DE821096C

DE821096C - Verfahren zur Erzeugung von Gasen hohen Heizwertes und Vorrichtung zur Ausfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE821096C
Application number: DEV314A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr-Ing Domann
Original assignee: Ver Werkstaetten Wittenau G M
Current assignee: Ver Werkstaetten Wittenau G M
Priority date: 1950-01-03
Filing date: 1950-01-03
Publication date: 1951-11-15

Description

Verfahren zur Erzeugung von Gasen hohen Heizwertes und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens Zur Erzeugung von Gasen höheren Heizwertes, z. 13. von Gasen mit einem Heizwert, der mindestens dem Stadtgasheizwert entspricht, ist ein Verfahren bekanntgeworden, das eine restlose Vergasung des Ausgangsbrennstoffes anstrebt; es handelt sich hierbei um das sog. Sauerstoff-Wasserdampf-Druckverfahren. Bei diesem Verfahren wird die Bildung höhermolekularer Verbindungen begünstigt. Es entsteht also mehr Methan als brennbarer Gasbestandteil, daneben Kohlensäure und Wasserdampf als nichtbrennbare und aus dem Gas zu entfernende Bestandteile. Der Wärmehaushalt bedingt nun bei diesem Verfahren die Zufuhr von wesentlichen Mengen Sauerstoff, um den ProzeB bei optimalen Temperaturen verlaufen zu lassen und die Bildungswärme zu decken. Die Sauerstofferzeugung ist aber in großem hfaßstabe nur durch Abtrennung aus der Luft möglich und auf diesem Wege bekanntlich unverhältnismäßig kostspielig.
Um diesem bekannten Verfahren gegenüber rentabler zu arbeiten, ist es bereits bekanntgeworden, zur Erzeugung von Gasen höheren Heizwertes aus bituminösen Brennstoffen oder Entgasungsrückständen als Reaktionsmittel Wasserdampf allein zu verwenden, und zwar Wasserdampf von 6oo bis rooo° C. Bei diesem Verfahren kommt man ohne Sauerstoff aus. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Wasserdampfmengen, die einerseits zur Umsetzung und anderseits zur Gleichgewichtseinstellung auf die Temperatur von 6oo bis tooo° C erhitzt wurden, nicht genügten, um den Wärmebedarf zu decken, sondern es mußte noch ein besonderer Wärmeträger hinzugefügt werden, z. B. in Form eines weiteren Teiles erhitzten Wasserdampfes. Dieser Anteil fällt in der Kondensationsapparatur als Wasser, gemischt mit Bestandteilen, die aus dem Brennstoff stammen, also schlechthin als Gaswasser an, das man nur in seltenen Fällen verwenden kann. Bei der Wiederverdampfung macht es durch Krustenansätze und Angriffe auf die Apparatwandungen Schwierigkeiten. Man hat daher auch schon vorgeschlagen, den als Wärmeträger dienenden Wasserdampf ganz oder teilweise durch ein Gas zu ersetzen, z. B. durch einen als Wälzgas bezeichneten Teilstrom des erzeugten Gases.
Es ist bei einem solchen Verfahren zur Erzeugung von Gasen höheren Heizwertes unter Verwendung von Vergasungsmitteln und von Wälzgas als Wärmeträger bereits bekanntgeworden, neben dem Vergasungsvorgang auch das Erwärmen des Vergasungsmittels und des Wälzgases unter Druck erfolgen zu lassen, wobei die Erwärmung des Vergasungsmittels und des Wälzgases in zwei wechselseitig beheizten Wärmetauschern erfolgt.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Erzeugung von Gasen höheren Heizwertes der angegebenen Art und auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung des bekannten Verfahrens und besteht darin, daß neben dem unter Druck erfolgenden Vergasungsvorgang sowie neben dem unter Druck erfolgenden Erwärmen des Vergasungsmittels und des zusätzlichen Wärmeträgers auch das Aufheizen des jeweils nicht für das Erwärmen des Vergasungsmittels und des zusätzlichen Wärmeträgers benötigten Wärmetauschers unter Druck erfolgt. Vorzugsweise werden die Drücke in den beiden Wärmetauschern so gehalten, daß ein überströmen von dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher zu dem wärmeabgebenden Wärmetauscher verhindert wird. Die Drücke in den Wärmetauschern können weiterhin so gehalten werden, daß nur ein kleiner Teilstrom von dem wärmeabgebenden Wärmetauscher zu dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher möglich ist. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann als Wärmeträger je nach der gewünschten Zusammensetzung des Endgases entweder ein Teilstrom des erzeugten Gases (Wälzgas) oder Fremdgas verwendet werden. Zur Durchführung des Verfahrens sind die Wärmetauscher gemäß der Erfindung druckfest ausgebildet und können baulich miteinander vereinigt sein.
Durch die Anwendung der Erfindung ist man in der Lage, Wärmetauscher zu verwenden, die untereinander und mit dem Gaserzeuger ohne Absperrorgane verbunden sind, was bisher noch nicht möglich war. Die durch die Erfindung erzielte Lösung, die darin besteht, daß die Verbindung zwischen den beiden Wärmetauschern frei von Steuerorganen ist, stellt die einzig betriebsfähige Lösung dar. Absperrventile, wie sie die drucklose Beheizung der Wärmetauscher an diesen Stellen verlangt, geben bei hohen Temperaturen (60o bis 130o° C) der durchfließenden und anstrahlenden Gase zu vielen betrieblichen Störungen Anlaß. Vor allem müßten die Absperrorgane wassergekühlt ausgeführt sein. Diese Wasserkühlung steht im Gegensatz zu dem Prozeß, denn es ist widersinnig, Gase, die man hocherhitzt, um sie in diesem Zustand in den Gaserzeuger zu führen, vorher durch Kühlaggregate zu schicken und dadurch ihr Temperaturniveau wieder herabzudrücken. Die unter Druck entweichenden Abgase können an anderer Stelle, auch innerhalb des Verfahrens, ausgenutzt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, an der im folgenden das Verfahren gemäß der Erfindung beschrieben wird.
Es stellt A den Gaserzeuger dar, Bi und B2 die beiden Wärmetauscher, die auch baulich miteinander vereinigt werden können. C deutet die Kondensations- und Reinigungsapparatur an. Alle Apparate sind druckfest ausgebildet.
Der Brennstoff wird bei i aufgegeben, bei 2 werden die Rückstände ausgeschleust. Das erhitzte Vergasungsmittel und das Wälzgas werden unter den Rost 3 geblasen und reagieren beim Durchströmen des Gaserzeugers mit dem Brennstoff. Das Gas tritt bei .4 aus dem Gaserzeuger aus und gelangt bei 5 in die Kondensations- und Reinigungsapparatur C. Bei 6 fallen die ausgeschiedenen Produkte an, bei 7 wird das gereinigte Gas abgezogen.
Das Wälzgas wird auch bei 7 abgezweigt (gestrichelt gezeichnet) und über ein Gebläse bei 8 mit dem Vergasungsmittel in den aufgeheizten Wärmetauscher B2 eingeführt. Die Gittersteine teilen die für den Vergasungsprozeß erforderliche Wärme dem Gemisch aus Vergasungsmittel und Wälzgas mit, das von B2 dann in den Gaserzeuger A gelangt. Das als Träger für die Vergasungswärme verwendete Gas braucht nicht immer bei 7 abgezweigt zu sein, sondern kann auch aus einer anderen Quelle kommen.
Während der Wärmetauscher B2 seine Wärme abgibt, wird der Wärmetauscher Bi durch Zufuhr von Heizgas und Wind bei 9 und 1o aufgeheizt, die Abgase gehen bei i i über Dach oder werden auf irgendeine Weise noch ausgenutzt.
Nach einer gewissen Zeit erfolgt durch die angedeuteten Umstellorgane die Lenkung von Vergasungsmitteln und Wälzgas, sowie von Heizgas, Wind und Abgas, so daß der Wärmetauscher B2 aufgeheizt wird. Beide Wärmetauscher arbeiten also im Wechselbetrieb.
Bei dieser regenerati%,en .#\uflieizung werden die Drücke in den Erhitzerkammern so gehalten, daß über die offene Verbindung der beiden Teile Bi und B2 ein Überströmen von wärmeaufnehmenden zum wärmeabgebenden Wärmetauscher nicht erfolgen kann, sondern höchstens nur umgekehrt ein kleiner Teilstrom von wärmeabgebenden zum wärmeaufnehmenden Teil laufen kann. In der Abbildung ist ein für feste Brennstoffe geeigneter Gaserzeuger gezeigt. Sofern staubförmige Brennstoffe verwendet werden, ist er dementsprechend auszubilden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung von Gas hohen Heizwertes unter Anwendung von Druck sowie unter Verwendung eines Vergasungsmittels und eines zusätzlichen Wärmeträgers, wobei die Erwärmung des Vergasungsmittels und des Wärmeträgers in zwei wechselseitig beheizten Wärmetauschern erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem unter Druck erfolgenden Vergasungsvorgang sowie neben dem unter Druck erfolgenden Erwärmen des Vergasungsmittels und des Wärmeträgers auch das Aufheizen des jeweils nicht für das Erwärmen des Vergasungsmittels und des Wärmeträgers benötigten Wärmetauschers unter Druck erfolgt. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die Drücke in den beiden Wärmetauschern so gehalten werden, daß ein Überströmen von dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher zu dem wärmeabgebenden Wärmetauscher verhindert wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daB die Drücke in den Wärmetauschern so gehalten werden, daß nur ein kleiner Teilstrom von dem wärmeabgebenden Wärmetauscher zu dem wärmeaufnehmenden Wärmetauscher möglich ist. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB als zusätzlicher Wärmeträger je nach der gewünschten Zusammensetzung des Endgases ein Teilstrom des erzeugten Gases (Wälzgas) oder Fremdgas verwendet wird. 5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB die Wärmetauscher druckfest ausgebildet sind. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den beiden Wärmetauschern frei von Steuerorganen ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wärmetauscher baulich miteinander vereinigt sind.