DE53487C - Verfahren zur intensiven Vergasung von Brennstoff - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Seit langem ist bekannt, dafs beim Ueberleiten von Wasserdampf über einen auf Weifsglut erhitzten beliebigen Brennstoff die vollständige Verbrennung des ietzteren erzielt wird. Der Wasserdampf wird zerlegt, und es entsteht ein Gasgemisch von Wasserstoff, Kohlenoxyd und Kohlensäure. Man erzeugt auf solche 'Weise das sogenannte Wassergas. Da diese Reaction indefs Wärme verbraucht, so wird die Temperatur fortdauernd vermindert, bis schliefslich die Verbrennung ganz aufhört. Man ist also gezwungen, Wärme zur Unterhaltung' der Reaction zwischen Kohlenstoff und Wasser zuzuführen.

Gewöhnlich bewirkt man diese Wärmezufuhr durch äufsere Beheizung des den Brennstoff enthaltenden Apparates. In der Grofsindustrie ist diese Lösung der Aufgabe jedoch nicht anwendbar; denn es ist bekannt/welche Schwierigkeit man schon zu überwinden hat, wenn man Wärme durch nur dünne Wände, welche selbst hohe Temperatur besitzen, hindurch bezw. bis ins Innere der zu erhitzenden Producte leiten will. Diese Art der Wärmezufuhr leitet nothwendigerweise zur Vervielfachung der Apparate. Will man dagegen den zur Verbrennung mittelst Wasserdampfes nöthigen Wärmezuschufs vermittelst des Dampfes selbst zuführen, d. h. indem man Ietzteren überhitzt, so ergiebt die Rechnung, dafs die Temperatur, bis auf welche man den Dampf erhitzen müfste, mit . den zur Zeit bekannten Mitteln nicht erreichbar ist.

Bei gewissen Verfahrungsarten zur Darstellung von-Wassergas stellt man den nöthigen Temperaturgrad immer wieder dadurch her, dafs man Dampfdurchleitung (Vergasung), mit· Luftdurchleitung (Nachheizung) abwechseln läfst. Vorliegende Erfindung besteht nun darin, Brennstoff beliebiger Art mittelst Wasserdampfes so zu verbrennen, dafs man den erforderlichen Wärmezuschufs zum Theil durch Ueberhitzung des Wasserdampfes und zum Theil durch Zufuhr einer minimalen, aber ebenfalls überhitzten Menge Luft bewirkt, und dabei die Ueberhitzung zum Theil durch die von dem Gas mitgeführte Wärme und zum Theil durch Verbrennung eines noch heifsen Theiles des Gases mittelst ebenfalls heifser Luft herbeiführt.

Könnte man die Bedingungen für die Ausstrahlung vernichten und die Wärme der Gase vollständig wiedergewinnen, so würde man bei dieser Arbeitsweise die Umwandlung eines festen in einen gasförmigen Brennstoff von vollkommen calorischer Aequivalenz bewirken können. Dabei erhält man relativ reiche Gase, die fähig sind, die höchsten Temperaturen zu erzeugen, während die mit Luft arbeitenden Generatoren Gase liefern, die stark durch Stickstoff verdünnt sind. ■

Da nun die Gase um so reicher sein müssen, je höher man die Ueberhitzung des Wasserdampfes treibt, infolge dessen der Zuschufs an Luft für die Verbrennung vermindert werden kann, so wird diese Ueberhitzung nicht allein durch die Wärme der abströmenden Gase, sondern auch durch Verbrennung eines noch heifsen Anfheiles ■ dieser Gase mit der nöthigen Luftmenge in einem vorzugsweise indirecten Regenerirungsapparat bewirkt. Der Dampf und die Luft können im Gemisch oder einzeln in den Apparat eingeführt werden, oder man kann auch einen Theil davon zur Anwärmung durch den Aschenfang schicken. In den Fällen, wo es nöthig wird, den Dampf und den Luftzuschufs auf noch höhere Temperatur zu bringen, wird dies erreicht Ί. .durch Verbrennung der Heizgase unter Druck und 2. durch

Ueberhitzung auch des Gases und der. Luft, welche im Regenerator verbrannt werden sollen.

Durch die Ueberhitzung des Wasserdampfes erzielt man noch einen weiteren Vortheil, der allerdings bereits früher zu erreichen gesucht worden ist, im vorliegenden Falle aber eine sehr werthvolle Beigabe bildet, nämlich beträchtliche Ammoniakgewinnung; die kleine Menge der unter den Wasserdampf gemischten Luft ist völlig unzureichend, um die günstige Rolle hemmend zu beeinflussen, welche bekanntlich der Wasserdampf bei der Vergasung fester Brennstoffe selbst in höheren Temperaturen bezüglich der Ammoniakbildung spielt. ' Das vorliegende Verfahren wandelt die festen Brennstoffe in kalte reiche gasförmige Producte um, ohne dafs diese Umwandlung Verluste erzeugt, ohne theoretisch Kosten für Heizung aufzuerlegen und mit sehr gesteigerter Ausbeute an Ammoniak.

Zur Ausführung des Verfahrens lassen sich verschiedene Apparatformen ersinnen; das sie sä'mmtlich „kennzeichnende und von den gewöhnlichen Generatoren unterscheidende Merkmal ist i. die Abwesenheit der Roste, indem diese durch verticale Wände ersetzt sind, längs deren die Oxydation stattfindet, sowie 2. die enge Combination mit dem Ueberhitzungsapparat für Wasserdampf und Luft.

Auf den beiliegenden Zeichnungen sind drei verschiedene Apparatformen, je in zwei rechtwinklig zu einander genommenen Verticalschnitten und einem Horizontalschnitt, dargestellt. In denselben ist A der mit dem zu vergasenden Brennstoff angefüllte Ofenschacht, B der unten durch B¹ mit A communicirende Dampf kanal, C der Heizkanal mit Abzug C¹, D der Gascollector mit Ableitung D¹ nach dem Heizkanal, E die im Gasabzug gelegene Heizleitung, durch welche der Wasserdampf bezw. das Gemisch von Wasserdampf und Luft in den Kanal B gefördert wird, O .die Auszugsöffnung für den Koks, T die Vorrichtung zum Einfüllen der Kohle.

Man kann einen cylindrischen Ofen ohne Rost benutzen, oder treffender einen oben und unten geschlossenen Schachtofen, welcher'den Koks (Steinkohle, Lignit, Anthracit etc.) durch das obere Ende empfängt und am unteren Ende nur Asche (unter Beihülfe einer selbstthätig wirkenden Vorrichtung) entläfst. Der zur Vergasung dienende bezw. mit Luft zuvor vermischte Wasserdampf wird durch den Gasabzug (s. E) hindurchgeleitet und entzieht zunächt den abströmenden Gasen die von diesen etwa mitgeführle Wärme und tritt dann in den Theil, welchen man nach Analogie der von der Industrie zu einem etwas verschiedenen Zweck benutzten ähnlichen Apparat Regenerator nennen kann. Letzterer, vorzugsweise ein indirecter Regenerator, ist möglichst nahe an den Verbrennungsraum herangerückt, in dessen Wand gelegen, wie in Fig. 3,. oder selbst im Centrum des Schachtes angeordnet, wie in Fig. 1 und 2, so. dafs dieser ringförmig wird; in einem Theile des Regenerators circuliren der Wasserdampf und die Luft und im anderen Theile Gas, welches vorzugsweise den Destillationsgasen entnommen wird und zur Gewinnung des Ammoniaks gewaschen worden ist. Dieses Gas und die behufs seiner Verbrennung darunter gemischte, in D" frei eintretende oder eingeleitete Luft, welche beide überhitzt sein können, bewirken die Ueberhitzung des zur Vergasung dienenden Gemisches von Wasserdampf und Luft, das vpri unten in den Schacht eintritt, in demselben durch die Brennstoffschicht hindurch nach oben strömt und dabei letzteren unter Bildung von Kohlenoxid und Wasserstoff verbrennt. Man könnte auch Regeneratoren nach Whitwell, Cooper, Siemens etc. verwenden.

Verbleibt in- den austretenden Gasen noch ein kleiner Wä'rmeüberschufs, so kann man denselben zur Erzeugung des zum Verfahren nöthigen Dampfes verwerthen. '

Eine andere Einrichtung der Generatoren würde darin bestehen, rechteckige, durch eine ■ Wand mit einander verbundene Oefen in geradlinigen Folgen anzuordnen, wie die Apρ old-; sehen Koksöfen, und die Regeneratoren mit den eigentlichen Oefen abwechseln zu lassen oder sie äufserlich, aber sehr nahe an beregter Wand anzordnen.

Die Bewegung der Gase durch den Apparat kann mittelst Pressung, Saugung, Körtingscher Injectoren oder in passender anderer Weise vermittelt werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Zur Vergasung von festem Brennstoff mittelst Wasserdampfes im continuirlichen Betriebe ohne a'ufsere Beheizung des Apparates die Anwendung von rostlosen Schachtofen in Verbindung mit beschränkter Zufuhr von überhitzter Luft zugleich mit dem überhitzten Wasserdampf in den Ofenschacht, so dafs die Oxydation längs dessen lothrechten bezw. nahezu lothrechten Wänden stattfindet, und wobei die Ueberhitzung des Dampfes und der Luft theils durch die Wärme des erzeugten Gases bewirkt wird und theils durch Verbrennung eines Theilcs des erzeugten Gases mittelst Luft in einem mit dem Schachtofen combinirten Ueberhitzer, eventuell unter Druck und unterstützt durch Ueberhitzung.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.