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Verfahren zur Vergasung von mulmiger, feuchter Hohbraunkohle ohne
Ammoniakgewinnung. Die Vergasung der deutschen Rohbraunkohle macht große Schwierigkeiten
wegen ihres* hohen Feuchtigkeitsgehaltes. Da für dessen Verdampfung im Gaserzeuger
eine entsprechende Menge von Wärme frei zu machen ist, muß man bei dieser Vergasung
mit einer verhälthismäßig schlechten Gaszusammensetzung rechnen. Trotzdem reicht
jedochdie in den unteren Schichten bei den Reaktionen frei werdende Wärme,
die in den hochstreichenden Gasen als fühlbare Wärme enthalten ist, kaum für eine
genügende Vorbereitung des Brennstoffes aus, und die Gastemperatur verbleibt daher
unter ioo' C.
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Die Schwierigkeiten dieses natürlichen Wärmetransportes, der in jedem
Gaserzeuger vor sich geht, sind bei der mulmigen Rohbraunkohle infolge der geringen
Durchlässigkeit der Beschickung noch höher, weil sich dichtliegende Nester bilden,
die völlig im rohen Zustande bis in die Glutschicht gelangen. Im Gegenteil beobachtet
man beim Vergasungsbetriebe mit solchern Brennstoff sehr oft, daß sich sogar sogenannte
Schwitzzonen bilden, in denen die hochstreichenden Gase ihren Feuchtigkeits- und
Teergehalt in solchen dichtliegenden Zonen oder Nestern infolge der eingetretenen
Abkühlung niederschlagen.
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Die genaue Durchrechnung der Ergebnisse von Versuchen, die mit der
Vergasung sehr feinkörniger Braunkohle gemacht wurden, zeigt nun einwandfrei, daß
tatsächlich die vor-bereitenden Vorgänge, wie Trocknung, Destillation und Vorwärmung
dies Brennstoffes, bei dieser Vergasung nicht in ihrer natürlichen Aufeinanderfolge
und zeitlich getrennt nacheinander vor sich gehen, sondern daß,der Brennstoff noch
in feuchtem Zustande in die Glutzone - gelangt, d. h. mit anderen
Worten, daß die übergangsschichten voll der Glutzone bis zur obersten Brennstoffschicht
außerordentlich unregelmäßig ausgebildet sind. Der Beweis für den Anteil von Brennstoffeuchtigkeit
in den Reaktionen ist durch die Zusammensetzung des Gases einwandfrei erbracht,
das in der Regel und durchschnittlich mehr als i x Prozent H2 enthält, während
es sonst beim Vergasungsbetrieb ohne Dampfzusatz nur etwa 6 bis
8 Prozent H, führt. Durch diese Zersetzung wird naturgemäß Wärme in
der Reaktionszone verbraucht, und die fühlbare Wärme des hochsteigenden Gases ist
geringer, als sie sein müßte, wenn ein Gas mit gleichem CO.,-Gehalt, aber niedrigem
11,-Gehalt erzeugt würde.
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Es ist bekannt, daß man die Schwierigkeiten bei der Vergasung mulmiger
Braunkohle bereits seit Jahren kennt und, als alle Hilfsmittel versagten, mehr und
mehr dazu überging, den Brennstoff vor der Vergasung vorzutrocknen, um durch dieses
Hilfsmittel das Gleichgewicht im Wärmehaushalt: des Gaserzeugers
entsprechend
zu regeln. Der Weg der Vortrocknung ist zweifellos ein vorteilbafter, solange man
andere Hilfsmittel nicht kennt. Es läßt sich rechnerisch nachweisen, daß bei einer
Vortrocknung bis auf etwa 40 Prozent Feuchtigkeit der Gaserzeugergang ein vollkommen
geregelter und normaler, die Gaszusammensetzung infolgedessen eine wesentlich bessere
wird.
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Die Vortrocknung bedingt jedoch nicht nur große Querschnitts- oderübertragungshächen
und deshalb große bG#uliche Vorrichtungen, sondern sie erfordert auch einen erheblichen
Wärmeaufwand, da das Trocknungsmittel stets nur mit niedriger Temperatur mit dem
Brennstoff zusammengebracht werden darf. Einerlei, ob man daher Abgase, Luft oder
Dampf oder irgendeinen anderen Stoff als Wärmeträger benutzt, wird man die Trocknung
infolge der niedrigen Eintrittstempera-, tur des Trockenmittels von etwa 35o', den
Trocknungsvorgang nicht auf einmal durchführen können, sondern man wird eirien mehrmaligen
Umlauf des Trocknungsmittels durchführen müssen, weim man nicht außerordentlich
große Mengen von Trockenmittel verbrauchen will, womie große Wärmeverluste verknüpft
sind. Die wiederholte Aufwäriüung des Trockenmittels geschieht außerhalb des Gaserzeugers
und ist natürlich nur mit einem bestimmten Wirkungsgrade möglich. Erfahrungsgemäß
muß man bei einer Vortrotknung auf 35 Prozent Feuchtigkeit mit einem Wärmeverbrauch
von 16 Prozent des Brennstoffes bzw. des daraus erzeugten Gases rechnen.
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Da ferner der Trocknungs#Vorgang von dem eigentlichen Vergasungsvorgang
räumlich abgetrennt sein muß, werden sich beim Aufgeben der vorgetrockneten Kohle
im Gaserzeuger s-tets erhebliche Staubverluste ergeben, da bei dem Trockenvorgang
das Gefüge der Braunkohle leidet und deshalb dabei viel Staub anfällt.
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Die vorstehenden Schwierigkeiten lassen sich vermeiden, wenn man gemäß
vorliegender Erfindung die fehlende Wärmemenge dem Gaserzeuger durch Verwendung
von auf mindestens 300' vorgewärmter Vergasungsluft zuführt. Bei Verwendung
von Lüft von 400' erzielt man die gleiche Verbesserung -der Wärmewirtschaft, als
wenn man die Kohle ,auf 35-Prozent vortrocknen würde. Da durch diese Vorwärmung
die Temperaturen in der Reaktionszon-- höhere werden, tragen die hochstreichenden
Gase mehr fühlbare Wärme mit sich, und die Vortrecknung des Brennstoffes wird daher
vor Eintritt in die Glutzone beendet sein. Die Bildung von H,'ist daher eine beschränkte,
und auch dadurch wird die Gaszusammensetzung eine vorteilhaftere. Trocknung, Destillation
und Anwärmung des Brennstoffes gehen in zeitlich und räumlich voneinander getrennten
Zonen in -ihrer natürlichen Aufeinandeifolge vor sich. Zugleich wird auch die Glutzone
selbst verstärkt, so daß man mit einer günstigeren Gaszusammensetzung rechnen darf
als bei Verwendung von nicht vorgewärmter Vergasungsluft.
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Die Verwendung vorgewärmter Vergasungsluft ist zwar an sich nicht
neu, besonders ist sie beim Mondgasverfahren bekannt und vielfach üblich. Bei diesem
Verfahren, bei dem es bekanntlich auf die Gewinnung von Ammoniak ankommt, muß ,das
Luftdampfgemisch vorgewärmt werden, weil sonst die Dampfzersetzung zu sehr leidet
und die Temperatur der Glutzone zu niedrig wird. Im vorliegenden Falle der-Vergasung
ohne Ammoniakgewinnung -aber ist die An-
wendung der Luftvorwärmung aus anderen
Grün-den erwünscht unddurch die Natur des zu vergasenden Brennstoffes hervorgerufen,
auch ist die Vorwärmung eine viel höhere als bei dem Mondverfahren. Es wird keinerlei
besondere Gaszusammensetzung damit angestrebt, sondern die Verwendung vorgewärmter
Luft tritt an Stelle der gesonderten Vortrocknung des Brennstoffs, die bisher bei
feuchter mulmiger Rohbraunkohle gebräuchlich war. Die Vorwärmung der Luft kann in
Oberflächenüberhitzern -geschehen, - am 'einfachsten aber dadurch,
daß man heiße Abgase mit der Verg'asungsluft mischt. Zur Vorwä#mung auf 4oo0 muß
man etwa 9 Prozent des erzeugt-en Gases verbrennen, um die für die Vergasung
von i kg Brennstoff erforderlichen rund 0,75 cbm Luft aufzuheizen.
Es wird dann dem Gaserzeuger anstatt reiner Luft ein Gemisch von Abgasen, Luft und
Wasserdampf zugeführf. Dieses Gemisch ist für i kg zu vergasende Rohbraunkohleetwa
o,9 cbm und enthält rund 4 Prozent CO, und i i g Dampf. Da die Zugabe
von CO" ebenso wie die Zugabe von Dampf, wärmeentziehend wirkt, so wird bei
der Ver-asung mit diesem Gemisch ein besonderer Dampfzusatz entbehrlich. Da die
Menge an CO, aber, wie aus .der Zusammensetzung zu ersehen ist, eine sehr
geringe ist, hat das vorliegende Verfahren mit der ebenfalls bekannten chemischen
Regeneration von Abgasen nichts zu tun. Auch bei dieser Regeneration arbeitet man
zwar mit der Zuführung des Reaktionsgases (Luft oder Abgase) im heißen Zustande,
weil ohne eine Vorwärmung eine Regeneration überhaupt nur in geringem Maße möglich
ist. Aber auch bei diesem bekannten V#--i-fahren handelt es sich um die Verwendung
der Vorwärmung der Vergasungsluft zu einem bestimmten Zweck, der mit dem vorliegenden
keinerlei Berührung hat.