DE703731C

DE703731C - on kohlenwasserstoffhaltigen Gasen und Daempfen durch ein hocherhitztes Bett aus festem Brennstoff

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Publication number: DE703731C
Application number: DE1936ST055153
Authority: DE
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Priority date: 1935-09-30
Filing date: 1936-08-12
Publication date: 1941-03-14
Also published as: US2126150A; FR810200A

Description

Verfahren zum Erzeugen von Gas durch Durchleiten von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen und Dämpfen durch ein hocherhitztes Bett aus festem Brennstoff Für die Herstellung von Gasen hat man bereits vorgeschlagen, Öfen mit mehreren Kammern zu bauen, von welchen eine oder mehrere als Züge für die Verbrennungsgase dienten, während die anderen Kammern mit glühendem Brennstoff gefüllt waren und als Entgasungskammern für die Brennstoffe dienten. Bei einem derartigen Verfahren wurden die aus dem Brennstoff frei werdenden Destillationsgase in die mit glühendem Koks gefüllten Kammern geleitet und so die in den Gasen enthaltene Kohlensäure in Kohlenoxyd umgewandelt. Auch die in den Brenngasen enthaltenen Teerdämpfe wurden dabei zersetzt. Ein derartiges Verfahren erforderte einen Ofen mit mehreren Kammern, die abwechselnd gefüllt und entleert werden.

Auch hat man vorgeschlagen, Kammern von verhältnismäßig großer Höhe mit Brenn-, stoff ganz gefüllt zu erhalten und von aueen zu erhitzen, so daß der Brennstoff getrocknet, entschwelt und entgast wird. Die S --hwelprodukte wurden mit den Gasen und 31lenfalls auch mit Wasserdampf, der eingeführt wurde, in Reaktion gebracht, um Leuchtas zu erhalten. Auch dieses Verfahren crfarderte die Abstellung des Ofens zur Wiederfüllung und Reinigung in zeitlichen Abständen. Man hat auch bereits vorgeschlagen, Öl in einen hohen Ofen einzuspritzen und das zerteilte Öl mit einem auf passende Temperatur erwärmten Werkstoff in dem Gaserzeuger in Gegenwart von Verbrennungsluft in Reaktion zu bringen, um die bei der Verbrennung von Öl unvermeidlichen Ruß@blagerungen mit zu verbrennen. Dieses Verfahren. erforderte dieAnordnung eines odermehrerer Generatoren, die mit Mauerwerk angefüllt waren und die vor der Einspritzung des umzuwandelnden Stoffes stark erhitzt wurden, Das eingespritzte Öl wurde durch die Hitze im Generator vergast und strömte in dem Generator in einer bestimmten Richtung unter :Albscheidung des Rußes auf der Generatorfüllung. Im weiteren Verlauf des Betriebs diente dann die Erwärmung des unteren Teiles des Generators zur Verbrennung der im oberen Teil des Generators abgeschiedenen Stoffe. Um den Betrieb aufrechtzuerhalten, mußte man eine Anzahl von Generatoren bereitstellen und in zeitlichen Abständen Wasserdampf einblasen. Dadurch wird ein Gas von veränderlicher Zusammensetzung erhalten.

Diesen bekannten Verfahren gegenüber

zeichnet sich das Verfahren der vorliegenden

Erfindung dadurch aus, daß der in feiner

Verteilung frei fallend zugeführte Brennstoff

durch den oberen leeren Teil eines Schachtes

überhitzt und vergast wird, während andere

Teile, die nicht überhitzt sind, sich auf den]

erhitzten Bett ain unteren I?nde des Schach-

tes ansammeln. Die gas- und datllllffi"t-Illigeti

Zersetzungsprodukte durchdringen dann (las

Brennstoffbett ini unteren Teil des Schachtes

bis zti verscliiedenei IIölieti, und Je nach der

Durchdringungstiefe «-erden dann Zerset-

zungsprodukte verschiedener Zusainnienset-

zung allgeführt. Während des freien Fall

der in feiner Verteilung zugefiilirten Brenn-

stoffe am @lberun Hilde de: Ofens wird auch

1Vasserdanipf zugeführt, auch kann (lein

1)',reinistoffl)ett, aus welchem die Gase allge-

zogen werden. Wasscrdallipf zu-efiihrt wer-

den.

Um eine verschiedcaie GaszusEtnnnenset-

zung zti ei'Ilalten, ist eine Saugleitung durch

Zweigleituligrn nlit (leih Innenraum des tui-

teren Feils des Otellschaclltes, in welchem

(las Zersetzungsbett angeordnet ist, verbun-

den. Eilic Ableitul- 1,211111 auch tiiltei- deln

ßrentistofibett zum Abführen jriiei- Gase an-

geordliet seil, die durch (las -allzu I:utt hill-

dur,ihgegangen sind.

]?in Vorteil -rgeuüiler den bekannten Ver-

fahren liegt also in dur«-ahlivcisenEntnahme

v(111 Gaself verschledullel' @tl@aIIllllell#etztlllg

aus derselben Altlage.

Die Zeichnung stellt beispielsweise eine

Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens

dar:

-111i1. t ist eine schematische Aiisi@-lit tind

teilweise Schnitt (IIII"Cll eiliu s@llclle Anlage,

und

_1111.2 zeigt eine der an verschiedenen

Stellen des Brennstoffbettes den Ofen uni-

.gebenden Saugleitungen.

Der hohe Schachtofen io hat dollpelkegel-

forInige Gestalt 2111d Ist all seinem unteren

Ende von einem Wassermantel 13 "]']gebet),

der seinerseits wieder voll einer Uni-

inauerting 12 niit Abstand umschlossen ist.

Der Schacht besitzt fast auf seiner ganzen

Höhe eitle futterfeste Auskleidung, und nur

der vorn 1Vasserinantel 13 unischlosselle

untere Teil bestellt aus Stahlblech o. dgl.

ohne Auskleidung. In diesem unteren Teil

und in dein unmittelbar über diesem unge-

fütterten Teil angeordneten feil(-i-fest geffit-

terten Teil des Schachtes befindet sich (las

Brennstoffbett 17, zweckillä Big aus hohle be-

stehend. Der Drehrost 15 unter dein Bett 17

wird von dem Motor i6 angetrieben, tim die

Asche und Schlacke zti entfernen. Luft wird

durch die I.eitting i.1 tan-ential über dein

Brennstoffbett zugeführt, tarn die Oberfläche

des Brennstoffs in weißglühendem Zustand-

zil erhalten.

hie Versorgung des Bettes 17 mit Brenn-

stoff erfolgt von dem Behälter i9 durch die

Leitung 2o, deren Ausstoßöffnungen 21 un-

mittelbar über Fülleimern 22 angeordnet

sind, welch letztere bei Öffnung der Ventile

23 den Brennstoff in die Kanäle 18 und da--

durch in den unteren 'feil des Schachtes ein-

s(#liicketi.

Das zu zersetzende. Kohlenu,asserstofe

enthaltende Material (oder Gase) wird oben

ain Ofen 1o zugegeben. Flüssiger Brennstofl

kann beispielsweise durch Leitung 26, gas-

förmiger Brennstoff durch die Leitung 27

und fester Brennstoff durch die Gicht 25 ein-

geführt werden, wobei dieser fest' Brenn-

stoff ans dein Trichter 28 entnommen wird,

und zwar in Gestalt von Kohlenstaub, wel-

cher erst in dein Auslaßtrichter 29 gesichtet

wird und dann durch das Förderwerk 3o der

licht 2j# zugeleitet wird.

Um jenen Teil des Schachtes, in welchem

(las Bett 17 angeordnet ist, sind in verschie-

deilen Iffihen Kreisleitungen 46 verlegt, die

finit der nach abwärts führenden Sammel-

leitung verl)titi(ieii sind und durch Ventile 48

einzeln an- oder allgestellt werden können.

\ach _1i11.2 ist jede der Ringleitungen 46.

durch Stutzen .f9 mit dem Schacht verbun-

den, und zwar durch einen Gaskanal 5o, der

zwischen der Ausfütterung und dem Mantel

des Schachtes verbleibt. Zu diesem Zweck

sind die feuerfesten Steine mit Durch-

brechungen versehen, durch welche die im

Innern des Brennstoffbettes entwickelten

(fase in den Kanal 3o und voll hier durch die

Stutz('ll 49 zur Ringleitung 46 flioßen können.

Der unter (lein Rost angeordneten Kam-

inur 57 wird zur Sicherung der Verbrennung

des Stoffes im Bett Luft durch die Leitung

58 voll einem Gebläse 59 zugeführt, dieses

Gebläse versorgt auch durch die Zweigleitung

62 und Ventillid. die Sekundärluft, welche

bei 14 Tiber dem Bett 17 eingeführt wird. Die

abwärts gehende Sainnielleitung 47, welche

an die Ringleitungen 46 angeschlossen ist,

mündet in die Saugleitung 6o. Letztere geht

zum Gebläse 67, welches das angesaugte Gas

durch die Druckleitung 66 nach oben .beför-

dert.

Nachdem das Bremistoffbett 17 entzündet

ist und Luft durch Leitungen 58 und 62 zu-

geführt wird. erhitzt man, bis der Schacht

oberhalb des Brennstoffbettes genügend er-

wä rmt ist. Die Temperatur im Schacht be-

trägt 1300 bis i 8ooo C. Die bei der An-

heizung des Ofens frei "-erdenden Gase

strömen oben durch die Leitung 34 ab, welche

in der Nähe des olleren Endes des Ofens von

letzterem seitlich abzweigt und bei .14 ein Ventil enthält, das während dieser Zeit in Offenstellung gehalten wird, und ein zweites Ventil4o aufweist, durch das die Verbrennungsgase. in die Esse 72 übertreten können. Die Verbrennungsgase in der Ableitung 34 erhitzen Wasser im Kessel 35, und der Dampf strömt durch die Leitung 36 zu einer hier nicht dargestellten Turbine für den Antrieb des Sauggebläses 67. Das Gebläse ist also betriebsfähig, und es wird nunmehr die Zufuhr von Luft zu dem Brennstoffbett' i 7 durch die Leitungen 58, 62 abgestellt. Gleichzeitig wird das Ventil 44 und das Ventil 40 in der Ableitung 34 geschlossen, während die Ventile 4.8 wahlweise geöffnet werden.

Man führt nun den zu zersetzenden Brennstoff von der Gicht aus zu. Die Abwärtswanderung des festen oder flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes wird infolge der Inbetriebsetzung des Sauggebläses 67 und des dadurch im Schacht im Brennstoffbett 17 erzeugten Unterdruckes begünstigt. Während der Wanderung dieser Stoffe vom oberen Ende des Schachtes nach abwärts «-erden Gase, die darin vorhanden sind, entwickelt. Es findet also eine Zersetzung während der Wanderung zum Brennstoffbett statt. Gleichzeitig mit dem Brennstoff wird zweckmäßig auch Luft miteingeblasen, auch tritt Dampf aus der Leittang 72' in das obere Ende des Schachtes ein.
Ein die Dampfzufuhr zur Turbine für das Gebläse 67 regelndes Ventil hält einen bestimmten Unterdruck im Innern des Schachtes aufrecht. Zu diesem Zweck- geht von diesem Ventil der Dampfleitung eine Zweigleitung unmittelbar in das Innere des Schachtes über dem Brennstoffbett. Bei Erhöhung des Drucks über diesem Bett wird der Betrieb des Sauggebläses zwangläufig verstärkt, und bei Erniedrigung des Drucks wird der Betrieb abgeschwächt.
Je nach der Öffnung des einen oder anderen Ventils ,I8 der verschiedenen Saugleitungen 4.6 wird durch das Gebläse 67 jenes Gas aus dem Brennstoffbett entnommen, das in verschiedenen Abständen von der Oberfläche des Brennstoffbettes erzeugt wird. Durch Regelung der Ventile 48 und anderer allenfalls in der Leitung 4 7 angeordneter Ventile sowie durch Regelung eines Ventils in der Hauptsaugleitung 6o kann ein Gas verschiedener Beschaffenheit abgesaugt werden. Je tiefer man die Absaugstelle wählt, um so höher wird der Wasserstoffgehalt des Gases sein. Ein besonders großer Wasserstoffgehalt wird also dann im Gas vorhanden sein, wenn alle Ventile 48 geschlossen sind und lediglich das Gas aus der Kammer 57 abgeführt wird. Das Gebläse 67 drückt dann dieses Gas in die Wascheinrichtung 39, und das Gas verläßt die Anlage in gereinigtem Zustand durch die Leitung 41.
Feinkohle beliebiger Art, namentlich Kohle mit viel Kohlenstoff, kann als fester Werkstoff für die Zersetzung gewählt werden. -lineralöl- oder seine Fraktionen einschließlich Butan, Äthan o. cl-l. inögeti als flüssige Stoffe zugegeben werden., Erdgas oder Destillationsgas können durch die Leitung am oberen Ende einströmen. Man kann Jedoch auch organische Abfallstoffe nach entsprechender Zerkleinerung auf diese Weise in Gas umsetzen, wie Holzfasern, Stroh und andere pflanzliche Abfallstoffe, tierische Fette, Fettsäuren und Rückstände der- Fettsäuredestillation u. d'-I.
Je tiefer man die Absaugstelle wählt, desto geringer wird der Reizwert des abgesaugten Gases sein, dagegen werden weniger von den mit dem Gas abgesaugten unverineidlichen N ebenerzeugnissen erhalten.
Für die Erzeugung von Leucht-und Kochgas ist ein höherer Heizu-ert von Wichtigkeit, und man muß für diese Zwecke Gas von einer verhältnismäßig hoch gelegenen Stelle des Brennstoffbettes 17 abnehmen. Will man jedoch ein Gas mit einem sehr hohen Wasserstoffgehalt erhalten, uni dieses Gas allenfalls mit anderen Gasen zu vermischen oder es für Brennzwecke überhaupt nicht zu verwenden, so «-ard das Gas unterhalb des Rostes abgesaugt.
Als zahlenmäßiges Beispiel für die Verwendung von gasförmigem Brennstoff sei angegeben, daß bei Zufuhr eines Kohlengases von 580o Wärmeeinheiten je Kubikmeter und Erhaltung einer Temperatur von 815- an der höchsten Absaugstelle ein brauchbares Gas voll 5 350 Wärmeeinheiten erzeugt wird. Bei einer Temperatur von 927° an der mittleren Absaugstelle des Bettes, also weiter von der Oberfläche entfernt, hat das Gas einen Wert von 445o Wärmeeinheiten, während an der weiter unten gelegenen Absaugstelle, unter Annahme der Temperaturen von 815 bzw. 927" an den erst erwähnten Absaugstellen, an der tiefsten der drei Absaugstellen eine Temperatur von 1o93° herrscht und das abgesaugte Gas 3 56o Wärmeeinheiten hat. Saugt man das Gas durch das gesamte Bett bei einer Temperatur von 1425 bis 1.I50°, so erhält man ein Gas mit ungefähr 2 9ooWärmeeinheiten.

Die Gaserzeugung kann so lange fortgesetzt werden, bis die Temperatur in dein oberen Teil des Schachtes noch nicht so hoch ist, daß dort der gasförmige Bestandteil des zu zersetzenden Stoffes ausgetrieben wird. Hat sich der Schacht unzulässig hoch erwärtnt, so stellt man das Sauggebläse 67 ab

und schließt 'die Ventile in den Satigleitun-

en .f6, .f7. 1lan unterbricht die Zufuhr des

zu zersetzenden Stoffes und öffnet nur (las

Ventil 1d in der :#,1)leittlilg 34 am oberen

Ende. -Nun führt tnan wieder Luft aus dein

t-iebläse 59 durch die Leitungen 62 und #5S zu.

1-)a die Leitung 1.4 tangential in den Schacht

über dem Brennstoffbett mündet, so, reinigt

diese zutretende Luft die Wände des Schach-

tes von Ruß u. dgl. Der Brennstoff ini Bett

i; wird auf diese «'eise wieder angewä riet

und in der 1_eittttig 34 benutzt, 11111 den Kes-

se13; zu erhitzen. Die Gase öffnen das

@-rtitil .4o und ziehen durch die Esse ab, wo-

hei sie auch die anhaftenden abgeschiedenen

Festteilchen finit sich reißen.

Gewöhnliches Wassergas kann dadurch er-

halten werden, daß man Danipf durch die

1_eittutg 6i von unten her in das Brennstoff-

i>ett einschickt. dieses Gas gellt aus der Lei-

Lnt19- ;4 nach Sclilul.') dcs \'ctltils.4o in diu

@@-asch@-orrichtung 39.

Claims

YATVNTA-'; sPI, Üc1-tE:

i. Verfahren zum Erzeugen von Gas durch Durchleiten von kohleu@@-asserstoff- ltaltigcn lasen und Dünipfen durch ein

hocherhitztes Bett aus festem Brennstoff in einem itn Wechsel mit der Gaserzeugung aufgeheizten Gaserzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß der dem erhitzten Gaserzeuger in feiner Verteilung frei fallend zugeführte Brennstoff durch den olleren leeren Schachtteil überhitzt wird und daß die festen Zersetzungserzeugnisse auf dein erhitzten Brennstoffbett zurückgehalten «erden und die gasföt-niigeii und dampfförmigen Zersetzungserzeugnisse das Brennstoffbett in verschiedener Höhe durchdringen.
2. Verfahren nach _Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem von oben zugeführten Brennstoff und/oder dem Brennstoffbett @Vasserdanipf zugeführt wird.
3. Gaserzeuger zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Saugleitung (4y) durch Zweigleitungen (46, 49) mit dem fnnenrautn des das Brennstoffbett aufnehmenden Teiles des Ofens regelbar verbunden ist. .f. Gaserzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, claß auch unter dem Brennstoftbett eine Leitung (60) zum Abführen der Gase angeordnet ist.