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Verfahren zum diskontinuierlichen Betrieb von Wassergaserzeugern Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum diskontinuierlichen Betrieb von Wassergaserzeugern.
Bei dem bekannten diskontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Wassergas aus
Koks durch Heißblasen einer Koksschicht mit Luft (Wind) und nachfolgendes Kaltblasen
der Koks,achicht. mit Wasserdampf werden im allgemeinen Perioden von 3 bis: q. Minuten
oder etwas längerer Gesamtdauer angewandt, wobei die Verteilung in der Periode so
ist, daß. das Kaltblasen (Dampfzeit) etwa viermal solange dauert wie das Heißblasen
(Windzeit). Diese Betriebsweise ist seit vielen Jahren im Gebrauch, nachdem man
früher noch längere Perioden bis zu io und 15 Minuten Dauer angewandt hat. Mit der
heute üblichen Betriebsweise erreicht man Leistungen und Wirkungsgrade des Wassergaserzeugers,
die mit bekannten Maßnahmen nicht mehr wesentlich gesteigert werden können.
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Unter Zugrundelegung eines sekundlichen Wind- bzw. Dampfdurchsatzes
durch den Gaserzeuger, gemessen in Kubikmeter bei i5° und 735 mm QS, beträgt dabei
die Windgeschwindigkeit, bezogen auf den freien Schachtquerschnitt,
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bis 1,7 4s. Sie ist begrenzt durch die Korngröße des angewandten Kokses.
Eine WindgesChwindigkeit von 1,71114 setzt bereits gutem mittel- bis grobstöckigen
Koks: ohne Staub- und Feinkoksanteil voraus, weil anderenfalls Koks durch die hohe
Windgeschwindigkeit beim Blasen mit aus dem Kamin herausgerissen würde: Die heute
im allgemarinen angewandte Dampfgeschwindigkeit liegt wesentlich niedriger. Da die
Dampfzeit etwa das Vierfache der.Windzeit beträgt, treten nur- Dampfgeschwindigkeiten
von etwa o,22 bis o.,3 4s!, auf den freien Schachtquerschnitt gerechnet, auf; höhere
Dampfgeschwindigkeiten könnten die heiße Brennstoffschicht und den Gaserzeuger zu
stark abkühlen.
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Es wurde nun gefunden, daß man eine außerordentliche Steigerung der
Leistung des @Gaserzeugers erzielt, wenn man dieDampfgeschwindigkeit wesentlich
erhöht, so daß sie sich der Windgeschwindigkeit mehr als bisher nähert. Um den Gaserzeuger
dabei nicht zu kalt werden zu lassen, wird gleichzeitig die Gesamtperiode gegen
die bisher übliche Arbeitsweise stark verkürzt und die Dampfzeit innerhalb der Gesamtperiode
der Windzeit so angepaßt, daß das Brennstoffbett des Gaserzeugers trotz der erhöhten
Dampfgeschwindigkeit auf der für die Wassergaserzeugung nötigen Temperaturhöhe gehalten
wird.
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Das neue Verfahren. umfaßt also zunächst eine ganz wesentliche Erhöhung
der Dampfgeschwindigkeit während der Dampfzeit und weiterhin eine Anpassung der
Gesamtperiodendauer und der Verteilung zwischen Wind- und Dampfzeit an die höhere
Dampfgeschwindigkeit.
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Während bisher Dampfgeschwindigkeiten in der Brennstoffschicht über
o,2 bis 0,3 4!s nicht Überschritten werden, sieht das neue Verfahren bei
einer Periode von höchstens. 2. Minuten Dauer eine Dampfgeschwindigkeit vor, die
mindestens die Hälfte der Windgeschwindigkeit beträgt und ihr in günstigen Fällen
nahezu gleichkommt. Dabei ist dieReaktionsfähigkeit des angewandtenKokses zu berücksichtigen.Die
höchsteDampfgeschwindigkeit kommt für sehr reaktionsfähigen. Koks., z. B. Steinkohlenschwelkoks,
zur Anwendung. Bei reaktionsträgem Koks, z. B. Hüttenkoks; kann die Dampfgeschwindigkeit
aus Gründen des guten. Umsatzes nicht ganz so hoch gewählt, aber immer noch eine
Geschwindigkeit angewandt werden, -die mindestens die Hälfte der Windgeschwindigkeit
beträgt, falls. die Abkürzung der Gesamtperiode und die Verteilung zwischen Wind-
und Dampfzeit richtig durchgeführt werden. Die Verteilung zwischen Wind- und Dampfzeit
ist jetzt so vorzunehmen, daß bei der hohen Dampfgeschwindigkeit nicht zuviel urzersetzter
Dampf den Gas erzeuger verläßt, d. h. also, die Dampfzeit- muß im Verhältnis abgekürzt
und die Windzeit im Verhältnis verlängert werden, und zwar soll die Dampfzeit nicht
größer sein als höchstens die doppelte Windzeit: Gleichzeitig wird die Zeit für
die Gesamtperiode auf höchstens 2 Minuten verkürzt, um zu vermeiden, daß während
der Dampfzeit bei den neu angewandten Strämungsgeschwnndigkeiten der Gaserzeuger
zu stark abgekühlt wird. Erfindungsgemäß erfolgt also bei diskontinuierlicher Wasistergaserzeugung
der Gaserzeugerbetrieb mit Wind-Dampf-Perioden von höchstens 2 Minuten Gesamtdauer,
wobei die Dampfgeschwindigkeit in der Brennstoffschicht mindestens die Hälfte der
Windgeschwindigkeit beträgt und die Dampfzeit nicht größer ist als höchstens die
doppelte Windzeit.
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Beispielsweise wird. bei der Wassergaserzeugung aus grobstückigem
Hüttenkoks nach dem vorliegenden Verfahren der Gaserzeuger so betrieben, daß die
Gesamtpericdendauer auf 1,5 Minuten beschränkt bleibt, wobei während 35 Sekunden
Wind gegeben und während 5.5 Sekunden mit Dampf gegast wird. Dabei werden
die höchsten Wind- und Dampfgeschwindigkeiten angewandt, die für den vorliegenden,
Brennstoff noch zulässig sind, z. B. 1,6 m/ls Windgeschwindigkeit und, wegen der
Reaktionsträgheit des Hüttenkokses, 0,85 mi's Dampfgeschwindigkeit.
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Nach dem bisher üblichen Verfahren wird der gleiche Koks so, vergast,
daß bei einer Gesamt-Periodenzeit von q. Minuten, während i Minute Wind mit 1,6
m@se geblasen und während 3 Minuten Dampf mit durchschnittlicher Geschwindigkeit
von 0,23 m/s gegeben wird. Nach der alten Arbeitsweise werden in dem Gaserzeuger
15 Perioden in der Stunde, nach der neuen .4o Perioden in der Stunde durchgeführt.
Nach jener erzeugt der Gaserzeuger (etwa 3 m 0) 6ooo mg Wassergas je Stunde, nach
dieser etwa die doppelte Gasmenge oder wenig mehr.
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Bei sehr reaktionsfähigen Brennstoffen, z. B. SteinkohlenschweJkoksy
wird unter Beibehaltung der erhöhten Dampfgeschwindigkeit die Periode zweckmäßig
noch weiter verkürzt. Die hohe Reaktionsfähigkeit solcher Brennstoffe gibt eine
besonders gute Dampfzersetzung im Anfang der Dampfzeit und damit eine besonders
schnelle Abkühlung des Brennstoffbettes, während andererseits die hohe Reaktionsfähigkeit
beim Heißblasen mehr Kohlenoxyd ergibt als. beispielsweise bei Hüttenkoks. Zweckmäßig
verteilt man die Wind-und Dampfzeit in der Weise, daß während 25 Sekunden Wind gegeben
und während 25 Sekunden Dampf eingeblasen wird, wobei die Windgeschwindigkeit beispielsweise
i,5o mis beträgt und die Dampfgeschwindigkeit bis zu i mis gesteigert werden kann.
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Durch eine ähnliche Erhöhung der Dampf-, geschwindigkeit und eine
Anpassung der Dampfan die Windzeit unter Verkürzung der Gesamtperiodendauer können
auch Hartgrude oder Stü.'ckgrude aus Braunkohle trotz ihrer hohen Reaktionsfähigkeit
mit Erfolg im Wechselverfahren zu Wassergas vergast werden.
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Die Erfolge des Verfahrenes nach der Erfindung sind wohl im wesentlichen
dadurch bedingt, daß in der kurzen Dampfzeit trotz der höheren: Dampfgeschwindigkeit
der Dampfzersetzungsgrad nicht schlechter, sondern eher besser geworden ist und
da.ß
die Brennstoffschicht nicht mehr so weit abgekühlt wird. Andererseits wird in der
kurzen Windzeit fast ebeulso schnell heißgeblasen wie in der längeren Windzeit,
weil gegen Schluß der längeren Windzeit die Temperatur im Brennstoffbett wesentlich
langsamer steigt als zu Beginn. Durch diese doppelte Ersparnis an Zeit durch schnelleres
Heißblasen des Gaserzeugers und schnelleres _@bki'thlen der Brennstoffschicht mit
großen Dampfmengen wird der Zeitgewinn so groß, daß die Leistungserhöhung durch
die Zahl der infolge des Zeitgewinns neu dazugekommenen Perioden mehr zunimmt, als
die Leistung der Einzelperiode im Verhältnis abnimmt, Voraussetzung für diese neue
B-etriebsweise ist selbstverständlich eine außerordentlich genau und schnell arbeitende
Steuerung, die die Zeit für das Öffnen und Schließen der Wind-, Dampf- und Gasschieber
auf ein lUindestmaß beschränkt.
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Die Vorteile der neuen Betriebsweise bestehen also in einer ganz außerordentlichen
Erhöhung der Gaserzeugerleistung, ohne däß der Wirkungsgrad der Vergasung abnimmt
oder die Menge an unzersetzt:em Dampf zunimmt.