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Verfahren zur Herstellung von heizwertreichen Gasen aus-bituminösen
Brennstoffen in Drillingsgeneratoren Eis ist bekannt, einfache, Zwillings- und mehrfach
gekuppelte Generatoren zur Erzeugung von Generatorgas, Wassergas, carburiertem Wassergas
und Kohlenwassergas aus Brennstoffen aller Art zu verwenden. So arbeiten z. B. gleichartig
gebaute und gekuppelte Generatoren unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Wassergases
zwecks Gewinnung eines an Destillationsgasen angereicherten Wassergases. Eine restlose
Entgasung des nur durch Spülgaswärme behandelten Brennstoffes ist besonders bei
bituminösen Brennstoffen nicht zu erreichen. Verluste an heizwertreichen Gasen und
Dämpfen können durch ein solches Verfahren nie vermieden werden. Meistens wird bei
diesen Verfahren kein steter Brennstoffnachfüllbetrieb vorgesehen. Auch ein Auffüllen
des bituminösen Brennstoffes auf den heißgeblasenen Koks des auf Wassergas arbeitenden
Gaserzeugers, und zwar vor der Dampfzugabe sowie durch Überleiten des mit Entgasungsprodukten
gemischten Wassergases durch den heißen Koks des zweiten Generators, vermag keinen
steten gleichmäßigen E.ntgasungsbetrieb zu geben und führt niemals zu einem Produktionsgas
mit einem Heizwert von rund 4ooo kcal/nm3. Es wurde hierauf ,auch kein besonderer
Wert gelegt, sondern man wollte entweder nur den im Destillationsgas enthaltenen
Teerdampf möglichst weitgehend zerschlagen oder beabsichtigte, statt einer restlosen
Vergasung -eine Verbesserung des zu erzeugenden Kokses zu erzielen. Ein. anderes
Verfahren muß zur Erzeugung eines hochwertigen Gases vier Generatoren, zwei Regeneratoren
und ein eisernes Krackrohr verwenden. Die Entgasung des auf einmal in den -entsprechenden
Generator leingefüllten Brennstoffes erfolgt auch hier nur durch das vorher aufgeheizte
Wassergas, bis höchstmögliche Entgasung erzielt ist bzw. bis die auf Wassergas arbeitenden
Generatoren beginnen, ungenügend Gas zu erzeugen. Mit einer solchen Apparatur kann
aber kein gleichmäßiger Entgasungsbetrieb und kein gleichmäßiger Gasstrom erzielt
werden. Die nach dem eisernen Krackrohr geschickten Kohlen wassergase plus Teerdämpfe
dürfen zwecks Vermeidung von chemischen und thermischen Angriffen auf das Material
des Krackrohres keine sehr hohe Temperatur zeigen. Eine roo%ige Zersetzung der mitgeführten
Teerdämpfe kann somit nicht erwartet werden und infolgedessen auch kein Produktionsgas
mit 400o kcal erhalten wer den. Auch -ein Drillingsgenerator ist bekannt. Er dient
aber nur zur Zersetzung teerarmer Gasgemische zwecks Erzielung teerreicher Destillationsgase.
Diese Arbeitsweise würde sich niemals zur restlosen Entgasung bzw. Vergasung von
bituminösen Brennstoffen eignen. So würden z. B. Braun-.l,-ohlenbriketts, die in
einer solchen Apparatur vergast werden, Destillationsgase vermischt mit feinsten
Paraffinnebeln ergeben. Ein derartiges Gas kann niemals zur Verwendung als Stadtgas
dienen, da ein derartiges Gas beispielsweise die nachgeschalteten
Reinigungskästen
in kurzer Zeit unbrauchbar machen würde.
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Die Stadtgaserzeugung bzw. die Erzeugung heizwertreicher Kohlenwassergase
kann nur bei restloser Aufspaltung der aus bituminösen Brennstoffen entstehenden
Teerdämpfe erreicht werden. Zur Vermeidung von Verlusten an heizwertreichen Kohlenwasserstoffen
müssen die bituminösen Brennstoffe weitgehendst entgast werden, so daß nur wirklicher
Hochtemperaturkoks nach dem Wassergaserzeuger gelangt. Das aus dem Koks erzeugte
Wassergas muß bei einem möglichst hohen Heizwert einen geringen Gehalt an Kohlensäure
aufweisen. Ferner ist nur ein solches Verfahren zur Stadtgaserzeugung geeignet,
das beieinem steten Nachfüllbetrieb dauernd ein gleichmäßiges Gas, und zwar in bezug
auf Heizwert und Menge, zu liefern vermag.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man diese Bedingungen durch das nachstehend
beschriebene Drillingsgeneratorverfahren vollauf erfüllen kann. Bei diesen Verfahren
sind drei Generatoren gleicher Bauart ringförmig hintereinandergeschaltet, so daß
in einem nacheinanderfolgenden Zyklus einer mit frischer, nachrutschender Füllung
versehen wird, der als Schweler, Vorentgaser sowie Kokskracker arbeitet. Der zweite,
nachgeschaltete arbeitet als Wassergaserzeuger und Hochtemperaturentgaser, während
der dritte Generator @erneut heißgeblasen wird. Das im Unterteil des zweiten Generators
erzeugte Wassergas durchspült heiß, ohne eine Umführungsleitung zu passieren, die
in einem oder mehreren Schächten in schmaler Schicht herabsülkende Koksmasse, die
außerdem durch die verbrannten Blasegase mit und ohne Wassergaszusatz mittelbar
beheizt werden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die in den gleichartig
gebauten Generatoren vorhandenen oberen Schächte von Heizzügen umgeben, von denen
aber jeweilig nur die vom Wassergas durchspülten Kammerschächte mit Blasegasen beheizt
werden, und zwar unter Zusatz entsprechender Sekundärluftmenge. Der auf den dritten
Generator gestellte Wind strömt so lange in den Generatorunterteil, bis die notwendige
Umschaltung für das gesamte System dem angewandten Zyklus entsprechend erfolgen
muß. Die in dem unter Wind stehenden Generator A erzeugten Verbrennungsgase bzw.
Blasegase werden durch zentral verlegte Verbindungswege, die sich automatisch einschalten
lassen, auf die beiden Heizzüge der Generatoren B und C so verteilt, daß die Blasegasmenge
und die Sekundärluft genau einstellbar sind. Die Bcheizung der Züge wird dem jeweiligen
Wärmebedarf angepaßt: Die Brikettbeschickung ,erfolgt am vorteilhaftesten auf den
im Trocknungs-, Schwel- und Vorentgasungsbetrieb stehenden Generator. Sei der abgebildeten
Schaltweise ist es der Generator C, in dem gleichzeitig in einstellbarer Tiefe des
heißen Koksbettes die Teerdampfaufspaltung schonend, aber möglichst vollständig
erfolgt. Der durch Abwärmeausnutzung überhitzte Wasserdampf gelangt nach dem hinter
C geschalteten Generator B, der vordem heißgeblasen wurde, und erzeugt hier ein-
hochwertiges und an Kohlensäure möglichst armes Wassergas, das durch die eine oder
mehrere über dem Vergaser angeordnete Entgasungskammern, und zwar im Gegenstrom
zu der abwärts sinkenden Kokssäule, geführt wird. In den Vergaserraum kann entweder
direkt oder mit dem Wasserdampf zusammen Fremdteerzusatz gegeben werden, und zwar
ebenfalls in -einstellbarer Tiefe, um bereits an dieser Stelle .eine zusätzliche
Teerdampfkrackung vorzunehmen. Besser jedoch ist es, den etwa gewählten Fremdteerzusatz
in einem besonderen, genau thermisch einstellbaren Kracker zu zersetzen und die
Krackgase entweder vor dem als Schweler arbeitenden Generator zuzugeben oder erst
nachträglich ins fertige Produktionsgas zuzusetzen. Der erzeugte carburierte oder
nichtcarburierte Wassergasstrom entgast auf seinem Wege die nach unten sinkende
Brennstoffsäule vollkommen. Die Entgasung wird durch die mittelbare Beheizung der
Kammerwände beschleunigt. Es ist aberauch vorgesehen, den Wassergasprozeß im Generatorunterteil
durch zweckentsprechende mittelbare Beheizung zu unterstützen.
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Das oben aus dem als Wassergaserzeuger und Hochtemperaturentgaser
arbeitenden Generator ,austretende Gemisch von Wassergas plus Entgasungsgas tritt
in ähnlicher Weise wie das unten abgeleitete Blasegas durch kurze feuerfeste und
gegen Abstrahlung geschützte Verbindungskanäle nach dem vorgeschalteten Generator
über. In diesem durchströmt das hochtemperierte Spülgas, gleichgerichtet mit dem
abwärts wandernden Brennstoff, den ebenfalls beheizten Entgasungsschacht, der währenddessen
stetig nachgefüllt wird. Die entstehenden Produkte (Schwelwasser, Schwelteer, Schwelgas)
treten gemeinsam mit dem Spülgas durch die bereits erwähnte heiße Koksschicht, und
zwar in einstellbarer Tiefe, um hierin in zweckmäßiger Weise den Teer schonend,
aber möglichst zooo/oig aufzuspalten. Aus dieser Zone tritt das erzeugte Stadtgas
oder heizwertreiche Industriegas nach einer für sämtliche Generatoren gemeinsamen
Gasführungs. leiturig, die man beispielsweise ringförmig um die drei - Generatoren
laufend anordnet. In dieser Zeit sind die Gasaustrittsöffnungen der beiden anderen
Generatoren B und C (bei
der gezeichneten Schaltung) nach dieser
Ringleitung verschlossen. Oben, wo die fJberleitung der Spülgase nach dem Schweler
stattfindet, sind dagegen stets die Zutrittsgänge nach diesen beiden Seiten geöffnet,
während nur eine Gasaustrittsöffnung, und zwar des unter Heißblasen stehenden Generators,
geschlossen bleibt. Die Abführungsleitung der Blasegase verlegt .man am besten nach
außen hin, um leichter für Staubabscheidung und für die automatische Ein- und Ausschaltung
der Gasverbindungswege sorgen zu können. Um den Austritt von erzeugtem Wassergas
oder Produktionsgas nach dieser Ringleitung zu verhindern, wird eine doppelte Schiebierregulierung
vorgesehen.
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Die besonderen Vorteile des neuen Verfahrens sind folgende: r. Die
einzelnen Prozesse vollziehen sich ohne irgendwelche Brennstoffumfüllungen und daher
auch ohne Wärmeverluste. Hierdurch unterscheidet es sich von neueren Verfahren,
die sich auch mit der Erzeugung von Stadtgas ,aus bituminösen Brennstoffen befassen,
wo.aber der anfallende Koks zwecks Wassergaserzeugung entweder zum Teil oder insgesamt
am Entgasungsschachtende ausgeschleust werden muß, wodurch gleichzeitig Kokszermürbungen
auftreten.
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2. Die Kokszermürbungen werden bei dem neuen Verfahren vermieden,
da der Brennstoff auf seinem Wege durch den Generator bis zu seinem Austritt am
Generatorunterteil durch kein mechanisch bewegtes Absperrorgan geleitet wird.
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3. Die Spülgasung, unterstützt durch mittelbare Beheizung, beschleunigt
wesentlich die einzelnen Entgasungsprozesse.
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4. Dadurch, daß die Entgasung des Brennstoffes in zwei nacheinandergeschalteten
Kammerschächten, die zweckmäßig schmal gehalten werden, erfolgt, gelangt selbst
bei hochbituminösen Brennstoffen nur völlig entgaster Koks nach dem als Wassergaserzeuger
arb.eitenden Generatorunterteil, der gegebenenfalls ebenfalls mittelbar beheizt
werden kann.
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5. Die Beheizung der Entgasungsschächte und gegebenenfalls auch des
Vergasers sowie die Aufheizung der Spfilgase kann 'unter Zusatz von überschüssig
hergestelltem Wassergas unterstützt werden.
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6. Ebenso wie für wasserhaltige Brennstoffe eignet sich das Verfahren
auch für vorher bertinierte Brennstoffe.