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Ölgaserzeuger durch Teilverbrennung zerstäubten Schweröls Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vergasen von Schwerölen, in der das Öl mittels
heißer Luft in eine Kaminer, die gegenüber dem Zerstäuber einen Tiegel oder Ablenker
enthält, zerstäubt und hier mit dieser Luft teilweise verbrannt wird.
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Es wurde einerseits gefunden, daß, wenn diese Wärmespaltung bei zu
niedrigen Temperaturen durchgeführt wird, die erhaltenen Gase eine wesentliche Menge
Teer enthalten, wodurch sie schwierig zu reinigen sind, und andererseits, daß bei
Anwendung von zu hohen Temperaturen kohlenstoffhaltige @Tiederschläge gebildet werden,
sobald die Gase eine gewisse Zeit in der Verbrennungskammer verweilen.
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Die Bildung dieser Kohlenstoffniederschläge kann in bedeutendem Maße
vermindert oder sogar unterdrückt werden, wenn man in den heißen Gasen dauernd einen
Gehalt an Sauerstoff, vorzugsweise von etwa r bis a °/o, aufrechterhält, was jedoch
um so schwieriger wird, je höher die Temperatur bei der Wärmespaltung ist.
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Die gemäß der Erfindung verbesserte Vorrichtung hat den Zweck, einen
schnellen Temperaturabfall der Gase um etwa roo bis 300° herbeizuführen, und zwar
unmittelbar nach ihrem Austritt aus der Verbrennungskammer. Auf diese Weise erfolgt
die Verbrennung nicht vollständig, und es bleibt eine kleine Menge Sauerstoff in
diesen Gasen zurück, durch welche die Bildung von Kohlenstoffniederschlägen verhindert
wird.
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Es ist zwar bereits bekannt, bei derartigen Vergasungsverfahren das
erzeugte Ölgas abzukühlen und zu diesem Zwecke so abzuführen, daß es einen Teil
seiner Wärme auf die Zerstäubungsluft . überträgt, welche auf diese Weise auf die
verlangte Temperatur vorgewärmt wird. Die Abkühlung der Gase wurde jedoch bisher
nicht unmittelbar bei ihrem Austritt aus der Verbrennungskammer durchgeführt, sondern
erst dann, nachdem die Gase durch eine verhältnismäßig lange Rohrleitung o. dgl.
geschickt worden waren. Unter diesen Bedingungen wird jedoch der Sauerstoff der
Zerstäubungsluft vollständig verbraucht, ehe die Gase abgekühlt werden, so daß also
kein Sauerstoff mehr für die Oxydation der während des Spaltvorganges in Freiheit
gesetzten lohlenstoffteilchen zur Verfügung steht.
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Der Gaserzeuger gemäß der Erfindung besteht aus einer einen Ölzerstäuber
und einen Tiegel oder Ablenker enthaltenden Verbrennungskammer, die mit einem Luftvorwärmer
verbunden ist, in welchem die heißen Gase einen Teil ihrer Wärrne auf die an der
Teilverbrennung
teilnehmenden Luft übertragen; dieser Gaserzeuger ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Eintrittsstelle der Luft in den Wärmeaustauscher der an die Austrittsöffnung
der Gase aus dem Gaserzeuger sich anschließenden Eintrittsstelle der Gase in den
Austauscher unmittelbar benachbart ist.
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Durch diese Anordnung wird eine plötzliche Abkühlung der Gase erzielt
und somit in ihnen eine kleine Menge freien Sauerstoffs aufrechterhalten.
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Wenn die Verbrennungskammer aus einem Tiegel besteht, so wird dieser
aus einem feuerfesten Stoff hergestellt, der vorzugsweise in einem metallischen
Außenmantel untergebracht wird. Die Dicke dis feuerbeständigen Materials wird derart
gewählt, daß jeder Wärmeaustausch' zwischen der Verbrennungskammer und dem Vorwärmer,
welcher in diesem Falle den Tiegel einschließt und mit ihm ein Ganzes bildet, vermieden
wird. Uni Wärmeverluste zu vermeiden, erstreckt sich der Austauscher über die ganze
Höhe des Tiegels.
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Die Zerstäubung und die teilweise Verbrennung erfolgen in dem Tiegel,
und die hier austretenden Produkte durchstreichen dann einen ringförmigen Raum,
der zu diesem Zweck in dem Wärmeaustauscher angeordnet ist.
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Um den Nachteil zu vermeiden, daß das Aufsteigen der Flammen Wirbel
erzeugt, welche eine vollständigere Verbrennung bewirken würden und somit eine Verringerung
der Sauerstoffmenge, werden nach einer Ausführungsform der Erfindung die heißen
Produkte unmittelbar nach der Ablenkung des zerstäubten Öl- und Luftstrahles durch
Bohrungen abgezogen, die in dem Tiegel in der Nähe seines Bodens angebracht sind.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Tiegel durch
einen einfachen Ablenker ersetzt, und der Vorwärmer wird dann unter der Verbrennungskammer
oder um sie herum angeordnet. In diesem Falle wird zwischen der Kammer und dem Vorwärmer
eine isolierende Wand ausreichender Dicke vorgesehen.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen
beispielsweise näher beschrieben.
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Die Fig. i, 2, 3 uns 4 zeigen im Achsschnitt vier verschiedene Ausführungsformen
von mit Wärmeaustauschern verbundenen Ölgas@erzeugern.
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Im Innern des Gaserzeugers r (Fig. i) ist ein Tiegel2 aus feuerfestem
Material angebracht, der vorzugsweise in einem metallischen Mantel 3 sitzt. Gegenüber
dem Tiegel ist ein Zerstäuber beliebiger geeigneter Ausführungsforin angebracht.
Der hier dargestellte besteht aus einem Mittelrohr 4 für die Zufuhr des Öles und
aus einem darum angeordneten Rohr 5, in welches die heiße Luft durch das Rohr 6
eintritt.
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In Höhe der Mündung des Rohres 4 sind ein Spalt 7 und weiter unten
Bohrungen 8 angeordnet; deren Achsen gegen die Horizontale in einem Winkel von etwa
30° geneigt sind und stark konvergieren.
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Die heißen Produkte, welche nach der Ablenkung des Strahles aus zerstäubtem
Öl und Luft längs des Tiegels hochsteigen, treten in einen ringförmigen Raum g ein,
welcher zwischen dem Mantel 3 und der Wandung io eines Wärmeaustauschers vorgesehen
ist; an der anderen Fläche der Wandung io streicht die Luft entlang, die durch die
Bohrung i i in geeigneter Weise zugeführt wird. An der Austrittsöffnung des Austauschers
wird die Luft durch das Rohr- 13 nach dem Rohr 6 geführt.
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Die ringförmigen Räume g und i2 sind in bekannter Weise derart eingerichtet,
daß die hier umlaufenden Medien eine spiralförmige Bahn verfolgen; dies ist schematisch
durch die beiden Spiraldrähte 14 und 15 angedeutet, die in den Zwischenräumen g
und 72 angeordnet sind und wobei die Spiralen auch im entgegengesetzten Sinne verlaufen
können.
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Damit die plötzliche Abkühlung der heißen Produkte in dem Austauscher
erzielt wird, ist hier angenommen, daß diese Produkte und die Luft nach dem Parallelstromprinzip
umlaufen.
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In der abgeänderten Ausführungsform der Fig. 2, wo dieselben Bezugszeichen
dieselben Teile veranschaulichen, treten die heißen Produkte unmittelbar nach der
Ablenkung des Strahles aus zerstäubtem Öl und Luft in der Nähe des Bodens des Tiegels
aus, wodurch die Verweilzeit des Gases in der Verbrennungskammer vermindert wird.
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In dem in der Fig.3 dargestellten Gaserzeuger ist kein Tiegel vorhanden,
und die beispielsweise zylindrische Verbrennungskammer 16 enthält einen einfachen
Ablenker 17. Nach der Ablenkung treten die heißen Produkte in den ringförmigen
Raum 18, welcher zwischen dem unter dem Ablenker angeordneten Zylinder ig und dem
Zylinder 20 vorgesehen ist: Der Luftvorwärmer ist um den Zylinder 2o herum angeordnet.
Das Rohr 6 und der Luftvorwärmer sind durch den isolierenden Mantel ?,9 gegen Wärmeverluste
geschützt.
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Nach der in Fig. 4 dargestellten weiteren Ausführungsform treten die
heißen Produkte, sobald sie den Ablenker 17 verlassen, in den Raum 21, und
sie verfolgen die Bahn, die ihnen durch die Spiralen 22 vorgeschrieben
ist
und treten dann durch das Rohr 23 aus. Die durch das Rohr 28 ankommende Luft durchläuft
den Raum 24 mit den Spiralen a5. Der Luftvorwärmer, der von der Verbrennungskammer
durch die wärmeisolierenden und geniigend dicken Wandungen 26 getrennt ist, sitzt
in einem isolierenden Mantel 27.
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Diese Einrichtung hat vor allein den Vorteil, daß der Raumbedarf des
Ofens bedeutend verringert wird, was im besonderen wertvoll ist, wenn es sich um
einen Gaserzeuger handelt, der auf einem Fahrzeug angebracht wird.
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Das Innere der Verbrennungskammer ist außerdem vom Vorwärmer durch
Wandungen getrennt, die genügend dick gemacht werden können, so daß jeder Wärmeaustausch
zwischen der Kammer und dem Vorwärmer vermieden wird.
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Endlich wird durch den Vorwärmer die Wärmeisolation der Kammer gegenüber
der Außenluft verbessert.
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Die Ausmaße der Verbrennungskammer sowie der Abstand des Zerstäubers
tragen auch zu einer guten Durchführung des Verfahrens bei.