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Gaserzeuger mit Schwelaufsatz und Rosthaube In der Vergasungsindustrie
sind Gaserzeuger mit Schwelaufsatz für die Erzeugung von Kraft- und Heizgas in Benutzung,
bei denen der Brennstoff im Schwelaufsatz durch einen Teil des im Gaserzeuger erzeugten
Gases nach dem Spülgasverfahren mit 5oo bis 6oo° heißen inerten Spülgasen geschwelt
wird. Benutzt man diese Gaserzeuger zur Gewinnung von Gemischen von Wasserstoff
und Oxvden des Kohlenstoffs, dann gehen erhebliche Mengen Kohlenwasserstoffe in
die Gase über, was bei ihrer Verwendung für viele bekannte Synthesen, wie z. B.
Ammoniak-, Benzin- und Methanolsynthese usw., oder bei der Erzeugung von Wasserstoff
für Hydrierungen sehr unerwünscht ist.
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Ferner ist es bekannt, beim Betrieb von Gaserzeugern mit Schwelaufsatz
Schwelgase nach der
in den unteren Teil des Gaserzeugers einzuführen und dort zu zersetzen. Die. vorliegende
Erfindung betrifft Gaserzeuger für bituminöse Brennstoffe, wie Stein- und Braunkohle,
mit Schwelaufsätzen, wobei der Schwelaufsatz in einem Schwelgaskreislauf derart
angeordnet ist, daß im Schwelaufsatz erzeugte, über einen Teerabscheider und eineAufheizvorrichtunggeführte
Schwelgase in den Schwelaufsatz zurückgeführt werden und daß in diesem Kreislauf
nach dem Teerabscheider eine Abzweigung vorgesehen ist, durch die ein Teil der Schwelgase
der Rosthaube zugeführt wird, in der sich eine Kammer befindet, aus der die Schwelgase
in Einzelströmen nebst den aus der Rosthaube getrennt austretenden Vergasungsmitteln
unmittelbar in die Brennstoffschicht eintreten. Dadurch wird vermieden, daß eine
vorzeitige Mischung der Vergasungsmittel mit den Schwelgasen stattfindet, was zu
Betriebsstörungen, z. B. Explosionen, führen würde, und es wird gleichzeitig eine
innige Mischung der Schwelgase mit den Vergasungsmitteln unmittelbar nach dem Verlassen
der Rosthaube erzielt, sa daß keinerlei Störungen auftreten.
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In- der beiliegenden Abb. z ist der neue Gaserzeuger mit Schwelaufsatz
beschrieben: Der Gaserzeuger besteht aus dem eigentlichen Gaserzeuger D und dem
Schwelaufsatz C. Bei H wird der stückige, bituminöse Brennstoff
eingeschleust.
Bei 1 werden die Rückstände der Vergasung durch kreisende Abstreifer in bekannter
Weise ausgetragen; sie «-erden in dein Schlackensack K gesammelt und zeit-«-eise
durch Schleuse 1i abgelassen. Das erzeugte Gas verläßt durch den Staubabscheider
E bei G die Apparatur und wird in der üblichen Weise weitergereinigt und als Synthesegas
verwendet. Die -",cliwelting in dem Schwelaufsatz wird mittels Spülgase vorgenommen,
die aus den eigenen Schwelgasen bestehen, die durch das Gebläse S im Kreislauf umgepumpt
werden. Bei T wird der im Schwelaufsatz C abgetriebene Teer abgeschieden und gegebenenfalls
das Kreislaufschwelgas gekühlt. Uni diesem Gas den nötigen Wärmeinhalt zu erteilen,
der für die Erzeugung des Schwelgases und die Entteerung notwendig ist, wird es
im mittelbar wirkenden Vorwärmer L' im Gegenstrom zu den den Gaserzeuger D verlassenden
heißen Gasen auf eine Temperatur von 55o bis 6oo° vorgewärmt. Durch den Verteiler
N strömen die vorgewärmten Spülgase in den Schwelaufsatz C ein. Ein Abschluß zwischen
dem Schwelaufsatz C und dem eigentlichen Gaserzeuger D ist bei dieser Betriebsweise
nicht notwendig. Ein Übertreten von Schwelgasen in das im Gaserzeuger erhaltene
Gas wird in bekannter Weise dadurch verhindert, daß man eine geringe Menge des letzteren
aus dem Gaserzeuger D in den Sch-,velaufsatz C strömen läßt.
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Dadurch und durch die ständige Entgasung des bituminösen Brennstoff:
im Schwelaufsatz C findet eine Zunahme der Gasmenge im Schwelgaskreislauf C-T-S-I'-N-C
statt, die ständig abgeführt werden muß. Diese Gase werden in an sich b°kannter
Weise dein Unterteil des Gaserzeugers D zugeführt. Hierdurch wird ein doppelter
Zweck erreicht; einerseits werden die vorhandenen Kohlenwasserstoffe in der unteren
Verbrennungszone aufgespalten, andererseits wirkt dieses Gas als Kühlmittel im unteren
Teil des Gaserzeugers, wodurch Verschlackung verhindert wird. Um kohlenwasserstottfreie
Gase zu erzeugen, wird diese Zumischung gemäß vorliegender Erfindung in besonderer
Weise vorgenommen. Das zurückgeführte Gas wird nämlich in die Kammer B geleitet,
die sich innerhalb der Rosthaube A befindet. Von der Kammer B aus tritt es, vielfach
in Einzelströme verteilt, unmittelbar in die Brennstoffschicht so aus, daß es gleichzeitig
mit den aus der Rostlaube A kommenden Vergasungsmitteln auf den Brennstoff trifft.
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Ein Ausführungsbeispiel des Rostes ist in Abb. 2 gegeben A ist die
Rosthaube, aus der durch kleine Löcher oder Schlitze 0 die durch Leitung
L zugeführten Vergasungsmittel, z. B. reiner Sauerstoff und Wasserdampf, in den
Gaserzeuger eintreten. B ist die Kammer für die zurückgeführten Schwelgase, die
durch Düsen P unmittelbar neben den ausströmenden Vergasungsmitteln in die Brennstoffschicht
gelangen.
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Die Benutzung dieser Anordnung ermöglicht eine wirksame Zersetzung
der Kohlenwasserstoffe und ausgezeichnete Kühlung des heißen Brennstoffbettes.
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Beispielsweise wurden aus mitteldeutschen Braunkohlenbriketts bei
Verwendung von 0,46 kg Dampf, o,15 m3 Zusatzschwelgas und o,12 ms reinem Sauerstoff
je Kubikmeter erzeugten Wassergases ohne Verschlackung im Dauerlxtrieb ein Gas folgender
Zusammen= Setzung erzeugt:
| Kohlensäure ....... 2-. %, |
| Kohlenoxyd ....... |
| 25 oIo, |
| Wasserstoff ....... 5o 01o, |
| Methan ........... 0,7 01 o, |
| Stickstoff ......... 0,3%. |
Dieses Gas ist beispielsweise für die Benzin-Herstellung aus Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemischen
geeignet.
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Durch Abstimmung der Sauerstoff- und Dampfmengen läßt sich die Zusammensetzung
in weiten Grenzen verändern. Z. B. gelingt es, ein Gas zu erzeugen, in dem Kohlenoxyd
und Wasserstoff im Verhältnis 1 : a,2, vorliegen und das nach der üblichen Reinigung
von Kohlensäure und Schwefel ohne weiteres für die Methanolsynthese brauchbar ist.
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Häufig sind bituminöse Brennstoffe sehr stark schwefelhaltig. Hierbei
können bei der vorgeschlagenen mittelbaren Vorwärmung im Vorwärmer V (s. Abb. i)
leicht Baustoffschw-ierigkeiten durch Schwefelwasserstoffangriffe auftreten. In
diesem Falle empfiehlt sich eine Ausiührung, wie sie aus Abb. 3 ersichtlich ist.
Das durch das Gebläse S im Kreislauf geführte Schwelgas wird hierbei nicht mittelbar
vorgewärmt, sondern teilweise in einem Brenner U mit reinem Sauerstoff so weit verbrannt,
daß die Temperatur auf 55o bis 6oo° steigt. Der Brenner U ist in bekannter Weise
so eingerichtet, daß ein Teilstrom des Kreislaufschwelgases mit reinem Sauerstoff,
der bei Z zugeführt wird, vollständig verbrannt wird; die Verbrennungsgase werden
dem Kreislaufschwelgas in solchei Menge zugeführt, daß sich eine Mischtemperatur
von 55o bis 6oo° einstellt, worauf das Kreislaufschwelgas wie bei Abb. i durch den
Verteiler N in den Schwelaufsatz zurückströmt. Durch diese Maßnahme bleiben die
Schwelgase stickstofffrei, so daß der Überschuß 'aus dem Schwelaufsatz, wie oben
beschrieben,
wiederum durch die Kammer B dem Gaserzeuger zugeführt
werden kann.
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Der neue Gaserzeuger kann mit der gleichen üblichen Belastung betrieben
werden, wie z. B. die bekannten Brikettgaserzeuger oder Steinkohlengaserzeuger für
Heiz- und Kraftgas, d. h. die Belastung schwankt zwischen 300 bis Soo mg
Nutzgas je Quadratmeter Schacht.
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Der neue Gaserzeuger besitzt eine Reihe von Vorteilen gegenüber den
bisher bekannten Gaserzeugern zur Gewinnung von Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemischen.
Es gelingt mit ihm, unter Gewinnung des wertvollen Teeres aus bituminöser Kohle
unter vollständiger Ausnutzung des angewendeten Brennstoffs ein kohlenwasserstoffarmes
Synthesegas herzustellen. Dabei kann die Leistung des Gaserzeugers gegenüber bekannten
Vorrichtungen wesentlich gesteigert werden. Durch geeignete Mischung von Sauerstoff,
Dampf und Schwelgas-gelingt es, ein Synthesegas zu erzeugen, dessen Zusammensetzung
für die Benzinerzeugung aus KOhlerioxyd-WaSSerSt(>ff-Geni-lSCheri oder nach Umsetzung
des Kohlenoxyds für Hydrierungen, z. B. die Benzinerzeugung durch Druckhydrierung
von Kohlen, Teeren, Mineralölen u. dgl., geeignet ist.
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Der neue Gaserzeuger läßt sich auch für die Erzeugung von Synthesegas
für die Ammoniaksynthese anwenden, wenn statt Sauerstoff sauerstoffangereicherte
Luft benutzt wird, so daß in dem erzeugten Gas der nötige Stickstoff für die Ammoniaksynthese
enthalten ist.