DE620392C - Verfahren zum Erzeugen eines kohlensaeurearmen Starkgases - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erzeugen eines kohlensäurearmen Stärkgases Starkgas wird bisher im praktischen Betriebe durch Vergasen fester Brennstoffe in Wassergas- und Doppelgaserzeugern hergestellt. Gaserzeuger dieser Art arbeiten im unterbrochenen Betriebe; der Betrieb ist umständlich, die thermische Ausnutzung des Brennstoffes ist verhältnismäßig schlecht.
• Im stetigen Betriebe kann Starkgas aus festen Brennstoffen gewonnen werden, wenn sie statt mit einem Luftwasserdampfgemisch mit einem Sauerstoffwasserdampfgemisch vergast werden.
• Bei den bekanntgewordenen Versuchen in so betriebenen Gaserzeugern, die mit nicht flüssiger Schlacke arbeiten, wurden Braunkohlenbrikette oder entsprechend vorgetrocknete Rohbraunkohle vergast. Es wurde allgemein festgestellt, daß das so erzeugte Starkgas einen hohen oder richtiger gesagt zu hohen Kohlensäuregehalt hat. Die Ursache für die Erscheinung ist darin zu suchen, daß dem Sauerstoff verhältnismäßig viel Wasserdampf hinzugefügt werden muß, um das Verschlacken der Asche zu vermeiden. Es bildet sich infolgedessen ein Gleichgewichtszustand im Gas mit hohem Kohlensäure- und Wasserdampfgehalt aus.
• Nicht bekanntgewordene Versuche .mit der Vergasung von, Koks in solchen Gaserzeugern ergaben ebenfalls einen zu hohen Kohlensäuregehalt des Starkgases.
• In der Fachwelt ist allgemein die Meinung verbreitet, daß man ein kohlensäurearmes Starkgas durch Vergasung fester Brennstoffe mit Hilfe von Sauerstoff nur dann erhalten kann, wenn man die Gaserzeuger mit flüssiger Schlacke betreibt. Vielleicht kann der Kohlensäuregehalt auch in zulässigen Grenzen gehalten werden, -,wenn der Brennstoff im Schwebezustand vergast wird.
• Gemäß der Erfindung soll bei der Vergasung fester Brennstoffe mit Sauerstoff in Gaserzeugern, die mit fester Asche und ruhendem Brennstoffbett arbeiten, ein kohlensäurearmes Starkgas dadurch gewonnen werden, daß der zu seiner Herstellung dienende feste Brennstoff in dem an sich bekannten Doppelzonengaserzeuger vergast wird. Im Oberteil eines solchen Gaserzeugers soll mit Hilfe von Sauerstoff, der am oberen Ende dieses Schachtes zugeführt wird, ein regelbarer Teil des-aufgegebenen Brennstoffes im Gleichstrom vergast werden. Im Unterteil des Schachtes soll der Rest des Brennstoffes mit Hilfe eines von unten zugeführten Sauerstoffwasserdampfgemisches im Gegenstrom vergast werden.
• Dem unten im Gaserzeuger eintretenden Sauerstoff kann statt Wasserdampf auch Kohlensäure oder ein Gemisch von Wasserdampf und. Kohlensäure zugeführt.werden.
• Ebenso kann man dem am oberen Ende des Gaserzeugers zugeführten Sauerstoff eine gewisse Menge von Wasserdampf oder Kohlensäure oder ein Gemisch von beiden beigeben.
• Die am Oberteil des Vergasungsschachtes von oben nach unten strömenden und die am Unterteil des Vergasungsschachtes von unten nach oben strömenden Gase vereinigen sich und werden an der Vereinigungsstelle abgezogen; selbstverständlich kann man beide Gasarten auch getrennt abziehen, beispielsweise durch Zwischenschaltung einer genügend hohen Brennstoffschicht.
• Werden nach diesem Verfahren bituminöse Brennstoffe vergast, so werden im Oberteil des Vergasungsschachtes. auch die in dem Brennstoff enthaltenen Teere in Gasform übergeführt.
• Der Grad der Teer- und Kohlensäurezersetzung im Oberteil des Vergasungsschachtes hängt ab von der dort vorhandenen Temperatur im Brennstoffbett; diese aber hängt wieder ab von der Menge des im Oberteil des Vergasungsschachtes zugeführten Sauerstoffes und damit von der Menge des dort vergasten Kohlenstoffes.
• Gleichgewichtsberechnungen haben ergeben, daß bei jungen Brennstoffen, beispielsweise bei Braunkohlenbriketten, die einen durchschnittlichen Wassergehalt von 13 °/o haben, im Oberteil des Gaserzeugers zur Erzielung einer genügend hohen Zersetzungstemperatur für die Teere, die Kohlensäure und, das Wasser, das in dem Brennstoff enthalten ist oder besonders zugeführt wird, ein beträchtlicher Teil des festen Kohlenstoffes vergast werden muß, theoretisch sogar der gesamte Kohlenstoff, so daß zum Vergasen im Gaserzeugerunterteil Brennstoff nicht mehr vorhanden ist.
• Eine solche Fahrweise ist durchaus denkbar und in besonderen Fällen sogar erwünscht. Der Gaserzeugerunterteil würde in diesem Grenzfalle praktisch nur noch die Austragevorrichtung für die aus dem Oberteil kommende Asche sein.
• Um aber bei solchen Brennstoffen im Schachtoberteil den Grad der Kohlensäurezersetzung beliebig weit führen zu können und um auch den Unterteil des Gaserzeugers noch zur Vergasung heranzuziehen, wird weiter vorgeschlagen, solchen jungen Brennstoffen kohlenstoffreichere und wasserfreiere Brennstoffe zuzusetzen, z. B. Steinkohlen jeder Art, Koks oder auch Teer, Öle u. dgl.
• Es wird weiter vorgeschlagen, solche Brennstoffe, insbesondere wasserhaltige Brennstoffe dieser Art, bevor sie in den Oberteil des Doppelgaserzeugers kommen, einer Vorbehandlung durch Wärme zu unterwerfen, um in erster Linie ihren Wassergehalt zu verringern, unter Umständen auch die Kohlensäure ganz oder teilweise auszutreiben.
• Doppelzonengaserzeuger wurden bisher im allgemeinen nur benutzt _ zur Vergasung jüngerer bituminöser Brennstoffe, wie Braunkohle und Torf, und wurden bisher nur mit Luft betrieben. Sie wurden in solchen Fällen benutzt, um in der Oberzone den in diesen Brennstoffen enthaltenen Teer möglichst weit durch Zersetzung in Gas zu verwandeln. Es ist allgemein bekannt, daß das erzeugte Armgas einen unverhältnismäßig hohen Kohlensäuregehalt hatte, auch dann, wenn die vergasten Brennstoffe einen sehr geringen Wassergehalt hatten.
• Gerade diese Doppelzonengaserzeuger gestatten aber bei Verwendung von Sauerstoff an Stelle von Luft (wie die angestellten Gleichgewichtsberechnungen gezeigt haben) besonders in dem Oberschacht den Kohlensäuregehalt auf jedes erwünschte Maß zu verringern. Der Kohlensäuregehalt des gesamten Gases wird um so geringer, j e größere Mengen des Brennstoffes in dem Schachtoberteil vergast werden. Wenn in einem solchen Falle in den Schachtunterteil mit Asche stark angereicherter Brennstoff kommt, erhält man dort, wie bekannt, eine höhere Feuerzone und kann dadurch eine weitergehende Zersetzung des Wasserdampfes und der Kohlensäure gegenüber den üblichen Einzonengaserzeugern erzielen, bei denen der ganze Sauerstoff unten zugeführt wird.
• Es ist weiter bekanntgeworden, in Doppelzonengaserzeugern auch hochwertige Brennstoffe, die eine schmelzbare Asche ergeben, wie z. B. Koks oder Anthrazit, zu vergasen, und zwar mit Luft.
• Der Oberteil des Schachtes soll dabei mit sehr hohen Temperaturen arbeiten. Als Beispiel wird angegeben eine Temperatur von i7oo° C. Die Erzielung einer solchen Temperatur ist nur durch sehr scharfes Blasen, das man in der Technik Heißblasen nennt, möglich. Bei Verwendung eines Kokses mit nur 5 °/a Wassergehalt und bei einem Wärmeverlust des Gaserzeugers durch Abstrahlung usw. von 5 °/o des Brennstoffheizwertes muß das in dem oberen Schachtteil erzeugte Gas mindestens ia,5 °1o Kohlensäure haben, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Selbst bei wasserfreiem Koks hat das Gas einen Kohlensäuregehalt von über i i °1o. Also auch bei dieser Arbeitsweise wird, wie bei den Doppelzonengaserzeugern, die für bituminöse Brennstoffe benutzt werden, in der Oberschicht ein stark kohlensäurehaltiges Gas erzeugt.
• Es ist also bisher nicht bekanntgeworden, den Doppelzonengaserzeuger so zu fahren, daß gerade im oberen Schachtteil ein besonderes kohlensäurearmes Gas entsteht, wie es der Zweck .der vorliegenden Erfindung ist. Vor allem aber ist es bisher nicht vorgeschlagen worden, ihn zur Vergasung festen Brennstoffes mit Sauerstoff zu benutzen, um ein kohlensäurearmes Starkgas im stetigen Betriebe zu erzeugen.
• Die beiliegende schematische Zeichnung zeigt eine Einrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens. In dieser ist a der Gaserzeugerschacht. Bei b wird der Sauerstoff für die Vergasung im Gaserzeugeroberteil, bei c das Sauerstoffwasserdampfgemisch für die Vergasung im Gaserzeugerunterteil zugeführt. Beide Gasströme vereinigen sich' in einem Ringquerschnitt d und werden durch den Gasabztrgstutzen e abgeführt.
• Der besondere wirtschaftliche Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens beruht darin, daß es mit ihm möglich ist, sehr große Vergasungsleistungen je Quadratmeter Schachtquerschnitt zu erzielen, wenn in zwei Zonen vergast wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: t. Verfahren zum Erzeugen eines kohlensäurearmen Starkgases, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberteil eines Gaserzeugers ein regelbarer Teil des zugeführten Brennstoffes mit Hilfe von Sauerstoff im Gleichstrom vergast wird, während im Unterteil die Vergasung des restlichen Brennstoffes im Gegenstrom mit Hilfe eines Sauerstoffwasserdampfgemisches erfolgt.
2. 2. Verfahr en zum Erzeugen eines kohlensäurearmen Starkgases nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß Brennstoffen, die bei ihrer Entgasung in größeren Mengen Kohlensäure entwickeln oder die einen zu hohen Wassergehalt aufweisen, kohlenstoffreichere Brennstoffe bzw. solche mit geringerem Wassergehalt beigemischt werden.
3. 3. Verfahren zum Erzeugen eines kohlensäurearmen Starkgases nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wasser- oder kohlensäurereichen Brennstoffe zwecks Verringerung ihres Wassergehaltes und der bei der Schwelung entstehenden Kohlensäuremengen einer Vorbehandlung unterworfen werden.