe auf, deren Strom
25 vom Kreisstrom 17 getragen, im Wärmeaustauscher 12 mit diesem abgekühlt, dann,
im Desintegrator 18 entteert, aus dem Kreisstrom 17 in die Nutzgasleitung 26 abfließt.
Der jeweils entstehende Hochteinperaturteer fällt bei 27 aus.
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Staubscheider, Teerwäscher, Ventile und sonstige, ihrer Lage nach
bekannte Bauteile sind der besseren Übersicht halber aus der Zeichnung fortgelassen.
Die Zeichnung ist nur schematisch, die einzelnen Bauteile sind der Übersicht halber
auseinandergezogen.
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Die Gaserzeuger werden bei Großanlagen zu Gruppen vereinigt, wobei
die Wärmeaustauscher, Überhitzer, Ventilatordesintegratoren, Teerwäscher, Gasreiniger
usw. für eine größere Gruppe gleichzeitig dienen, wodurch eine gleichmäßige Vergasung
für die ganze Gruppe durch die Temperatur des gemeinsamen Wärmeaustauschers i9 und
des Kreisstronies 17 gesichert ist.