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Verfahren zur Gewinnung hochhelzwertiger Gase im Steinkohlenwassergasprozeß
Der bekannte Steinkohlenwassergasprozeß beruht im wesentlichen darauf, daß man das
im Wassergaserzeuger A während der Gasperiode erzeugte Wassergas durch eine Schwelretorte
B leitet und die fühlbare Wärme des entstehenden Wassergases zur Entschwelung der
hier eingefüllten Kohle benutzt. Die entschwelte und schließlich zu Koks gewordene
kohle gleitet dabei stetig in den Wassergas,-er7euger A und wird dort in üblicher
Weise durch abwechselndes Einführen von Luft C durch Gebläse X zur Deckung der Bildungswärme
und Einleiten von Dampf D zur Erzeugung des Wassergases bis auf die verbleibende
Asche restlos vergast. Das bis zu zehn und mehr Prozent Kohlenoxyd enthaltende Blasegas
hat man mit Erfolg nutzbar gemacht, indem man es in mit Gittersteinen ausgesetzten
Apparaten M und N unter Zuführung von Zweitluft G bzw. Drittluft H verbrennt und
die fühlbare Wärme und die Reaktionswärme der Verbrennung in den Gittersteinen zum
Teil aufspeichert und, soweit noch nutzbar, vollends zur Erzeugung von Dampf für
den Wassergasprozeß in einen Abhitzekessel0 führt.
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Beim Gasen wird in bekannter Weise die in den Gittersteinen gespeicherte
Wärme zur Überhitzung des Dampfes I( in N und zur teilweisen Fixierung des
im Gas enthaltenen Tieftemperaturte.ernebels F in !i2 mit oder ohne gleichzeitige
Karburierung durch nicht aus dem Prozesse stammende Gasöle belutzt. Dies geschieht
entweder so, daß man den ganzen Nlischgasstrom durch einen der beiden überbitzerA!
und von dort in die Rohgasleitung leitet, oder daß man einen Teilstrom des Rohgases
mit einem Gebläse absaugt, in M überhitzt und durch Q wieder dem Schv,-elschacht
B zuführt. Die in M aufgenommene Wärme wird auf diese Weise zur Entschwelung nutzbar
gemacht, während die Hauptmenge des Gases durch die Leitung E als Rohgas den Prozeß
verläßt.
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Der Nachteil der bisher geübten Verfahren war nun der, daß es nicht
möglich war, I-lisch,-gas von einem höheren Heizwert als etwa 3 30o WE, je nach
der Beschaffenheit der verwendeten Steinkohle, zu erzielen. Eine Lösung des Problems
der Erzeugung hochheizwertiger Gase im Steinkohlenwassergasprozeß' bestand darin,
daß die übliche Blaseperiode mit Luft allein durch langsames Blasen ausgedehnt und
so Klargas erzeugt und gespeichert wird, das bei seiner Verbrennung im Wärmeaustausch
zur Beheizung von Wassergas dient. Dieses so erhitzte -Was; Bergas :entschw elt
die Kohle in der Schwelretorte. Da der Blaseprozeß mit Luft allein.
nur
exotherm verläuft, so sind seiner Dauer Grenzen gesetzt, wenn man ernste Schwierigkeiten
durch übermäßige Temperaturen im Gaserzeuger vermeiden will. Das genannte Verfahren
hilft sich daher durch langsames Blasen, wobei viel fühlbare Wärm-- nutzlos durch
Abstrahlung bei dem langsamen Blasen vernichtet wird. Es wurde nun gefunden, daß
es gelingt, hochheizivertige Steinkohlenwasser,-gase dadurch herzustellen, daß man
an Stelle der sonst üblichen Blaseperiode eine Halbwassergasperiode setzt, d. h.,
:es wird nicht, wie bisher üblich, Luft allein, sondern ein Gemenge von Luft und
Wasserdampf in den glühenden Koks eingeführt und mit diesem zur Reaktion gebracht.
Die Reaktions- und fühlbare Wärme des Halbwassergases benutzt man unter Mitwirkung
von Zweit- und Drittluft zur Nachverbrennung und speichert den größten Teil der
Wärme in dem Schamottegittermaterial von M und N auf und erzeugt mit dem Rest der
nutzbaren Wänne Dampf in O. Man hat es in der Hand, die Menge der in M gespeicherten
Wärme dadurch zu regeln, daß man das Verhältnis Dampf zu Luft während der Halbwassergasperiode
ändert. Vergrößert man dieses Verhältnis, so wird das Mehr an Wärme in M gespeichert
und demzufolge mehr Schwelgas beim Umwälzen durch die Retorte erzeugt, wogegen der
während des Gasens erzeugte Wassergasänteil im Verhältnis zum, gleichzeitig erzeugten
Schwelgas zwangläufig sinkt. Eine Verminderung des Wassergasanteils und eire Erhöhung
des Schwelgasanteils beim Gasen erhöht aber den Heizwert des erzeugten SteinkohlenwasE-sergases.
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Nach den bisherigen Verfahren wurde so lange geblasen, daß die zur
Erzeugung des Wassergases notwendige Temperatur von iooo bis i ioo° erreicht wurde.
Der hierbei nicht verbrannte Koksanteil wurde restlos im Wassergas übergeführt und
stand dann bei einer bestimmten Kohle in einem ganz bestimmten Verhältnis zu dem
Steinkohlengasanteil, der beim Entschwelen erzeugt wurde. Dieses Verhältnis war
aber stets so, daß .es nicht gelungen ist, wesentlich über 3 300 WE hinaufzukommen.
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Vorstehende Erfindung ermöglicht es also, das Verhältnis Schwelgas
zu Wassergas und damit den Heizwert zu erhöhen. Der Dampfzusatz und die Dauer beim
Erzeugen von Halbwassergas wird so bemessen, daß bis zum Beginn des Gaseprozesses
das Koks bett wieder die für diesen Gaseprozeß notwendige Temperatur von i ooo°
C und darüber angenommen hat.
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Mit Hilfe des Gebläses X wird durch C Luft unter den heißen Koks in
A eingeblasen, während gleichzeitig über L und D Dampf zugeführt wird. Man setzt
also im Gegensatz zu dem Bekannten an Stelle der Blaseperiode eine Halbwassergasperiode,
d. h. an Stelle von Klargas wird Halbwassergas, eine Mischung von Klargas und Wassergas,
erzeugt. Je nach dem gewünschten Heizwert wird diese Halbwassergasperiode durch
Vergrößerung oder Verringerung des Dampfzusatzes länger oder kürzer ausgedehnt.
Dieses Halbwassergas gelangt über Q zum überhitzer M und empfängt hier durch ('z
Zweitluft. Dadurch wird dieses Halbwassergas teilweise verbrannt und die Reaktions-
und fühlbare Wärme M entsprechend der Menge von Schamottematerial in den Gittersteinen
aufgespeichert. Von M gelangt das teilweise verbrannte Halbwassergas weiter
über R nach N,
wo es zur vollkommenen Verbrennung Drittluft aus H erhält und
weitere Wärmemengen in dem Dampfüberhitzer N aufspeichert. Von N gelangt nunmehr
das vollkommen verbrannte Halbwassergas schließlich über S nach O, wo es seine restliche
fühlbare Wärmemenge in dem Dampferzeuger O abgibt. Während der Gasperiode wird in
bekannter Weise über die glühende Kohle auf dem Wege I< über D in
N überhitzter Dampf eingeführt, das entstandene Wassergas durch B und das
Steinkohlenwassergas, über E zum Teil in die Rohgasleitung geführt, zum Teil mit
Hilfe von Y über F zur Fixierung der Tieftemperaturnebel in M geleitet, wo es auch
die in den Gittersteinen von M aufgespeicherte Wärme aufnimmt. Dieser Steinkohlenwassergasteilstrom
gelangt dann weiter durch Q und gibt die in !Z1 aufgenommene Wärme an die in B befindliche
Kohle unter Entschwelung dieser ab. Die bekannte Zirkulation von Gas durch M wird
so lange fortgesetzt, bis die im überhitzer M aufgespeicherte Wärme aufgebraucht
ist. Der im Dampfkessel O in bekannter Weise erzeugte überschußdampf wird durch
J in die Betriebsdampfleitung abgegeben. Es kann zweckmäßig sein, wie dies von anderer
Seite vorgeschlagen wurde, zwischen den Dampfkessel O und die Dampfverteilung nach
J, l( und L einen Dampf speicher einzubauen.