DE599483C

DE599483C - Device for carrying out a process consisting of several phases for the gasification of fuels when using water vapor as the gas-forming reaction medium

Info

Publication number: DE599483C
Application number: DEG73066D
Authority: DE
Original assignee: E H GUSTAV DE GRAHL DR ING
Current assignee: E H GUSTAV DE GRAHL DR ING
Priority date: 1928-04-06
Filing date: 1928-04-06
Publication date: 1934-07-03

Description

Einrichtung zur Durchführung eines aus mehreren Phasen bestehenden Verfahrens zur Vergasung von Brennstoffen bei Verwendung von Wasseidampf als gasbildendes Reaktionsmittel Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Einrichtung zur Brennstoffvergasung, ähnlich wie sie in Entgasungsräumen oder Generatoren bei Verwendung von Wasserdampf als gasbildendes Reaktionsmittel bewirkt wird, und zwar soll hierbei ein höherer Wirkungsgrad eine leichtere Einstellbarkeit und eine bessere Zugänglichkeit der Vorrichtung erreicht werden.Facility for carrying out a multi-phase Process for the gasification of fuels when using water vapor as gas-forming Reactant The subject of the present invention is a device for fuel gasification, similar to how they are used in degassing rooms or generators Use of water vapor as a gas-forming reactant is effected, namely should here a higher efficiency, easier adjustability and better Accessibility of the device can be achieved.

Geht man beispielsweise von der Reaktionsgleichung C + H,0 - CO + H2 - a8 8oo WE aus, so ergibt sich im günstigsten Falle, daß aus x kg C und 1,5 kg Wasserdampf r,86 cbm CO und z,86 cbm H2, insgesamt also 3,7a cbm Gas gebildet werden. Der chemische Vorgang ist also zunächst an bestimmte Mengen der aufeinander wirkenden Bestandteile gebunden, die im Schachtgenerator einmal nicht regelbar sind, andererseits durch den Zustand der Brennschicht, die Oberfläche des Brennstoffes selbst, also seine Körnung und Gleichmäßigkeit, die Temperatur und endlich die Geschwindigkeit des Dampfes beeinflußt werden.For example, if you start from the reaction equation C + H, 0 - CO + H2 - a8 8oo WE, then in the most favorable case it results that from x kg C and 1.5 kg water vapor r, 86 cbm CO and z, 86 cbm H2, a total of 3.7 cbm gas formed will. The chemical process is therefore first of all to certain quantities of one another active components that cannot be regulated in the shaft generator, on the other hand by the condition of the fuel layer, the surface of the fuel itself, i.e. its grain size and uniformity, the temperature and finally the speed of the steam can be influenced.

Bei der Wassergasherstellung im Schachtofen gestaltet sich der chemische Vorgang dadurch noch umständlicher, daß wegen der endothermen Reaktion nach Einführung des Wasserdampfes die Brennschicht keine gleichmäßige Temperatur behält, sondern sich stark abkühlt, während gerade hohe Temperaturen zwecks vorteilhafter Gaszusammensetzung und Gasausbringens angestrebt werden.In the case of water gas production in the shaft furnace, the chemical one takes shape The process is even more cumbersome because of the endothermic reaction after introduction of the steam, the burning layer does not maintain a uniform temperature, but cools down sharply, while just high temperatures for the purpose of advantageous gas composition and gas discharge are sought.

Es ist bekannt, in einer aus zwei Röhrensystemen bestehenden. Trocken- und Schweleinrichtung für Brennstoffe einen Wassergasprozeß in einzelnen Rohrteilen durchzuführen, wobei sich an die Rohrteile nach unten ein schachtartiger Vergasungsraum für den Koks anschließt. Die Einschaltung eines für sich regelbaren Rohrabschnittes zur Wassergaserzeugung ist dabei jedoch nicht vorgesehen, auch sind die zur Trocknung und Schwelung dienenden Rohrabschnitte nicht für sich beeinflußbar.It is known in a system consisting of two tubes. Dry- and smoldering device for fuels a water gas process in individual pipe parts carry out, with a shaft-like gasification chamber down to the pipe parts for the coke. The activation of a pipe section that can be regulated for itself However, there is no provision for water gas generation, nor are those for drying and pipe sections used for swelling cannot be influenced by themselves.

Es ist ferner bekannt, in einzelnen Rohrabschnitten eines Rohrsystems zum Schwelen und Entgasung von Brennstoffen Vergasungsvorgänge durchzuführen, wobei die einzelnen Teile des Rohrsystems in der Beheizung regelbar sind. Eine Erzeugung von Wassergas wird jedoch mit dem bekannten Verfahren nicht verbunden. Ferner ist eine beheizte Rohrschlange- bekannt, in die Kohlenstaub und Wasserdampf zur Erzeugung von Wassergas eingeleitet werden. Auch wurde schon ein Schachtgenerator vorgeschlagen, bei dem in eine ringförmige Vergasungskammer ein Kohlenstaubluftgemisch eingeblasen und gleichzeitig Dampf eingeleitet wird. Im Innern dieser ringförmigen Vergasungskammer ist in diesem Falle ein Kanal vorgesehen, der durch Schlitze in seiner Wandung mit der Vergasungskammer in Verbindung steht.It is also known in individual pipe sections of a pipe system to carry out gasification processes for smoldering and degassing of fuels, whereby the individual parts of the pipe system in the heating can be regulated. One generation however, water gas is not associated with the known method. Furthermore is a heated pipe coil known in which coal dust and water vapor are used to generate be introduced by water gas. A shaft generator has also been proposed, in which a mixture of pulverized coal is blown into an annular gasification chamber and steam is introduced at the same time. Inside this ring-shaped gasification chamber is a channel in this case provided through slots in its wall is in communication with the gasification chamber.

Diese bekannten Verfahren geben alle'@den Erfindungsgedanken nicht wieder, dessen Hauptinhalt darin besteht, den in hohem Maße wärmeverbrauchenden Prozeß der Wassergasbildung durch Zersetzung von Wasserdampf an glühender Kohle, der bisher in demselben Raum wie die exothermischen Vorgänge durchgeführt wurde, in einem scharf getrennten Abschnitt des Rohrstranges durchzuführen, wobei die verschiedenen Zonen des Rohrstranges für sich regelbar sind, so daß die Wassergasbildung bei den aus mehreren Phasen bestehenden Vergasungsprozessen für sich weitgehend beherrschbar ist. Zu diesem Zweck besteht die Einrichtung nach der Erfindung aus einem zonenweise unterteilten, in seinen Abschnitten zur Herbeiführung bestimmter Reaktionen einzeln beeinfluflbaren, ununterbrochenen Rohrstrang.All of these known processes do not give the idea of the invention again, the main content of which is the highly heat-consuming Process of water gas formation through the decomposition of water vapor on glowing coal, which was previously carried out in the same room as the exothermic processes, perform in a sharply separated section of the pipe string, with the different Zones of the pipe string can be regulated by themselves, so that the formation of water gas in the Gasification processes consisting of several phases are largely controllable is. For this purpose, the device according to the invention consists of a zonal subdivided, in its sections to induce certain reactions individually Inflatable, uninterrupted pipe string.

Eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise und schematisch veranschaulicht; es bezeichnet i einen Preßluftbehälter, 2 einen Staubkohlenbunker, 3 eine Zubringervorrichtung für den Kohlenstaub, q. einen Strahlsauger, 5 ein als Generator dienendes Rippenrohr.A device for carrying out the method according to the invention is illustrated by way of example and schematically in the accompanying drawing; it denotes i a compressed air container, 2 a coal dust bunker, 3 a feeder device for the coal dust, q. a jet suction device, 5 a finned tube serving as a generator.

Aus dem Preßluftbehälter i wird mittels der Strahldüse4 und einer Leitung :2a Kohlenstaub angesaugt und unter inniger Mischung mit der Luft in dem ersten Teil des Rohrstranges, der zweckmäßig als Rippenrohr 5 ausgebildet ist und die erste und zweite Zone darstellt, weiterbefördert. Der linke Teil a des Rippenrohres dient der exothermen Reaktion, braucht also nicht beheizt zu werden, während der rechte Rohrteil b wegen der endothermen Reaktion eine Wärmezufuhr erfordert, falls die Wärmeentwicklung in a zur Deckung des Wärmeschwundes in b nicht ausreichen sollte. Eine entsprechende Wärmequelle ist bei 7 veranschaulicht. EinZwischenstück c in dem Rippenrohr enthält eine Dampfdüse, die zwischen den Teilen a und b des Rippenrohres eingeschaltet ist, und der durch eine Leitung 6 Dampf zugeführt wird.From the compressed air container i is by means of the jet nozzle4 and one Line: 2 a sucked in coal dust and mixed intimately with the air in the first part of the pipe string, which is expediently designed as a finned tube 5 and represents the first and second zones. The left part a of the finned tube is used for the exothermic reaction, so does not need to be heated during the right pipe part b requires a supply of heat because of the endothermic reaction, if the heat development in a should not be sufficient to cover the heat loss in b. A corresponding heat source is illustrated at 7. An intermediate piece c in the finned tube contains a steam nozzle that is between parts a and b of the finned tube is switched on, and which is supplied through a line 6 steam.

Das in dem Rohrteil a erzeugte Luftgas ruft durch die Dampfeinführung folgende chemische Reaktion hervor: H20 + N2 + C O :#--Y N2 + C02 + H2 -I- io ooo WE usw. in einer Strömung, ohne Unterbrechung der Betriebsweise, ohne Veränderung der Mengen- und Temperaturverhältnisse, weil die einmal eingestellten Strahlsauger stets gleiche Zustände schaffen, die für die chemische Reaktion erforderlich sind.The air gas generated in the pipe part a causes the following chemical reaction through the introduction of steam: H20 + N2 + CO: # - Y N2 + C02 + H2 -I- io ooo WE etc. in one flow, without interrupting the operating mode, without change the quantity and temperature conditions, because once the ejectors have been set, they always create the same conditions that are required for the chemical reaction.

Der Reaktionsstoff selbst (hier Luft, Wasserdampf), wird gleichzeitig als Energieerzeuger für die Strahlsauger benutzt. Will man Wasserdampf zum Ansaugen von C verwenden, wird man ihn als überhitzten Dampf wählen, um die Reaktion C+H20-CO+H2- 288ooWE zu erzielen oder bei Anwendung von C02 diese als Energieerzeuger für die Erfüllung des chemischen Gleichgewichtszustandes 'C+C02 - 2C0-388ooWE benutzen.The reaction substance itself (here air, water vapor) becomes at the same time used as an energy generator for the ejectors. Do you want water vapor to suck in? of C, one will choose it as superheated steam to start the reaction C + H20-CO + H2- 288ooWE to achieve or when using C02 as an energy generator for the Fulfillment of the chemical equilibrium state 'C + C02 - 2C0-388ooWE use.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist als Fortsetzung der Zone b eine Katalysatorzone d (dritte Zone) angeschlossen, die jedoch keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, wobei z. B. Kobalt und Eisen als Katalysatoren verwendet werden, um C O und H2 zu einer leicht verdichtbaren Kohlenwasserstoffverbindung zu bringen. Es lassen sich auch Kühlungsrohre e (vierte Zone) anschließen, um die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe zu kondensieren usw. Bei 8 sind entsprechende Brausen angedeutet.In the exemplary embodiment, a catalyst zone d (third zone) is connected as a continuation of zone b , but which does not form part of the present invention. B. cobalt and iron can be used as catalysts to bring CO and H2 to an easily compressible hydrocarbon compound. Cooling pipes e (fourth zone) can also be connected in order to condense the vaporous hydrocarbons, etc. At 8, corresponding showers are indicated.

Es ist wesentlich, daß die einzelnen Zonen einen ununterbrochenen Rohrstrang bilden und einzeln beeinflußbar sind.It is essential that the individual zones create an uninterrupted one Form tubing and can be influenced individually.

Bei einer besonderen Ausführungsform sind die einzelnen Zonen des Rohrstranges für sich auswechselbar angeordnet, so daß der Betrieb der Einrichtung bei Schadhaftwerden eines Zonenteiles nur kurze Zeit unterbrochen zu werden braucht,In a particular embodiment, the individual zones are Pipe string arranged interchangeably, so that the operation of the device only needs to be interrupted for a short time if a part of the zone becomes damaged,

Claims

HAT TOWELS: i. Device for carrying out one of several, partly endothermic, partly exothermic phases existing process for gasification of fuels when using water vapor as a gas-forming reactant, characterized by an uninterrupted, zoned pipe string, in the zones of which the phases of the process can be influenced individually and independently of one another going on.

2. Device according to claim i, characterized in that the individual zones are arranged interchangeably for themselves.