DE879139C - Verfahren zur fortlaufenden Herstellung von Brenngasen, insbesondere Wassergas, durch Vergasen kohlenstoffarmer Brennstoffe - Google Patents

Description

• Verfahren zur fortlaufenden Herstellung von Brenngasen, insbesondere Wassergas, durch Vergasen kohlenstoffarmer Brennstoffe Es ist bekannt, Brennstoffe beliebiger Art unter Zuführung von Sauerstoff und Wasserdampf oder Kohlensäure zu vergasen, wobei je nach der Menge des Sauerstoffs und des Wasserdampfs bzw. der Kohlensäure ein wasserstoffarmes bvs wasserstoffreiches Brenngas entsteht. Hierbei kann so gearbeitet «-erden, daß durch Verminderung der Dampf- oder Kohlensäuremenge die Asche zusammenschmilzt und als flüssige Schlacke abläuft, oder durch Vermehrung der Dampf- oder Kohlensäuremenge die Temperatur so weit sinkt, daß sich die Asche im wesentlichen ungeschmolzen abziehen läßt. In der Asche bleiben meist etwa io bis 15 °/o Kohlenstoff zurück. Da die zu vergasenden Brennstoffe im allgemeinen aschearm sind, d. h. weniger als io °/o Asche enthalten, fällt diese in feiner Form oder flüssig an und muß fortlaufend oder in kurzen Zeitabständen möglichst rasch abgeführt «-erden, damit durch ihre Ansammlung keine Verstopfung des Gasweges eintritt. Bei der üblichen Arbeitsweise gelangen daher die zugeführten Vergasungsmittel unmittelbar oder kurz über dem Rost in die heiße Vergasungsschicht. Sehr aschereiche Brennstoffe lassen sich in dieser Weise nicht vergasen, wenn man nicht-einen untragbar hohen Sauerstoffgehalt der Vergasungsmittel in Kauf nimmt.
• Es wurde nun gefunden, daß sich kohlenstoffarme Brennstoffe mit einem Kohlenstoffgehalt unter 40%, zweckmäßig von etwa 5 bis 20°/0, mit Sauerstoff und Wasserdampf oder Kohlensäure oder Gestischen derselben bei verhältnismäßig geringem Sauerstoffverbrauch weitgehend unter Bildung von Brenngasen, insbesondere Wassergas, vergasen lassen, wenn man unter Verwendung hoher Schachtöfen die Vergasungsrückstände (Asche) sich in dem Maße ansammeln läßt, daß ihre Schichthöhe mindestens -etwa r m beträgt, und diese Schicht zur Vorwärmung der durch sie hindurchströmenden Vergasungsmittel benutzt. Die ausgebrannten Rückstände werden also erst dann entfernt, wenn sie ihre Wärme an die zugeführten Vergasungsmittel abgegeben haben.
• Für die Vergasung nach dem vorliegenden Verfahren können z. B. aschereiche Kohle, Rückstände von Kohlewäschen (Waschberge), Feuerungen oder Gaserzeugern, ferner Ölschiefer, Müll, Rückstände der Schwelung oder Verkokung benutzt werden, die mehr als 6o °/o aschebildende Bestandteile enthalten; weiter kann man durch Mischen von Brennstoffen beliebiger Art mit nicht brennbaren Stoffen, wie Asche, Schlacke, Erzen, wie z. B. Eisenerzen oder Manganerzen, ferner Kalk, Ton, Dolomit, Quarz od. dgl., zur Vergasung nach dem vorliegenden Verfahren geeignete Gemische mit dem gewünschten Kohlenstoffgehalt herstellen. Sofern die kohlenstoffhaltigen Stoffe noch teerbildende Bestandteile enthalten, werden diese durch die Vergasungsmittel ausgetrieben und können gewonnen werden.
• Die Vergasung wird in aufrecht stehenden, z. B. mehr als 5 m hohen Behältern, z. B. Rohren, ausgeführt, wobei diese mit den kohlenstoffhaltigen Stoffen gefüllt und die sauerstoffhaltigen Vergasungsmittel von unten oder von oben eingeleitet werden. Sauerstoff ist dabei stets in solchen Mengen zuzusetzen, daß die Vergasung fortlaufend ohne weitere Wärmezufuhr stattfindet. Die Brennstofffüllung wird an der Einleitungsstelle der Vergasungsmittel, z. B. durch Zünden von Kohle, Koks oder Gas, auf Vergasungstemperatur gebracht, und die Vergasung schreitet nun unter Bildung einer hohen Ascheschicht in Strömungsrichtung der Vergasungsmittel langsam durch die Brennstoffschicht vorwärts. Hierbei wird die überschüssige Wärme, die bei dem mit Sauerstoff durchgeführten Vergasungsvorgang entsteht, auf die sich bildenden Vergasungsrückstände übertragen, die nun ihrerseits ihre fühlbare Wärme wieder an die zugeführten gas- und dampfförmigen Vergasungsmittel abgeben, so daß die überschüssige Reaktionswärme weitgehend für den Vergasungsprozeß nutzbar gemacht wird. Damit eine leichte gasdurchlässige Ascheschicht entsteht, wird der Ausgangsstoff vor seiner Verwendung durch Absieben von zu feinen Stoffen befreit, und zu große Stücke werden entsprechend zerkleinert. Der Schachtofen kann in der Weise betrieben werden, daß, die Vergasungszone, je nachdem die Vergasungsmittel von unten nach oben oder umgekehrt geführt werden,-in der Brennstoffschicht durch den ganzen Ofenschacht hindurch von unten nach oben oder umgekehrt wandert. Zweckmäßig werden die Vergasungsmittel von oben eingeführt, weil dann der ausgebrannte Rückstand lockerer zu liegen kommt als bei der üblichen Einführung der Gase von unten, bei der die ganze Last der Beschickung auf dem ausgebrannten Rückstand ruht und dadurch denselben zerdrückt und den Gasdurchgang stört. Bei Einführung der Vergasungsmittel von unten wird, nachdem die Schichthöhe der Vergasungsrückstände genügend hoch ist, um als wirksamer Wärmeaustauscher wirken zu können, was erst möglich ist, wenn die Schicht mindestens r m hoch ist, zweckmäßig ein Teil der durch Abgabe der fühlbaren Wärme abgekühlten Asche fortlaufend oder zeitweise entfernt. Bei nicht fortlaufendem Ascheaustrag können besonders hohe Gaserzeuger verwendet werden, z. B. solche bis zu 15 m Höhe und mehr, bei einem Durchmesser von z. B. r bis 5 m. Die Vergasung kann auch in fahrbaren bzw. auf Fahrzeugen befindlichen Behältern, die in Tunnelöfen gebracht werden, vorgenommen werden, wobei die Vergasungsmittel jedem einzelnen fahrbaren Behälter bzw. jedem einzelnen Fahrzeug zugeführt und die erzeugten Gase aus den verschiedenen Behältern in den Tunnelofen gehen, aus dem sie gemeinsam abgeleitet werden.
• Je nach dem Verhalten des ausgebrannten Rückstandes in der Wärme gegen Zerkleinerung oder Zusammenschmelzen können Zuschläge, wie Asche, Schlacke, Eisenerz, Manganerz, Kalk, Dolomit, Ton, Quarz od. dgl., zugesetzt werden.
• Das Verfahren bietet die Möglichkeit, sehr kohlenstoffarme Stoffe unter Gewinnung von Wassergas oder kohlenoxydreichen Gasen zu vergasen, wobei trotz des geringen Kohlenstoffgehaltes ein weitgehender Ausbrand der verwendeten Brennstoffe erzielt wird. Beispiel r Asche aus der Vergasung von Schwelkoks in einem Wassergaserzeuger mit 14% Kohlenstoff wird in einer Körnung von 5 his 2o mm in einen aufrecht stehenden rohrförmigen Behälter von 30o mm 0 12 m hoch eingefüllt. Auf die Ascheschichtwird eine kleine Menge Schwelkoks gegeben, der unter Durchsaugen von Luft zur Entzündung gebracht wird. Hierauf wird von oben stündlich ein Gemisch von 12, ms Sauerstoff und 36 m3 Wasserdampf eingeblasen. Die Vergasungszone wandert langsam nach unten, und zwar je Stunde um etwa 5o cm. Es werden je Stunde etwa 5o m3 eines Wassergases gewonnen, das folgende Zusammensetzung hat: 551/o H2, 37°/o C02, 6% CO, r °/o CH4, r % N2. Nach 22 Stunden Betriebsdauer ist die Brennstoffschicht vollkommen ausgebrannt. Im Rückstand befinden sich noch 0,5 °/o Kohlenstoff. Beispiel e In einem Rohr von ä m Höhe, das unten mit einem Ausdrehteller versehen ist, wird gebrochener Ölschiefer von 5 bis 30 mm Größe eingefüllt. Der Ölschiefer ergibt beider Analyse nach F i s c h e r I2 % Öl und enthält nach dem Austreiben des Öls noch 15 % Kohlenstoff. Unter Durchleiten von Luft wird der Ölschiefer unten über dem Drehteller zur Entzündung gebracht, und hierauf wird stündlich ein Gemisch von ioo 1n3 Sauerstoff und .40o m3 Dampf eingeleitet. Die Vergasungszone wandert langsam nach der Mitte des Rohres, worauf der Ausdrehteller in Tätigkeit gesetzt und nunmehr fortlaufend so viel Asche ausgedreht wird, daß sich die Vergasungszone etwa in der Mitte hält. Entsprechend der ausgedrehten Asche wird fortlaufend Ölschiefer zugesetzt, und zwar je Stunde etwa '/2 m3. Die Temperatur der ausgedrehten Asche beträgt etwa 1000, und der Ölschiefer wird vorerhitzt. Der gebildete Teer wird mit den Gasen abgeführt und durch Kondensation abgeschieden. Je Stunde entstehen etwa 6o kg Teer und 420 m3 Gas, das folgende Zusammensetzung hat: 58/o H2, 33 °/o C0.3, 5 % CO. 3 % CH4, 1 % 'N72.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHIa: i. Verfahren zur fortlaufenden Herstellung von Brenngasen, insbesondere von Wassergas, durch Vergasen kohlenstoffarmer Brennstoffe mit einem Kohlenstoffgehalt unter ..o °/o, zweckmäßig von 5 bis 20010, mittels Sauerstoff und Wasserdampf oder Kohlensäure oder Gemischen dieser, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Verwendung hoher Schachtöfen die Vergasungsrückstände sich in dem Maße ansammeln läßt, daß ihre Schichthöhe mindestens etwa i m beträgt, und die Schicht zur Vorwärmung der durch sie hindurchströmenden Vergasungsmittel benutzt. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaserzeuger in der Weise betrieben wird, daß die Vergasungszone, je nachdem di-e Vergasungsmittel von unten oder von oben eingeführt werden, in der Brennstoffschicht durch den ganzen Ofenschacht hindurch nach oben oder nach unten wandert.