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Verfahren zum Vergasen von Brennstoff mit einem Sauerstoff -Wasserdampf-
Gemisch Werden Brennstoffe mit einem Sauerstoff< Wasserdampf-Gemisch vergast,
so ist der Verbrauch des kostspieligen Sauerstoffes für die Wirtschaftlichkeit der
Gaserzeugung von großer Bedeutung. Der feste Kohlenstoff des Brennstoffes verbrennt
am unteren Ende der glühenden Brennstoffschicht zunächst zu Kohlensäure; je
mehr diese und -der, mit dem Sauerstoff zugeführte Wasserdampf beim Durchgang durch
das glühende Brennstoffbett zersetzt werden, um so weniger Sauerstoff braucht man
von außen her zuzuführen.
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Zur Zersetzung von CO; und H,O ist Zeit erforderlich. Wird diese Reaktionszeit
durch Steigerung des Durchsatzes verkürzt, so wird der Zerfall von CO., und H.,0
verringert. Der Verbrauch an kostspieligem Sauerstoff nimmt zu, und andererseits
sinkt der Heizwert und damit der Geldwert des erzeugten Gases. Das Verfahren wird
unwirtschaftlich.
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Da aber bei Verwendung von Sauerstoff als Vergasungsmittel zum teilweisen
Ausgleich der hohen Sauerstoffkosten eine hohe Durchsatzleistung erwünscht ist,
wird vorgeschlagen, bei mit Sauerstoff-Wasserdampf betriebenen Gaserzeugern die
bei den gewöhnlichen Gaserzeugern übliche Brennstoffschichthöhe, die gewöhnlich
i m, in seltenen Fällen, und zwar bei besonders stückigem Brennstoff, i,5o bis i,8o
m beträgt, ganz wesentlich über dieses Maß hinaus zu erhöhen, sogar über die bei
dem Mondgasverfahren übliche Höhe von 2 bis 2,5 m hinaus. Als Mindesthöhe für die
Schütthöhe kommen etwa über der Rostspitze 3 m in Frage, bei noch weitergesteigerter
Leistung sogar noch größere Schütthöhen. Der Zweck dieser großen Schütthöhen ist,
dem gebildeten CO., und dem eingeführten Wasserdampf die zum Zerfall notwendige
Zeit zur Verfügung zu stellen und so den frei werdenden Sauerstoff mit zur Vergasung
heranzuziehen und dadurch einmal den Heizwert des erzeugten Gases zu erhöhen und
andererseits :die Sauerstoffzufuhr zum Gaserzeuger auf einen möglichst geringen
Betrag herunterzudrücken.
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Eine solche Erhöhung der Schütthöhe über das bisher übliche Maß hinaus
ist neuerdings bei Mondgasanlagen bekannt geworden. Sie hat tatsächlich den Erfolg
gehabt, daß die Wasserdampf- und Kohlensäurezersetzung besser wurde als bei den
früher bei solchen Anlagen üblichen Schütthöhen von z bis 21/2 m. Durch diese weitergehende
Zersetzung wird mehr Sauerstoff frei, und deshalb braucht dem Gaserzeuger weniger
Luft zugeführt zu werden. Damit wird aber ein wirtschaftlicher Vorteil nicht erreicht,
weil Luft nichts kostet. Der einzige bei dem Mondgasverfahren durch Erhöhung der
Schütthöhe erzielte Vorteil besteht in der Verminderung des Wasserdampfzusatzes.
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Da bei dem Mondgasverfahren mit einem Luft-Wasserdaanpf-Gemisch gearbeitet
wird, steigt mit Erhöhung der Schütthöhe infolge der großen, aus der Luft stammenden
Stickstoffmenge, die durch die Beschickung hindurchgedrückt
werden
muß, deren Widerstand erheblich. - Das Luft - Wasserdampf-Gemisch müß also dem Gaserzeuger
mit sehr hohem Druck zugeführt werden. Weiterhin wird die aufgegebene Kohle im Generatorschacht
von der Gesamtmenge des erzeugten Generatorgaseis durchströmt und infolgedessen
viel zu schnell entgast. Der erzeugte Teer wird deshalb minderwertig. Es isst bekannt,
daß bei Steinkohlenvergasungsanlagen durch die Schwelzone nur ein Bruchteil des
erzeugten Generatorgases hindurchgeführt werden darf, wenn brauchbarer Te°r erhalten
werden soll.
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Bei dem Betriebe eines Gaserzeugers mit einem Sauerstoff-Wasserdampf-Gemisch
treten bei Verwendung einer solchen Schütthöhe gegenüber dem Mondgasverfahren folgende
Vorteile ein: Durch die mit der Erhöhung der Schütthöhe eintretende stärkere Wasserdampf-
und Kohlensäurezersetzung wird Sauerstoff frei, und zwar in wesentlich höherem Maße
als bei Mondgaserzeugern, bei denen neuerdings ebenso hohe Schütthöhen verwendet
werden, weil infolge des Fehlens des Stickstoffes die Gasgeschwindigkeit wesentlich
geringer, die Reaktionszeit also entsprechend größer ist. Dadurch kann die Zufuhr
des kostspieligen Sauerstoffes zum Generator nennenswert verringert werden, die
Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird also gesteigert. Daß aus demselben Grunde
auch die zuzuführende Wasserdampfmenge kleiner ist, ist bei dem geringen Preis des
Wasserdampfes gegenüber dem des Sauerstoffes hier von nebensächlicher Bedeutung.
(Eine Tonne Wasserdampf von niedriger Spannung kostet a bis 3 :Mark, eine Tonne
Sauerstoff aber bei allern.iedrigst.em Gestehungspreis 25 bis 30 Mark in
Großanlagen-) Auch bei der Vergasung rnit Hilfe eines Sauerstoff-Wass.;#rdampf-Gem.isches
wird durch Erhöhung der Schütthöhe der Druck gesteigert, mit dem das Wasserdampfgernisch
dem Generator zugeführt wird. Da aber die großen Stickstoffmengen fehlen, bleibt
dieser Druck innerhalb, brauchbarer Grenzen.
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Bei der Vergasung von Brennstoffen mit Hilfe eines Sauerstoff-Wasserdampf-Gemisches
werden geringe Mengen eines hochwertigen Gases erzeugt; die in diesem enthaltene
fühlbare Wärme reicht gerade aus, um in der obersten Brennstoffschicht des Gaserzeugerschachtes
die frisch aufgegebene Kohle schonend zu entgasen. Es wird also ein wertvoller Urteer
ohne Verwendung einer besonderen Schweleinrichtung erzeugt. Der obere Teil des Vergasungsschachtes
mit seinem großen Querschnitt dient als Schwelzone; dadurch lassen sich bei geringer
Geschwindigkeit der -durchströmenden Gase sehr große Leistungen erzielen. Während
bei dem Mondgasverfahren, wenn bei ihm brauchbarer Teer gewonnen werden- soll, außer
einer besonderen Schwelzone zwei Teerreinigungsanlagen erforderlich sind, eine für
das Klargas und eine für das aus der Schweleinrichtung abziehende teerbeladene Gais,
wird bei dem neuen Verfahren, bei Gewinnung gutem - Teeres nur eine Gasreinigungsanlage
benötigt.
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Vorsorglich wird erwähnt, daß bei Verwendung eines entsprechend zusammengesetzten
Sauerstoff-Wasserdampf-Gemisches natürlich auch eine gute Ammoniakausbeute erzielt
wird.
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Das neue Verfahren ist besonders vorteilhaft bei der Verwendung bituminöser
Brennstoffe. Für Abstichgeneratoren ist es nicht bestimmt.