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Verfahren zur Gewinnung eines Mischgases aus Destillationsgasen und
Wassergas bei Öfen zur Erzeugung von Gas und Koks unter rilitbenutzung von minderwertigem
Brennstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb von Öfen zur Erzeugung
von Gas und Koks, insbesondere von Öfen zur Leuchtgaserzeugung,_ bei dem den durch
Entgasung der Kohle gewonnenen Destillationsgasen Wassergas zugemischt wird, dessen
Erzeugung durch Einleitung von Dampf in den Retorten oder Kammern des Ofens selbst
erfolgt.
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Der üblichen Erzeugung von Wassergas aus mit Kohle beschickten Retorten
oder Kammern durch Einleitung von Dampf, nachdem die Kohle sich in Koks verwandelt
hat, haften zwei Nachteile an. Einerseits wird im Verhältnis zum Steinkohlengas
nur wenig Wassergas erzeugt, da mit der Dampfeinführung erst begonnen werden kann,
wenn die Kohle entgast ist. Es besteht aber oft das Bedürfnis, in der gleichen Betriebszeit
mehr Wassergas zu erzeugen, um den Gehalt des Mischgases an Wassergas zu erhöhen.
Andererseits ist man zur Erzeugung des Wassergases an den Brennstoff gebunden, der
bei der Entgasung der Steinkohle entsteht. Dies ist aber zum größten Teil ein hochwertiger,
großstückiger Koks, der zweckmäßig nicht zur Erzeugung von Wassergas verbraucht,
sondern vorteilhafter für andere Zwecke, z. B. zum Hausbrand oder zur Verhüttung,
benutzt wird. Es stehen aber der Gasanstalt oft minderwertige Brennstoffe zur Verfügung,
die verkokbar sind und zweckmäßig zur Wassergaserzeugung herangezogen werden. Insbesondere
scheidet sich bei der Aufbereitung des aus den Retorten oder Kammern herausgezogenen
Kokses aus dem hochwertigen Koks ein minderwertiger Koks, der sogenannte Grus-oder
Perlkoks, ab, dessen praktische Verwertbarkeit wegen der kleinen Korngröße auf Schwierigkeiten
stößt.
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Nach der Erfindung sind diese Nachteile bei der Gewinnung des Mischgases
in den Öfen zur Erzeugung von Gas und Koks dadurch vermieden, daß der untere Teil
einer von außen beheizten Retorte oder Kammer des Ofens mit Kohle und der obere
Teil mit dem minderwertigen Brennstoff gefüllt wird, worauf Wasserdampf in die Kohlefüllung
eingeleitet wird, nachdem die darüberliegende Füllung aus dem minderwertigen Brennstoff,
z. B. Grus- oder Perlkoks, in Rotglut gekommen ist. Dies tritt zu einem Zeitpunkt
ein, an dem die Kohle noch nicht völlig entgast ist, so daß man mit der Dampfzuführung
und daher mit der Wassergaserzeugung früher beginnen kann, als wenn die ganze Retorte
mit Kohle gefüllt worden wäre. In einer bestimmten Zeit kann daher im Verhältnis
zum Steinkohlengas bedeutend mehr Wassergas erzeugt werden. Da ferner der größte
Teil des Wassergases aus dem minderwertigen Brennstoff erzeugt wird, wird ein größerer
Teil des hochwertigen Kokses für die Benutzung zum Hausbrand oder zur Verhüttung
frei.
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Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens liegt auch darin, daß der
Heizwert des Mischgases aus dem Wassergas und den Destillationsgasen fast ebenso
groß ist wie der Heizwert letzterer Gase allein. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß
die teerigen Bestandteile der Destillationsgase und der mitgerissene
Kohlenstaub beim Beginn der Entgasung der Kohlefüllung in der Koksfüllung zurückgehalten
werden, die wie ein Filter wirkt, da sie sich auf einer Temperatur befindet, bei
der die teengen Bestandteile sich noch nicht in Dampf verwandeln. Bei derWassergaserzeugung
werden die teerigen Bestandteile durch den Wasserdampf aus der dann rotglühenden
Perlkoksfüllung herausgetrieben und verwandeln sich dabei in Dampf, so daß sich
das erzeugte Wassergas mit Kohlenwasserstoff stark anreichert. Hierdurch ist zugleich
verhütet, daß sich die Gaswege von der Retorte oder Kammer für den minderwertigen
Brennstoff bis zur Vorlage mit Abscheidungen verstopfen. Es kann sogar die übliche
Kühlung dieser Gasleitungen in Fortfall kommen.
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Bei Öfen zur Erzeugung von Gas und Koks hat man bereits vorgeschlagen,
die Destillationsgase gegebenenfalls unter Zusatz von Wasserdampf aus einer Kammer
durch die heiße Koksfüllung einer benachbarten Kammer hindurchzuleiten, wobei der
Koks aus der Steinkohle bei der Entgasung entstanden ist. Da bei diesem bekannten
Verfahren minderwertiger Brennstoff nicht Verwendung findet, können nicht die durch
die Erfindung erzielten Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann die Koksfüllung
nicht zur Abscheidung der teerigen Bestandteile der Destillationsgase als Filter
wirken, da er sich auf einer Temperatur befindet, bei der diese Bestandteile zersetzt
werden. Durch die Erfindung ist demgegenüber grundsätzlich erstmalig vorgeschlagen,
die Destillationsgase durch den ebenfalls von außen beheizten minderwertigen Brennstoff
hindurchzuführen, wenn sich dieser noch nicht in glühendem Zustande befindet, worauf
zur Wassergaserzeugung Wasserdampf in den minderwertigen Brennstoff eingeführt wird,
wenn er in Rotglut gekommen ist, um das Wassergas mit den in dampfförmigen Kohlenwasserstoff
verwandelten teerigen Bestandteilen anzureichern.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines Ofens zur Erzeugung
von Gas und Koks für die Durchführung des Verfahrens im Längsschnitt dargestellt.
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Bei dem dargestellten Ofen sind in bekannter Weise eine Reihe senkrechter
Kammern a nebeneinander angeordnet, die unten mit einem Verschluß b und oben mit
Füllöffnungen c versehen sind. Die Beheizung der Kammern erfolgt durch Heizgase,
die in dem Generator d erzeugt, nach Mischung der durch den Kanal e zuströmenden
Oberluft zur Entzündung gebracht werden und in den die Kammern a umgebenden
Heizzügen f
verbrennen. Die in der Kammer a entstehenden Gase können am oberen
Teil der Kammer durch eine Leitung g zur Vorlage h entweichen. Unten kann in die
Kammer a durch eine Leitung i
Wasserdampf eingeführt werden. Der untere
Teil der Kammer a wird mit Kohle k beschickt, worauf z. B. Perlkoks
m aufgegeben wird, so daß etwa die untere Hälfte mit Kohle und die obere Hälfte
mit minderwertigem Koks gefüllt ist.
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Zu Beginn der Entgasung werden durch die Außenbeheizung der Kammer
a die Destillationsgase aus der Kohlefüllung k ausgetrieben, die durch die Koksfüllung
m aufsteigen müssen, um zum Gasabzug g zu gelangen. Es wird daher die Koksfüllung
durch die heißen Destillationsgase mitbeheizt, so daß die Außenbeheizung der Koksfüllung
entsprechend schwächer gehalten sein kann. Die teerigen Bestandteile der als Leuchtgas
dienenden Destillationsgase und auch der mitgerissene Kohlenstaub werden dabei in
der Perlkoksfüllung zurückgehalten, die wie ein Filter wirkt, da diese Füllung zu
Beginn der Entgasung der Steinkohle noch eine Temperatur hat, bei der sich die teengen
Bestandteile noch nicht in Dampf verwandeln.
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Ist die Koksfüllung durch die Innen- und Außenbeheizung auf Rotglut
gekommen, was eintritt, wenn die Kohlefüllung k noch nicht völlig entgast ist, so
wird Wasserdampf durch die Leitung i in den unteren Teil der Kohlefüllung k eingeleitet.
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Der Wasserdampf kann sich in der Füllung k der Kammer a dann noch
nicht zersetzen, da die Temperatur der Füllung k hierzu noch nicht hoch genug ist.
Beim Durchtritt durch die Kohlefüllung wird aber der Wasserdampf getrocknet bzw.
überhitzt und tritt in diesem Zustande in die unmittelbar darüberliegende rotglühende
Koksfüllung m, so daß er sich dort unter Bildung von Wassergas zersetzt. Dabei werden
die zuvor in der Koksfüllung m zurückgehaltenen teerigen Bestandteile der Destillationsgase
und der mitgerissene Kohlenstaub aus dieser Füllung herausgetrieben und verwandeln
sich in schwere Kohlenwasserstoffdämpfe, mit denen sich das erzeugte Wassergas stark
anreichert. Das Mischgas aus den immer noch aus der Kohlefüllung k entweichenden
Destillationsgasen und dem in der Koksfüllung »ä erzeugten angereicherten Wassergas
zieht dann durch den Gasabzug g zur Vorlage 1a ab. Ist die Kohlefüllung k ganz entgast,
so ist auch die Koksfüllung m in bezug auf die Wassergaserzeugung zum größten Teil
verbraucht. Die Kammer wird dann in der üblichen Weise entleert und wieder gefüllt.
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Während man bei Vertikalkammeröfen mit 12stündiger Ausstehzeit erst
nach etwa io Stunden und bei Öfen mit 24stündiger Ausstehzeit nach 18 bis 2o Stunden
mit der Wassergaserzeugung beginnen konnte, ist bei dem Verfahren nach der Erfindung
ermöglicht, bereits nach 4 bzw. 8 Stunden mit der Dampfzuführung und damit mit der
Wassergaserzeugung zu beginnen, da dann schon die Perlkoksfüllung in
auf
die Rotglut gekommen ist, die zur Erzeugung des Wassergases erforderlich ist. Infolge
der Zurückhaltung der in den Destillationsgasen der Steinkohle enthaltenen teerigen
Bestandteile durch die Perlkoksfüllung und die Ausnutzung dieser Stoffe zur Anreicherung
des Wassergases mit Kohlenwasserstoff ist der Heizwert des Mischgases fast ebenso
groß wie der Heizwert der Destillationsgase allein. Infolge dieser Ausnutzung der
teerigen Bestandteile können auch die bisher zur Vermeidung der Verstopfungen der
Leitung g verwendeten Mittel, z. B. die Kühlvorrichtungen für diese Leitung, in
Fortfall kommen.
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Da der Perlkoks m unmittelbar auf der Kohlefüllung k liegt, treten
die Destillationsgase aus der Kohle k ohne jeden Wärmeverlust in die Koksfüllung
m ein, so daß der Koks schnell auf Rotglut kommt.
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Das Verhältnis der Wassergäsmenge zur Menge der Destillationsgase
kann man leicht dadurch regeln, daß man entweder mehr Steinkohle oder mehr Perlkoks
aufgibt.
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Als minderwertiger Brennstoff kann jeder Brennstoff Verwendung finden,
der verkokbar ist.