DE856188C

DE856188C - Verfahren zur Vergasung von fein verteilten festen Brennstoffen in der Schwebe mit Sauerstoff

Info

Publication number: DE856188C
Application number: DEP27647A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Totzek
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1947-12-29
Filing date: 1948-12-29
Publication date: 1952-11-20

Description

Verfahren zur Vergasung von fein verteilten festen Brennstoffen in der Schwebe mit Sauerstoff Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Verbesserungen in der Herstellung von brennbaren Gasen, die für Beleuchtung und Beheizung, für chemische Reaktionen und sonstige industrielle Zwecke verwendet «erden können; im besonderen betrifft sie die Erzeugung von solchen Gasen aus fein verteilten festen Brennstoffen, z. B. pulverisierter Kohle, Braunkohle, Lignit und anderen kohlenstoffhaltigen Stoffen, und zwar durch Reaktion mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen und mit Dampf oder jedem anderen gasförmigen Oxyd, das endotherm mit Kohlenstoff unter Bildung brennbarer Gase reagieren kann, wobei der feste Brennstoff wi-ihrend des Verlaufes der Reaktion in den gasförmigen Vergasungsinedien schwebt.
I?s ist bereits ein verbessertes Verfahren mit den zugehörigen Einrichtungen für die Vergasung voll fein verteilten festen Brennstoffen vorgeschlagen worden, bei (lern kontinuierlich fein verteilter fester Brennstoff in einen Strom von Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Gas (Luft) eingeleitet wird, so daß sich eine Suspension der festen Brennstoffteilchen in dem betreffenden Gas bildet. Diese so gebildete Suspension wird dann kontinuierlich in Form eines Strahles in einen Vergasungsraum eingeführt, der auf eine Temperatur oberhalb der Zündtemperatur der Suspension vorerhitzt ist, so daß sich das in den Vergasungsraum eintretende Gemisch von Brennstoff und Sauerstoff schnell entzündet; dabei wird es von einer in derselben Richtung strömenden Gas- oder Dampfhülle umgeben, die Wasserdampf oder ein anderes gasförmiges Oxvd enthält und endotherm mit heißem Kohlenstoff reagieren kann, so daß sich ein brennbares Gemisch von Kohlenoxyd und Wasserstoff bildet. In dem Vergasungsraum besteht also gleichzeitig eine zentrale, hocherihitzte Zone, in der eine exot'herme Reaktion vor sieh geht, und eine diese umgebende äußere Zone geringerer Temperatur, in der eine endotherme Reaktion stattfinden kann.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens können gefährliche Explosionen eintreten, wenn aus irgendeinem Grunde die Zuführung der fein verteilten Kohle unterbrochen wird, während gleichzeitig Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges Gas weiterhin in den Vergasungsraum einströmt. Der Sauerstoff könnte dann auch in die folgenden Reaktions- oder Vorratsbehälter des vor der Unterbrechung der Brennstoffzufuhr erzeugten Gases eindringen und dort hochexplosive Gas-Sauerstoff-Gemische bilden.
Man hat, um dieser Gefahr zu begegnen, schon vorgeschlagen, ständig ein brennbares Gas zusammen mit den Vergasungsmitteln in den Reaktionsraum einzublasen, welches im Falle eines Versagens der Brennstoffzufuhr mit dem überschüssigen Sauerstoff reagiert. Es zeigte sich jedoch, daß man auf diese Weise zwar die Bildung explosibler Gasgemische bei Versagen der Brennstoffzufuhr unter Umständen verhindern kann, daß man dafür aber den schwerwiegenden Nachteil in Kauf nehmen mußte, daß sich nunmehr innerhalb der eigentlic'he'n Reaktionszone auch ein sehr störendes Fremdgas befand, welches den glatten Ablauf der gewünschten Umsetzungen störte.
Zweck .der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und wirkungsvolle Methode mit den ententsprechenden Einrichtungen zu schaffen, durch welche die beschriebenen gefährlichen Folgen verhindert werden, die bei Unterbrechung der Zufuhr von Staubkohle entstehen könnten, ohne daß man die .durch die Einführung des Schutzgases in die Reaktionszone auftretenden Störungen in Kauf nehmen muß.
Die weiteren Ziele der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens und der zu seiner Ausführung dienenden Einrichtung ersichtlich.
Bei der Erfindung wird das brennbare Gas, vorzugsweise ein Teil des brennbaren Gases, das in dem Verfahren selbst erzeugt wird! und welches bei Versagen der Brennstoffzufuhr mit dem überschüssigen Sauerstoff reagiert, kontinuierlich, jedoch unabhängig und getrennt vom Sauerstoff und den anderen Vergasungsmitteln derart in den Vergasungsraum eingeführt, daß es weder die vorher beschriebene Reaktionszone noch die Bewegung der Kohleteilchen in ihr stören kann. Zum Beispiel wird das verwendete brennbare Gas vorzugsweise in den Vergasungsraum nahe seinem Gasauslaß eingefii'hrt. Das so eingeleitete Schutzgas soll sich auf einer solchen Teml>.eratur befinden, daß sich. die resultierende gasförmige @lischung mit Sauerstoff, die sich bei Versagen der Brennstoffzufuhr bildet, auf einer Temperatur oberhalb des Zündpunktes der Mischung mit Sauerstoff befindet. Die Menge des Schutzgases wird dabei so bemessen, daß der gesamte freie Sauerstoff verbraucht wird.
Das verwendete Schutzgas kann, wenn nötig, vorerhitzt werden, indem z. B. ein kleiner Teil mit Sauerstoff verbrannt wird und die heißen Verbrennungsprodukte mit dem Rückstand gemischt werden.
Das Schutzgas soll, wie schon ausgeführt, aus Sicherheitsgründen in solcher Menge in den Vergasungsraum eingeleitet werden, daß es praktisch mit dem gesamten Sauerstoff, der für die Sauerstoff-Brennstoff-Suspension gebraucht wird, reagieren kann, falls die Zufuhr des festen Brennstoffes unterbrochen wird. Um einen positiven Schutz gegen alle Möglichkeiten zu erzielen, sollte allgemein maximal etwa das doppelte Volumen Schutzgas gegenüber der gleichzeitig in dien Vergasungsraum eintretenden Menge Sauerstoff eingeführt werden.
Im Sinne der Erfindung schließt die Bezeichnung Sauerstoff reinen Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder Gase und Dämpfe ein, die eine höhere Sauerstoffkonzentration als Luft enthalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Vergasung von, fein verteilten festen Brennstoffen in der Schwebe mit Sauerstoff und gegebenenfalls anderen, endotherm mit Kohlenstoff reagierenden Vergasungsmitteln, bei dem zwecks Verhütung der Bildung eines explosiblen Gasgemisches bei der Vergasung zusätzlich ein Brenngas ständig in den Reaktionsraum so eingeleitet wird, daß es bei Unterbrechung der Brennstoffzufuhr mit dem freien Sauerstoff reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzlich eingeführte Brenngas unabhängig und getrennt von der Zufuhr von Sauerstoff und den anderen Vergasungsmitteln an einer solchen Stelle in den Reaktionsraum eingeleitet wird, daß es im normalen Betrieb die exotherme und endotherme Vergasungsreaktion nicht stört, wobei die Temperatur und Menge des zusätzlich eingeführten Brenngases so gewählt wird, daß das im Falle eines Versagens der Brennstoffzufuhr entstehende Brenngas-Sauerstoff-Gemisch eine Temperatur oberhalb der Zündtemperatur des Gemisches besitzt und der gesamte freie Sauerstoff verbraucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngas in der Nähe der Stelle in den Reaktionsraum eingeführt wird, an der das bei normalem Betrieb gebildete Nutzgas aus dem Reaktionsraum abgezogen wird. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekeririzeichnet, dal3 als Brenngas ein Teil des erzeugten Nutzgases benutzt wird. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeiclinet, claß das erzeugte Nutzgas in 'heißem Zustand in den Reaktionsraum ein- geleitet wird. ;. Verfa1iren nach Anspruch :4, dadurch ge- keiinzeiclinet. daß ein Teil des als Schutzgas

dienenden Nutzgases mit Sauerstoff verbrannt und die heißen Verbrennungsprodukte dem Sclititzgas beigemischt werden. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des eingeführten Schutzgases ein Vielfaches des in den Vergasungsraum eintretenden Sauerstoff- volumens, vorzugsweise etwa das Doppelte davon beträgt.