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Gaserzeuger Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen
zur besseren Verteilung der durch die Brennstoffsäule hindurchgeschickten Gasungsmittel
im oberen Teil der Brennstoffsäule. Besonders geeignet ist die Erfindung für Wassergasgeneratoren,
bei denen bituminöse Kohle als B;nennstoff verwendet wird.
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Die allgemeine Schwierigkeit bei Verwendung von bituminöser Kohle
insbesondere in größeren Gaserzeugern besteht in dem unverkokten Niedergehen der
Beschickung im mittleren Teil der Brennstoffsäule in die Wassergaszone, derart,
daß zuweilen ein großer Teil derselben unvergast auf den Rost kommt.
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Die mangelhafte Verkokung ist hauptsächlich auf die Schwierigkeit
des Durchgangs der heißen Verkokungsgase durch das Innere des oberen bituminösen
Teiles des Brennstoffbettes zurückzuführen. Die Gase des Gaserzeugers haben wegen
des geringeren Widerstandes an dieser Stelle immer das Bestreben, .entlang der Generatorwand
emporzusteigen. Bei der Verwendung von bituminösem Brennstoff wird der Widerstand
in der Mitte des Gaserzeugers durch das Vorhandensein einer in Form und Lage unregelmäßigen,
durch das Schmelzen des Brennstoffes während der Verkokung erzeugten plastischen
Zone noch erhöht. Dadurch wird bewirkt, daß die Hauptmenge der Verkokungsgase an
dem Rand des Brennstoffbettes in der Nähe der Gaserzeugerwand emporsteigt, und daß
die Verkokung in der Mitte großenteils durch Strahlung der heißen Wände und eines
schmalen Ringes von heißem Brennstoff sowie durch langsame Wärmeleitung von dem
Rand nach dem Innern langsam vor sich geht, und daß daher die unverkokte Kohle in
dem Innern der Brennstoffsäule niedersinkt. Anstatt daß nur Koks in die Wassergaszone
kommt und eine nutzbringende Vergasung stattfindet, kommt nur ein Koksring mit einem
Kern unvergaster Kohle in diese Zone, was einen Verlust an Nutzwirkung und Leistungsfähigkeit
zur Folge hat.
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Der schmale Brennstoffring, welchen die Verkokungsgase durchdringen,
sowie die verhältnismäßig geringe Leitfähigkeit des Brennstoffes erschweren die
nutzbringende Gewinnung der Gaswärme, so daß die Gase mit einem großen Teil ihrer
fühlbaren Wärme aus dem oberen Teil des Brennstoffbettes abgehen.
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Zweck der Erfindung ist: Scheidewände, vorzugsweise aus Metall, vorzusehen,
welche sich durch den oberen Teil der Brennstoffschicht nach unten erstrecken und
auf diese Weise eine große Wandfläche in der Mitte der
Brennstoffsäule
bilden, an welchen die Auflieizgaseemporsteigen können. Es ist ein besonderes Merkmal
des Erfindungsgegenstandes, daß im Gegensatz zu den Teilwänden, welche zur Teilung
des oberen Teiles des Brennstoffbettes bereits bekannt sind, die Teilwände der vorliegenden
Erfindung nicht etwa von einer Wand zur anderen sich erstrecken und so das Brennstoffbett
in einzelne Abschnitte unterteilen. Diese Anordnung der Scheidewände ermöglicht,
daß Gas seitlich von dem einen Abschnitt des oberen Brennstoffbettes in einen anderen
Abschnitt übertritt. Dadurch wird der seitliche Druck in der ganzen Säule gleichmäßig
gemacht. Diese Ausgleichung des Druckes hat das Bestreben, ,einen gleichmäßigen
Durchgang des Gases über den ganzen Brennstoffquerschnitt zu erhalten und .ein einseitiges
Durchströmen des Gases durch einzelne Teile des Brennstoffbettes zu vermeiden. Werden
die Scheidewände von Wand zu Wand durchgeführt und der Brennstoff vollständig in
Felder eingeteilt, so besteht die Gefahr eines verstärkten Gasdurchflusses in nur
einer einzelnen Abteilung und eine damit verbundene mangelhafte Verkokung in den
andern Abteilungen.
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Die Scheidewandbleche nicht von Wand z u N Vand durchzuführen, hat
noch den weiteren Vorteil, daß die Trennungswände bewegt werden können, was manchmal
anzustreben ist. Diese Bewegung braucht nicht groß zu sein; ein leichtes Kippen
kann bei-. spielsweise genügen, um einen Spalt zu öffnen, der .einen erhöhten Gasdurchgang
ermöglicht. Anstatt zu kippen, können die Scheidewände auch ein wenig gehoben und
gesenkt werden, oder sie können auch angehoben werden, und man läßt sie langsam
mit dem Brennstoff niedersinken. Im letzteren Fall kann man die Scheidewände keilförmig
gestalten, so daß schon ein sehr geringes Anheben einen Spalt öffnet, der eine beträchtliche
Menge Gas durchgehen läßt.
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Bei der Verwendung dieser Trennungswände wird ein viel gleichmäßigerer
Gasdurchgang durch den ganzen oberen Teil der Brennstoffschicht und eine bessere
Kontaktwirkung der Kohle mit den Gasen erzielt. Auch der Weg für die Leitungswärme
wird erheblich kürzer, und die Kohle in der Mitte der Brennstoffsäule kann verkokt
werden, ehe sie in die Wassergaszone kommt.
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Die heißen, die Verkokung bewirkenden Gase werden mit mehr Brennstoff
in Berührung gebracht, ihre fühlbare Wärme kann zum größten Teil abgeleitet und
in dem oberen Teil des Brennstoffbettes wiedergewonnen werden.
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Man stellt die Scheidewände aus Gründen der Festigkeit, und da sie
nicht dick zu sein brauchen, vorzugsweise aus hitzebeständigem Metall her. Andererseits
können auch feuerfeste Wände verwendet werden. Sie haben den Vorteil, daß sie mehr
Wärme aus den Gasen aufspeichern können, die sie dann wieder abgeben können, wenn
kein verkokendes Gas oder eine geringere Menge durch die Kohlenschicht geht.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Wassergasgenerator
mit Scheidewänden in dem oberen Teil des Brennstoffbettes.
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Abb.2 zeigt einen waagerechten Schnitt längs der Linie -2-2 der Abb.
i.
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Abb.3 zeigt in vergrößertem Maßstab den Schnitt einer sich nach unten
verjüngenden Scheidewand.
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Die Abb. ¢ und 5 zeigen in waagerechtem Querschnitt andere Ausführungsformen
von Scheidewänden. In den Abb. i und 2 stellt i eine beispielsweise Ausführungsform
eines Wassergasgenerators nach vorliegender Erfindung dar. 2 ist die Zuleitung für
den Gebläsewind, 3 die Zuleitung für Dampf zum Gasen von unten und ¢ die Dampfzuleitung
zum Gasen von oben. Mit 5 ist allgemein das Brennstoffbett bezeichnet und mit 6
in diesem die Wassergasreaktionszone und mit 7 die Verkokungszone. ß ist ein Gasabzug
für die Warmblasgase, die unterhalb der Verkokungszone abgeführt werden. g ist ein
oberer Gasabzug, um beim Aufwärtsgehen Wassergas und Kohlengas abzunehmen. i o ist
ein Gasabzug am Boden des Gaserzeugers, um beim Abwärtsgange Wassergas abzuführen.
i i bezeichnet die Trennungsplatten, welche in der Hauptsache senkrecht im oberen
Teil oder der Verkokungszone des Gaserzeugers angeordnet sind.
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Die Trennungsplatten bestehen aus flachen, nach unten dünner werdenden
Platten aus hitzebeständigem Metall, die in Rahmen an Stangen 12 aufgehängt sind,
welche durch in der Generatordecke angeordnete Stopfbüchsen hindurchgehen. Durch
ein geeignetes Getriebe 14, das in Zahnstangen, die auf den Stangen 12 sitzen, eingreift
und auf irgendwelche Weise angetrieben sein kann, können die Platten etwas auf und
ab bewegt werden. Die Platten sind sternförmig angeordnet und berühren sich weder
in der Mitte noch gehen sie bis zur Generatorwand, so daß die zwischen denselben
gebildeten Verkokungszonen nach außen und nach innen miteinander in Verbindung stehen.
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Il. Abb.3 ist eine nach unten dünner werdende Scheidewand dargestellt,
welche etwas angehoben wurde; l i bezeichnet die Scheidewand, 16 die verkokte Kohle,
17 die
kleinen, durch das Anheben der nach unten dünner werdenden
Platte gebildeten Spalten. Die Pfeile bezeichnen das Aufsteigen von heißen Verkokungsgasen.
Die nach unten dünner werdenden Platten haben den Vorteil, daß sie dem Niedergehen
des Brennstoffes nur geringen Widerstand entgegensetzen. Die Platten 'können in
waagerechter Richtung zu demselben Zweck nach einer Seite dünner gehalten werden.
Die in Abb. 4. dargestellte Scheidewand ist gewellt, um eine größere Oberfläche
und größere Durchgangsöffnungen für das Gas abzugeben als die flache Wand, da die
Kohle die Einbuchtungen nicht vollständig ausfüllt.
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Abb.5 stellt eine geriefelte Scheidewand dar. Die Riefelung wird durch
die Kohle nicht vollkommen ausgefüllt, und es werden dadurch schmale Durchgänge
für die heißen Gase gebildet.
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Wie bereits oben erwähnt, werden diese Scheidewände vorzugsweise aus
hitzebeständigem Metall hergestellt; sie können aber auch aus anderem feuerfesten
Stoff bestehen. Die sternförmige Anordnung der Scheidewände, wie sie in Abb. :!
dargestellt ist, ist beliebig. je nach der aufgegebenen Kohle und den vorliegenden
Betriebsbedingungen kann eine andere Anordnung erforderlich sein.
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Die Abb. i und z stellen einen Gaserzeuger besonderer Bauart dar;
die Scheidewände können jedoch ebensogut bei einem allgemein üblichen Wassergasgenerator
benutzt werden, bei welchem der Abzug 8 des Heißblasegases (Abb. i) in der :Ritte
des Gaserzeugers, d. h. zwischen dem oberen und unteren Ende, nicht vorhanden ist,
und die Heißblasegase durch den oberen Teil des Brennstoffbettes hindurchgehen,
in welchem sich bituminöse Kohle befindet, die erst verkokt werden soll, wobei die
Gase dann durch den oberen Gasabzug 9 in der Abb. i abgeführt werden.
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Für den Betrieb des Gaserzeugers der Abb. i gibt es verschiedene Verfahren,
deren eines hier beispielsweise beschrieben wird.
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Der Koks in der Wassergaszone 6 wird durch den durch 2 zugeleiteten
Gebläsewind auf Rotglut erhitzt; die Aufhieizgase gehen durch Kanal 8 ab und werden
zur Beheizung von Kesseln (nicht dargestellt) verwendet. Dann wird der Gebläsewind
abgestellt, und es wird durch Rohr 3 Dampf unter den Rost der Brennstoffsäule eingelassen.
Das erzeugte heiße Wassergas steigt von der Wassergaszone 6 aufwärts in und durch
die bituminöse Kohle, welche in der Verkokungszone 7 verkokt wird, und zwar entlang
der Oberfläche der Scheidewände i i, die mittels eines Getriebes 14 auf und ab hewegt
werden.. Ein Teil des aufsteigenden Wassergases steigt auch an der Wand des Gaserzeugers
empor. Der ungefähre Gasweg ist durch Pfeile angegeben. Anstatt die Heizgase bei
8 abgehen zu lassen, kann man auch das ganze Heizgas oder einen Teil desselben durch
die Verkokungszone gehen lassen, um eine größere Menge heißen Gases zur Verkokung
verfügbar zu haben.