DE457726C

DE457726C - Process for gasifying fine-grained, queasy or earthy raw brown coal in the generator

Info

Publication number: DE457726C
Application number: DEST37421D
Authority: DE
Original assignee: PAUL ROSIN DR ING; STAATLICH SAECHSISCHE HUETTENW
Current assignee: PAUL ROSIN DR ING; STAATLICH SAECHSISCHE HUETTENW
Priority date: 1923-11-30
Filing date: 1923-11-30
Publication date: 1928-03-22

Description

Verfahren zur Vergasung feinkörniger, mulmiger oder erdiger Rohbraunkohle im Generator. Die Vergasung mulmiger Braunkohlen in der ausschließlichen Körnung von o bis etwa 2o mm ist bisher noch nicht gelungen. Als Beweis dieser Tatsache seien die verschiedenen Preisausschreiben erwähnt, deren keines eine befriedigende Lösung ergab, wie eine Stelle aus T r e n k 1 e r, Die Gaserzeuger, Springer, 19 z 4., anführt, worin es S. a z 6 heißt ;.Die mulmigen (Braun-) Kohlen, die in bedenklicher Weise an minderwertigen Schnupftabak erinnern, sind die Hauptmassen. Die Vergasung dieses Materials kann leider als eine gelöste Aufgabe noch nicht betrachtet werden.« Hinzuzufügen ist ferner, daß auch die unmittelbare Verfeuerung der mulmigen Braunkohlen nur unter erheblichem Leistungsrückgang möglich ist und daß ferner auch die Schwelverfahren diese feinkörnigen Mengen nur schlecht oder gar nicht verarbeiten können. Daher stellt der feinkörnige große Anteil. der Braunkohlen immer noch eine unerwünschte Zugabe der Förderung dar. Die im nachfolgenden beschriebene Erfindung bezweckt daher, dieses Gut der industriellen Verfeuerung mit bestem Nutzungsgrad zugänglich zu machen und löst diese Aufgabe im Wege einer neuartigen Vergasung.Process for the gasification of fine-grained, queasy or earthy raw lignite in the generator. The gasification of queasy brown coals in the exclusive grain size of 0 to about 20 mm has not yet been successful. As evidence of this, the various competitions are mentioned, showed neither of which a satisfactory solution as a passage from T renk 1 er, the gas generator, Springer, 1 9 for 4 to avoid, where there az p.6's; queasy .The (Brown) coals, which are dubiously reminiscent of inferior snuff, are the main masses. The gasification of this material can unfortunately not be regarded as a solved task. ”It should also be added that the direct combustion of the queasy brown coal is only possible with a considerable decrease in output and that the smoldering processes can only process these fine-grained quantities poorly or not at all . Therefore, the fine-grained constitutes a large proportion. the lignite still represents an undesirable addition of the promotion. The invention described in the following therefore aims to make this material available for industrial combustion with the best possible degree of utilization and solves this problem by way of a new type of gasification.

Die Ursachen, weshalb die Vergasung einer ausschließlich feinkörnigen, mulmigen Braunkohle nicht- gelingt, sind folgende: i. In den bisher üblichen Generatoren werden Schütthöhen von 6o cm aufwärts angewendet. Der feinkörnige Stoff setzt bei dieser Schüttung infolge seiner dichten Lagerung dem Winddurchtritt einen erheblichen Widerstand entgegen. Um ihn zu überwinden, muß die Windpressung entsprechend gesteigert werden. Da aber innerhalb der Schüttun,- niemals eine vollkommene Gleichmäßigkeit bestehen kann, so werden die Punkte geringerer Widerstandsfähigkeit um so stärker hervortreten, je größer die Beanspruchung ist, d. h. der Wind sucht sich seinen Weg um so mehr in einzelnen Kanälen geringeren Widerstandes, je höher die Pressung ist. Hierdurch wird zunächst Verbrennung und Vergasung auf wenige Stellen innerhalb der Gesamtschüttung zurückgeführt, an denen sich naturgemäß Temperatursteigerung einstellt. In dem Maße aber, wie die über einem solchen Einzelherd liegende Kohlensäule der höheren Temperatur und starken Pressung ausgesetzt wird, trocknet sie ab und wird außerordentlich leicht und staubförmig. Durch die hohe Geschwindigkeit des heißen Gasstromes wird sie hochgeblasen, und es bildet sich auf diese Weise ein Krater, aus dem die Flammen der offenen Verbrennung schlagen:. Nach kurzer Zeit kommt hierdurch die Vergasung zum Stillstand und geht über in Kraterbildung oder Oberfeuer.The reasons why the gasification of an exclusively fine-grained, queasy brown coal does not succeed, are the following: i. In the generators commonly used up to now dump heights of 60 cm upwards are used. The fine-grained fabric is added this bed due to its dense storage the wind passage a considerable Opposition. In order to overcome it, the wind pressure must be increased accordingly will. But there within the bulk - never a perfect evenness can exist, the points of lower resistance become the stronger emerge the greater the stress, d. H. the wind seeks its own The higher the pressure, the more the way in individual channels of lower resistance is. This initially causes combustion and gasification to take place within a few places of the total bed, which naturally increases in temperature adjusts. But to the same extent as the column of coal overlying such a single hearth exposed to the higher temperature and strong pressure, it dries off and becomes extremely light and dusty. The high speed of the It is blown up in a hot gas stream, and it forms in this way Crater from which the flames of the beat open combustion :. To As a result, the gasification comes to a standstill for a short time and turns into crater formation or top fire.

z. Diese Kraterbildung braucht nicht allein durch die Ungleichmäßigkeit in der Schüttung hervorgerufen zu sein. Bei allen gebräuchlichen Generatorenrosten, die zugleich als Auflage für die Kohle und Lufteintrittsfläche dienen, wechseln Rostöffnung und Rostschluß ziemlich unstetig. Es herrscht also in der Auflagefläche eine starke Ungleichmäßigkeit für den Windeintritt, der sich auf die Rostspalten oder andere Öffnungen beschränken muß. Es ist einleuchtend, daß bei, den üblichen unstetigen Übergängen zwischen; Öffnung und Schluß gerade, bei einem so empfindlichen Stoff, wie feinkörnige Braunkohle es ist, sehr bald ungleichmäßiger Gasdurchgang und damit Kraterbildung eintreten muß. Arn ungünstigsten in dieser Hinsicht erscheint der Treppenrost, da bei diesem immer große Flächen von Rostöffnung (Schlitzen) mit den Auflageplatten wechseln. Trotzdem wird gerade dieser oft als besonders geeignet angesehen, obwohl alle dähinzielenden Versuche notwendigerweise scheitern mußten. Aber auch bei allen Planrosten oder den Rosthauben der Drehrostgeneratoren ist der Wechsel zwischen geschlossener und freier Rostfläche zu unstetig und muß daher die schon in der Kohle liegende Neigung zum Durchbrennen verstärken.z. This crater formation does not have to be due to the unevenness alone to be caused in the bed. With all common generator grids, which also serve as a support for the coal and air inlet surface, change Grate opening and closing rather discontinuous. So it prevails in the contact area a strong unevenness for the wind entry, which affects the grate gaps or other openings. It is evident that with, the usual discontinuous transitions between; Just opening and closing, with such a sensitive one Substance like fine-grained brown coal, very soon uneven gas passage and thus crater formation must occur. Arn appears worst in this regard the step grate, as it always has large areas of grate opening (slots) change the support plates. Nevertheless, this is often considered to be particularly suitable regarded, although all attempts to do so were bound to fail. But this is also the case with all flat grates or the grate hoods of the rotary grate generators Change between closed and free grate surface is too discontinuous and must therefore Increase the tendency to burn through, which is already in the coal.

3. Bekanntlich herrschen in den oberen Schichten einer der Vergasung unterworfenen Braunkohlensäule Temperaturen, bei denen die oberhalb der Glutzone ausgetriebenen leichtsiedenden Teere wieder kondensieren. Diese Kondensation führt zur Bildung der gefürchteten Schlickerzone im Generator, in der« eine Verstopfung der Kohlenzwischenräume durch Teere eintritt und die Gasdurchlässigkeit abdrosselt. In Rückwirkung hiervon muß der Winddruck gesteigert werden, wodurch die Kraterbildung und das Durchbrennen wiederum beschleunigt werden.3. It is well known that gassing prevails in the upper layers subjected to lignite column temperatures at which those above the glow zone condense expelled low-boiling tars again. This condensation leads to the formation of the dreaded slip zone in the generator, in which «a blockage the spaces between the coals through tar enters and the gas permeability is throttled. In response to this, the wind pressure must be increased, which causes crater formation and the burn-through can in turn be accelerated.

Die Ursache des bisherigen Mißlingens der Vergasung mulmiger, feinkörniger Braunkohle kann also zusammenfassend zurückgeführt werden auf ungleichmäßige Windverteilung im Innern der Vergasungsmasse, hervorgerufen durch i. natürliche Unterschiede in der Schüttung, a. Unstetigkeit des Windeintritts durch den Rost, 3. Bildung von Schlickerzonen im oberen Teil.The cause of the previous failure of the gassing is queasy, fine-grained In summary, lignite can be traced back to uneven wind distribution inside the gasification mass, caused by i. natural differences in the bed, a. Discontinuity of wind entry through the grate, 3. Formation of Slurry zones in the upper part.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Ursachen zu beseitigen. Man erkannte richtig, daß insbesondere niedrige Schütthöhe und geringe Windpressung angetan sein müßten, den Übelstand zu beseitigen oder zu verringern. Der Verminderung der Schütthöhe setzten jedoch folgende Überlegungen eine Grenze i. Man nahm an, daß die Reduktion der in der Glutzone ,primär gebildeten I<#ohlens.äure ein Vorgang ;sei, der eine bestimmte Zeit benötigt, für den also auch nur eine gewisse Mindestschütthöhe zulässig sei. Ein Unterschreiten,derselben müsse unvollständige Reduktion und damit steigende Gehalte des Gases an Kohlensäure zur Folge haben.There has been no lack of attempts to eliminate these causes. Man correctly recognized that in particular low dump height and low wind pressure should be ready to remove or lessen the evil. The diminution However, the following considerations set a limit to the dump height i. It was assumed that the reduction of the oleic acid primarily formed in the glowing zone is a process ; be that needs a certain amount of time, i.e. only a certain minimum dumping height is permissible. Falling below the same must be incomplete reduction and thus result in increasing levels of carbonic acid in the gas.

a. Bei niedriger Sichütthöhe ist die Gesamtkohle nur kürzere Zeit der Trockenwirkung der ,aufsteigenden Gase ausgesetzt. Infolgedessen reicht der N;ässegehalt bis unmittelbar an die Glutzone heran, und diese erreicht infolgedessen nur eine Stärke von wenigen. Zentimetern. Bei Drehrostgeneratoren ergeben sich hierdurch bei, der Bewegung sehr leicht Verwerfungen und Unterbrechungen der Glutzone, wodurch .die gleichmäßige Vergasung gestört wird.a. At a lower level, the total coal is only for a shorter time exposed to the drying effect of the rising gases. As a result, that's enough Moisture content right up to the glow zone, and this consequently reaches it only a strength of a few. Centimeters. This results in rotary grate generators in the case of movement very easily distortions and interruptions of the glowing zone, whereby .the uniform gasification is disturbed.

Man war also bisher der Ansicht, daß eine gewisse Mindesthöhe der Schüttung .erforderlich sei, um seine Glutzone von genügender Stärke aufrechtzuerhalten. Keinesfalls wurden bisher o,6om Gesamtschütt'höhe unterschritten. Bei' dieser Schütthöhe muß jedoch der Winddruck im untersten Teil der Kohle noch so groß sein., daß eine Kraterbildung aus den früher genannten Grüniden unvermeidlich ist.So it was previously of the opinion that a certain minimum amount of Filing is required to maintain its glow zone of sufficient strength. Under no circumstances have so far been below the total bulk height. At this dumping height However, the wind pressure in the lowest part of the coal must still be so great that a Crater formation from the previously mentioned Grüniden is inevitable.

Natürlich kann der Winddruck beliebig verringert werden. Hiermit sinkt aber die Menge der je Zeiteinheit ,eintretenden Luft, es wird weniger Kohle je Kubikmeter und Stunde vergast, und die Temperatur der Glutzone geht zurück. Das hat unmittelbar eine ungenügende Reduktion der primären Kohlensäure zur Folge, das Gas wird also schlechter.Of course, the wind pressure can be reduced as desired. This reduces the amount of air entering per unit of time, less coal is gasified per cubic meter and hour, and the temperature of the glowing zone drops. This immediately results in an insufficient reduction of the primary carbon dioxide, so the gas becomes worse.

Es muß in diesem Zusammenhang hervorgehoben werden, daß die Messung des Winddruckes im Windkasten unter dem Rost nur bedingt richtige Zahlen liefern kann. Der Druck im Windkasten ist abhängig von der Windmenge und vom Widerstand des Generators. Dieser aber setzt sich zusammen aus dem Widerstand des Rostes und der Kohle. Wenn der Rost von der üblichen Ausbildung ist, besitzt er nur geringen Widerstand, und der Druck im Windkasten ist ein Maß für den Widerstand der Kohle. Hat aber der Rost eine Ausbildungsform, die selbst einen hohen Eigenwiderstand besitzt, so erleidet der Winddruck beim Durchstreichen des Rostes .einen erheblichen Abfall, und der Druck im Windkasten ist keineswegs dem Widerstand der Kohlenschicht gleichzusetzen. Auf Grund dieser Überlegung sind Fälle denkbar, wo der Winddruck durchaus kein Kennzeichen mehr für den Vergasungsvorgang und die Generatorenleistung im Vergleich mit den bisher üblichen Bauarten ist.It must be emphasized in this connection that the measurement of the wind pressure in the wind box under the grate only provide correct figures to a limited extent can. The pressure in the wind box depends on the amount of wind and the resistance of the generator. But this is composed of the resistance of the grate and the coal. If the rust is of the usual design, it is only minor Resistance, and the pressure in the wind box, is a measure of the resistance of the coal. But if the grate has a form that has a high inherent resistance itself, so the wind pressure suffers a considerable decrease when passing through the grate, and the pressure in the wind box is by no means to be equated with the resistance of the coal layer. On the basis of this consideration, cases are conceivable where the wind pressure is by no means an indicator more for the gasification process and the generator output in comparison with the usual designs.

Aus den bisherigen Ausführungen geht hervor, daß, wie auch die Erfahrung immer wieder bestätigte, nur mit Verringerung der Schütthöhe und Verminderung des Winddruckes mulmige Rohbraunkohle -weder technisch noch wirtschaftlich vergast werden kann. Denn es kommt noch hinzu, daß die Unstetigkeiten im Windeintritt, die durch die bisher übliche Bauart der Roste auftreten muß, um so stärker wirksam wird, je niedriger die Schütthöhe ist.From what has been said so far it can be seen that, as does experience confirmed again and again, only with a decrease in the dump height and a decrease in the Wind pressure queasy raw lignite -neither technically nor economically gasified can. Because there is also the fact that the discontinuities in the wind penetrate through the previously common design of the grates must occur, the more effective it ever becomes the dumping height is lower.

Die Cberwindung der geschilderten Schwierigkeiten gelang in der Erfindung dadurch, daß eine bisher für unmöglich gehaltene Herabsetzung der Schütthöhe verbunden wurde mit feinster Auflösung der Windzufuhr. Die Vergasung erfolgt auf einem Planrost, dessen freie Rostfläche aus einer sehr großein Anzahl feiner, über die Fläche dicht beieinanderliegender Löcher besteht. Hierdurch wird eine Stetigkeit der Windzuführung erreicht, die bisher unbekannt war und es ermöglicht, mit Schütthöhen von 2o bis höchstens .1o cm zu arbeiten. Der Winddruck unter dem Rost ist in diesem Fall kein Kennzeichen mehr für die Vergasung, da der eigentliche Rostwiderstand der sehr zahlreichen Löcher größer sein kann als der der Kohle, der kaum zu messen ist.The difficulties described were overcome in the invention by the fact that a previously thought to be impossible reduction in the dump height is connected was with the finest resolution of the wind supply. The gasification takes place on a flat grate, its free grate surface from a very large number of finer, dense over the surface adjacent holes. This results in a continuity of the wind feed reached, which was previously unknown and makes it possible with dumping heights from 2o to to work at most .10 cm. The wind pressure under the grate is not in this case Characteristics more for the gasification, since the actual rust resistance of the very numerous Holes can be larger than that of coal, which can hardly be measured.

Durch diese Vergasung auf einer als Siebrost zu bezeichnenden Unterlage in Schütthöhen von nur =2o bis 4.o cm wird weiter erreicht, daß das Auftreten von Schlickerzonen unmöglich wird, da eben die oberen kalten Schichten fehlen. Die Glutzone beträgt nur wenige Zentimeter. Trotzdem erwies ein jahrelanger Betrieb, daß ein technisch einwandfreies Gas entsteht von der mittleren Zusammensetzung: CO, - max 8,o Prozent 0z - 0,2 _ Ct,tHtt - o.; - CO - 23 bis 25 Prozent CH4 - 1,5 - Hz - io bis 12 - Die mittlere Vergasungsleistung betrug 8o bis roo kg/m2, entspricht also der für stückige Rohbraunkohle üblichen. Sie läßt sich auch vorübergehend steigern bis auf 125 kg/mL.As a result of this gasification on a base that can be designated as a sieve grate at bed heights of only 20 to 40 cm, it is further achieved that the occurrence of slip zones is impossible because the upper cold layers are missing. The glow zone is only a few centimeters. Nevertheless, many years of operation have shown that a technically perfect gas is produced with an average composition: CO, - max 8.0 percent 0z - 0.2 _ Ct, tHtt - o .; - CO - 23 to 25 percent CH4 - 1.5 - Hz - io to 12 - The mean gasification output was 80 to 100 kg / m2, which corresponds to that which is usual for lumpy raw lignite. It can also be temporarily increased up to 125 kg / mL.

Die bei diesem Verfahren anfallende Kohlenschlacke bildet einen zusammenhängenden dünnen, porösen Kuchen, der entweder von Hand oder auf mechanischem Wege leicht und ohne Störung des Vergasungsbetriebes entfernt werden kann. Das hervorstechendste Merkmal dieser Schlacke ist der vollständige Ausbrand; sie enthält nur noch Spuren vorn Kohlenstoff.The coal slag resulting from this process forms a coherent one thin, porous cake that is easily made either by hand or mechanically and can be removed without disturbing the gasification operation. The most salient The characteristic of this slag is the complete burnout; it only contains traces front carbon.

Die Neuheit des Verfahrens Liegt also darin, daß durch - die Verbindung eines sogenannten Siebrostes mit bisher unbekannt niedriger Schütthöhe die technische und wirtschaftliche Vergasung feinkörniger, mulmiger Rohbraunkohle mit beliebig hohem Wassergehalt ermöglicht wird.The novelty of the procedure lies in the fact that through - the connection a so-called sieve grate with a hitherto unknown low dumping height is the technical one and economical gasification of fine-grained, queasy raw brown coal with any high water content is made possible.

Claims

PATENTAN SPRU CH Process for the gasification of fine-grained, queasy or earthy raw lignite in the generator, characterized in that the lignite is on a grate that distributes the air finely and evenly (visual grate) at a layer height of at most: 10 cm is applied and the wind pressure above the grate is as low as this is held that crater formation does not occur.