DE526420C - Verfahren zum Betriebe eines Abstichgenerators - Google Patents

Description

• Verfahren zum Betriebe eines Abstichgenerators Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der Gasherstellung, wodurch von einem Brennstoff ein Heißgas, hauptsächlich aus Kohlenoxyd, Wasserstoff und Stickstoff bestehend, in kontinuierlichem Betrieb direkt aus einem Gaserzeuger erhalten wird und der aufgegebene Brennstoff vollständig in solches Gas übergeführt werden kann.
• Es ist für gewisse metallurgische Zwecke sehr wertvoll, ein solches Gas in wirtschaftlicher Weise herzustellen.
• Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, welche durch praktische Versuche betätigt wurde, daß, um erstens den Forderungen der Wärmebilanz zu genügen, die Vergasung des Brennstoffes mit Warmluft stattfinden muß. Weiter muß, um eine relativ hohe Temperatur in der Brennstoffsäule bleibend halten zu können, die Asche des Brennstoffes durch Zusatzmittel verschlackt und flüssig vom Gaserzeuger abgestochen werden, da sonst Kleben und Verstopfungen im Schachte eintreten.
• Hierzu kommt nun noch, daß der eingetragene Brennstoff in einem besonderen Entgasungsraum durch die Eigenwärme von einem Zweigstrom des im Gaserzeuger aufsteigenden Heißgases in direkter Berührung mit dem Brennstoff vorgewärmt und entgast werden muß, und daß die so erhaltene Mischung von Generatorgas und Destillationsgas durch ein Zirkulationssystem zu leiten und der Vergasungszone des Erzeugers wieder zuzuführen ist. Das abzuziehende Heißgas muß wiederum durch getrennt angeordnete Gasabzüge, deren innere Öffnungen am Schacht sich unter dein Entgasungsraum befinden, derart abgeführt werden, daß die Temperatur des Heißgases durch Wärmeabgabe an den kälteren Brennstoff nicht sinkt.
• Jeder dieser vier Vorgänge ist einzeln in älteren Verfahren schon bekannt, aber erst durch ihre neuartige Kombination zu einem Verfahren wird ein hoher technischer und wirtschaftlicher Vorteil erreicht.
• Wenn durch solche Verfahren vorher beabsichtigt wurde, Heißgas herzustellen, wurde entweder ein gewisser Teil des Gases durch die Destillationszone abgesaugt und als Kaltgas herausgenommen, so daß das übrige Gas eine höhere Temperatur als normal erhielt, oder es wurde auch eine Verbrennung in der Entgasungszone vorgenommen und die Verbrennungserzeugnisse für sich abgeleitet, während nur das dem übrigbleibenden Brennstoff entstammende Gas als Heißgas herausgeführt werden konnte.
• Der Nachteil solcher Verfahren ist, daß nicht die ganze Brennstoffmenge in Heißgas übergeführt wird, wie dies dagegen in dem angemeldeten neuen Verfahren der Fall ist.
• In anderen älteren Verfahren, die nicht Heißgasherstellung beabsichtigen, erfolgt die Entgasung des Brennstoffes in der Destillationszone auch durch Überführung von Eigenwärme des abziehenden fertigen Gases, wodurch in manchen Fällen auch kein Generatorgas durch den rohen Brennstoff abgesaugt und hauptsächlich nur die Teerdämpfe in den Generatorschacht zurückgeleitet zu werden brauchen. Dies gilt für die bekannten Generatoren mit Teerverbrennung, die meistens aber nicht als Abstichgaserzeuger eingerichtet sind oder mit Warmluft arbeiten.
• Bei den neuen Verfahren entsteht dagegen keine absichtliche Kühlung des abziehenden Gases durch den kalten rohen Brennstoff, und es findet ein wirklicher Gasumlauf in dem Gaserzeuger statt, wodurch unter Berücksichtigung auch der übrigen Teile des Verfahrens erst das Ziel erreicht werden kann.
• Die einzelnen Momente des Verfahrens werden nachstehend wie folgt erklärt: Wenn ein Erzeuger einen angekohlten Brennstoff, z. B. Steinkohle oder Torfbriketts oder einen nicht vollkommen Bekohlten, wie Halbkoks, z. B. Torfhalbkoks oder teilweise Bekohltes Holz oder eine Mischung von Bekohltem und angekohltem Brennstoff, zu vergasen hat, so gehen beim gewöhnlichen Vergasungsverfahren die flüchtigen Bestandteile des Brennstoffes mit dein Generatorgas größtenteils verloren, ohne im Generator zersetzt zu werden. Die flüchtigen Bestandteile bestehen u. a. aus Wasserdampf, Kohlensäure, Kohlenwasserstoffen und Schwefelwasserstoff. Diese Produkte sind im Gase manchmal, z. B. wenn es zur Reduktion der Oxydv erbindungen der Metalle benutzt «;rd, wenig erwünscht. Es kann z. B. dadurch eintreten, daß die meisten instabilen Kohlenwasserstofte bei Abspaltung von Kohlenstoff den Ofen verstopfen und somit die Gasdurchströmung verhindern. Schwefelwasserstoff ist besonders schädlich, da er von Metallen unter Bildung von Sulfiden absorbiert wird.
• Eine Zerlegung der erwähnten Produkte, ehe sie in das endgültige Generatorgas aufgenommen werden, ist also wünschenswert. Dies kann dadurch erreicht werden, daß sie nach der heißen Zone des Generators übergeführt werden und erst danach diese verlassen dürfen. Es wird dann zweckmäßig so verfahren, daß ein gewisser Teil des im Generator aufsteigenden heißen Gases durch eine im oberen Teile des Generators befindliche Destillationszone durchgesaugt wird und dabei dem Brennstoffe seine Eigenwärme abgibt und eine Verkokung desselben herbeiführt, wonach die Mischung von Generator-,gas und Destillationsgasen nach dem unteren und heißeren Teil des Generators geführt wird, wo eine Zerlegung in einfache Gasbestandteile CO, H, und N2 stattfindet. Der Hauptteil des Generatorgases wird dagegen durch Öffnungen unter der Destillationszone herausgenommen. Nach dem beschriebenen Verfahren findet also im Generator ein gewisser Gasumlauf statt. Das fertige Genecl erhält z. B. die Zusammensetzung: 3 Teile CO -E-- i Teil H= + 6 Teile N=.
• Durch den Gasumlauf wird beim Abstichgenerator außerdem ein bedeutender Vorteil erzielt. Bei dem Umlauf tritt ein gewisser Wärmeausgleich im Generator ein, so daß die Temperatur in den oberen Brennstofflagen erhöht und in den unteren gesenkt wird. Hierdurch wird es möglich, ohne Überhitzung des unteren Teiles des Generators Warmluft bei der Vergasung zu verwenden, wodurch erreicht wird, daß die Temperatur des fertigen Gases bedeutend höher ausfallen kann als die, welche als für Generatorbetrieb normal anzusehen ist. Es wird hierdurch möglich, die Temperatur des abziehenden Gases auf f ooo ° bis i f oo° zu steigern, ohne daß die Temperatur im unteren Teil des Generators höher als normal ausfällt. Eine zweckmäßige Isolierung und Kühlung ist natürlich hierbei anzuordnen. Es ist klar, daß ungefähr dieselbe Wirkung wie durch Erwärmung der Luft durch ihre Anreichung an Sauerstoff erzielt werden kann. Wegen der zu erzielenden hohen Temperatur des Generatorgases kann ein Gasgenerator von vorliegender Bauart, wenn er bei einem Martinofen oder anderem sogenannten regenerativen Ofen verwendet wird, dem Ofen das Gas unmittelbar abliefern, ohne daß eine Vorwärmung in Regeneratoren notwendig ist. Dies bedeutet eine Vereinfachung des Martinbetriebes.
• Durch Benutzung eines zweckmäßigen inneren Futters, wie Magnesia, Alumidon-und Kohlensteinen, wird es auch möglich, im Generator eine basische Schlacke flüssig zu halten, die den Schwefel von Koks und Zirkulationsgas absorbiert. Weitere vollständige Schwefelreinigung des abziehenden Gases kann erreicht werden, wenn das Gas einen Behälter mit gebranntem Kalk passiert, der bei der hohen Temperatur des Gases den Schwefel leicht absorbiert. Durch Aufgeben von Eisen oder Erz wird Roheisen im Generator gewonnen. Entweder Schlacke, gebrannter Kalk oder Kalkstein kann zur Verflüssigung der Asche verwendet werden. Wenn sehr backfähige Kohlen verwendet werden, kann es vorteilhaft sein, diese mit nichtbackenden Kohlen, Koks, Torf o. dgl. zu mischen.
• Es ist vorteilhaft, das Zirkulationsgas durch eine äußere Rohrleitung mittels Schleudergebläse, Kapselgebläsemaschine oder Strahlsaugapparat zu führen. Das Gas kann an beliebiger Höhe über dem Gestellboden in die Vergasungszone des Generators eingeführt werden, also über, unter oder in der Verschlackungszone des Generators. Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, das in das Brennstoffbett eintretende Gas ganz oder teilweise mit der Luft zu verbrennen. Die Verbrennungstemperatur für Zirkulationsgasluft ist nämlich niedriger als die von Koks. Die Destillationsprodukte werden dann auch einer vollständigen Zersetzung durch Verbrennung und gleichzeitige oder nachfolgende Nachreduktion mit Kohlenstoff unterworfen. Die Luftdüsen können dann wie Brenner ausgeführt werden. Es ist möglich, die Düsen mit Strahlsaugwirkung arbeiten zu lassen, so daß die Luft das Zirkulationsgas ansaugt und mit sich reißt. Die Auslaufgeschwindigkeit in der Düse soll genügend groß sein. Regelungsventile werden in den Gasleitungen vorgesehen. Die Anzahl der Luftformen ist abhängig von der Größe des Generators.
• Auch bei Vergasung von Koks oder Holzkohle ist es vorteilhaft, eine Gaszirkulation, wie oben beschrieben, anzuordnen. Dadurch wird eine vollständige Vorwärmung des Brennstoffes erzielt, so daß dieser eine Temperatur gleich der des abziehenden Generatorgases erhält, wenn er das Niveau des Hauptgasaustritts erreicht. Es kann auch zweckmäßig dem Generator Wasserdampf, Koksofengas, anderes wasserstoffreiches Gas, `sie Naturgas, Hochofengas, sowie das Gichtgas des elektrischen Hochofens oder Rohöl gleichzeitig mit Warmluft zugeführt werden.
• In der Gasumlaufleitung muß unter gewissen Umständen ein Staubsammler und gegebenenfalls auch eine Gasreinigung vorgesehen werden. Bei Verwendung eines Strahlgebläses kann ein größerer Staubgehalt im Gas vertragen werden.
• Auf der Zeichnung ist eine Anordnung zur Ausführung der Erfindung dargestellt. Der Gaserzeuger ist in einer Außenansicht von der Seite gesehen.
• Die Luft gelangt durch das Ringrohr i und die Düsen a. Das Umlaufgas tritt durch das Ringrohr 3 ein und wird davon in gezeigter Weise teils durch die Düsen und Formen 4, teils durch Leitungen 5, welche mit den Luftdüsen in Verbindung stehen, in den Generator geleitet. Es ist nicht notwendig, daß das Umlaufgas in dieser Weise verzweigt geleitet wird. Es können auch entweder die Düsen .I oder die Leitungen 5 allein vorgesehen werden. Allerdings findet eine Verbrennung des Umlaufgases mit der Luft im Innern des Erzeugers nur dann statt, wenn das Gas durch die Leitungen 5 eingeführt wird. Die Gase steigen im Schacht f, in dem das Generatorgas gebildet wird, empor, und der Hauptteil des Gases geht durch einen oder andere Gasabziige 7 nach dem Ringrohr 8 und weiter nach dem Hauptgasattstritt bei 9. Vor den Gasabzügen 7 wird zweckmäßig in der Innenwand des Generators ein Gassammelring angeordnet. Zu demselben Zweck kann die Vorwärmungskammer einen kleineren Durchmesser als der Generatorschacht erhalten, so daß das Gas über einer schrägen, kreisförmigen Brennstoffläche gesammelt wird. Das übrige Generatorgas steigt weiter durch die Vorwärmungs- und Destillationskammer i o empor, wo es einen großen Teil seiner Wärme abgibt und wird zusammen mit den Destillationsprodukten durch die Rohrleitung i i abgeführt, geht durch den Staubsack i2, die Gebläsemaschine 13 und kehrt durch das Ringrohr 3 wieder in den Generator zurück. Der Generator wird durch die Gicht 14 mit Brennstoff bis zu der in der Abbildung gezeigten, gestrichelten Linie gefüllt. Die Schlacke und das Eisen werden von dem Schmelzherd, der ähnlich dem eines Hochofens eingerichtet ist, durch Abstichlöcher bei 15 abgestochen. Regelungseinrichtungen für den Gasumlauf sowie Sicherheitsvorrichtungen zum Verhindern von Explosionen, wie z. B. eine Rückschlagklappe in der Luftleitung (in der Abbildung nicht gezeigt), gehören natürlich auch zu der Ausrüstung des Generators. Kondensationsvorrichtungen in der Zirkulationsleitung können auch vorgesehen sein. Sie sind, wenn erforderlich, zwischen dem Staubsack und der Gebläsemaschine einzubauen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Betriebe eines Abstichgaserzeugers für vorgewärmte Luft, bei dem die Vorwärmung und Entgasung des Brennstoffes durch einen Zweigstrom des im Gaserzeuger aufsteigenden, heißen Gases unter unmittelbarer Berührung zwischen Brennstoff und Gas vor sich geht und das übrige heiße Gas so abgeführt wird, daß es von rohem Brennstoff nicht gekühlt wird, und das abgezweigte mit den Erzeugnissen der Vorwärmung und Entgasung gemischte Gas getrennt von dem übrigen heißen Gas aus dem Gaserzeuger herausgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von Generatorgas und Destillationsgas in die Vergasungszone des Gaserzeugers eingeführt wird, so daß alles im Gaserzeuger aus dem Brennstoff erzeugte Gas als heißes Generatorgas gewonnen wird.