DE882589C

DE882589C - Externally ventilated gas cooler consisting of tubular elements or similar hollow bodies for gas generator vehicles

Info

Publication number: DE882589C
Application number: DES5482D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Chem Dr Kolbe
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1944-02-08
Filing date: 1944-02-08
Publication date: 1953-07-09

Description

Von außen belüfteter, aus Rohrelementen oder ähnlichen Hohlkörpern bestehender Gaskühler für Generatorgaskraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des im Patent 876 133 beschriebenen Gaskühlers für Generatorgaskraftfahrzeuge, beidem die vom Gas durchströmten, von außen belüfteten Rohrelemente oder ähnlichen Hohlkörper durch Einbau von Hochspannungselektroden zu gekühlten, mit den Hochspannungselektroden elektrische Gasreini:gungsfelder bildenden Niederschlagselektroden ausgestaltet sind.Externally ventilated, made of tubular elements or similar hollow bodies Existing gas cooler for gas generator vehicles The invention relates to a Further development of the gas cooler for gas generator vehicles described in patent 876 133, both the pipe elements ventilated from the outside through which the gas flows, or the like Hollow body to be cooled by installing high-voltage electrodes, with the high-voltage electrodes electric gas cleaning: collecting electrodes forming fields are.

Dem Patent 876 133 liegt folgende Überlegung zugrunde: Bei einem auf dem Fahrzeug als besonderer Apparat im Zuge des Gasweges hinter dem Gaskühler und, derGro reinigungeingebauten derFeinreinngung -dienenden Elektrofilter bil,den sich an den Elektroden mehr oder weniger festhaftende Verkrustungen aus Staub oder staubhaltigem Teer, die nach einer gewissen Anzahl von Fahrkilometern zu Säuberungsmaßnahmen und .damit zu Betriebsstillständen zwingen. Insbesondere das bei teerhaltigen Brennstoffen abgeschiedene staubhaltige Teerpech, das seine Entstehung der Teerverkrackung in der Feuerzone des Generators verdankt, isst für den Elektrofilterbetrieb im hohem Maße lästig. Um nun bei der Vergasung von teerfreien Brennstoffen die Niederschlagselektroden selbsttätig von Ansätzen sauber halten zu können, muß eine so große Wassermenge aus dem Gas, mit abgeschieden werden, daß der Staub mit dem Wasser von den Elektroden abfließt. Die Möglichkeit hierzu ist gegeben, wenn zu diesem Spülzweck(da.s bei derGuskühlung anfallende Kondensat benutzt wird. Der bei der Vergasung von teerhaltigen Brennstoffen ü!benviegend abgeschiedene Teer benötigt zur leichten Entfernung von -den Elektroden eine sein Flüssigbleifben gewährleistende Abscheidetemperatur,wie dies z. B. bei der Braunkohlevergasung ,der Fall ist. Zum mindesten muß der Teer, und dies bezieht sich besonders auf die pechartigen Steinkohlenteere, in einen Zustand gebracht werden, der das Abfließen von .den Elektroden ermöglicht. Für alle diese Betriebsbedingungen bietet der Gasfühler -des Generatorgasfahrzeuges die besten Voraussetzungen. Die )bei der Gaskühlung auftretenden Wassernebel benutzen erfahrungsgemäß die feinsten im Gas schwebenden Staub- und Teerteilchen als Kondensationskerne. Bei der Abscheidung an den Elektroden tritt eine Emulgierung ein., die ein Festhaften verhindert. Rechnet man beidem zu reinigenden Generatorgas mit einem Wessertaupunkt von nur 5o° C im Mittel, so entstehen bei Kühlung auf etwa 20- bis 30'C mindestens 75 g/Nm3 Wassernebel, die nach Maßgabe ihrer Kondensation als Staub- oder Teeremulsion und nach Odem Ende (des Reinigungsweges zu als Wasser zur A.bscheidung (kommen.The patent 876 133 is based on the following consideration: In the case of an electrostatic precipitator that is used as a special device on the vehicle in the course of the gas path behind the gas cooler and the large-scale cleaning built-in fine cleaning, the more or less adhering encrustations of dust or tar, which, after a certain number of kilometers, force cleaning measures to be carried out and, consequently, to shutdowns. In particular, the dusty tar pitch deposited with fuels containing tar, which owes its origin to the cracking of tar in the fire zone of the generator, is a major nuisance for the operation of the electrostatic precipitator. In order to be able to automatically keep the collecting electrodes clean of deposits during the gasification of tar-free fuels, such a large amount of water must also be separated from the gas that the dust flows off the electrodes with the water. The possibility of this is given if for this rinsing purpose (the condensate accumulating during the casting cooling is used At least the tar, and this applies particularly to the pitch-like coal tar, must be brought into a state that allows the electrodes to flow off. For all these operating conditions the gas sensor offers - Experience has shown that the water mist that occurs during gas cooling uses the finest dust and tar particles suspended in the gas as condensation nuclei. When it is deposited on the electrodes, emulsification occurs, which prevents it from sticking. If one adds both to be purified with a gas generator Wessertaupunkt of only 5o ° C in the middle, so formed during cooling to about 20 to 30'C at least 75 g / Nm3 water mist, which in accordance with their condensation as a dust or Teeremulsion and after the end of breath (of the cleaning route to as water for separation (come.

Die Nutzbarmachung des auf jedem Generatorgasfahrzeug ohnehin vorhandenen Gaskühlers als Elektrofilter hat außer (den geschilderten Vorzügen noch den baulichen Vorteil, daß für die Feinreinigung nicht mehr ein besonderer Apparat in Gestalt eines Elektrofilters untergebracht zu werden braucht. Bei den beschränkten Platzverhältnissen aurf Fahrzeugen dieser Art spielt diese Raumersparnis eine wesentliche Rolle.The utilization of what is already available on every gas generator vehicle Gas cooler as an electrostatic precipitator has besides the advantages described, the structural The advantage is that there is no longer a special device for fine cleaning an electrostatic precipitator needs to be accommodated. With the limited space available In vehicles of this type, this saving in space plays an important role.

Aus vorstehendem ergibt sich, @daß bei Generatorgaskraftfahrzewgen .die Nutzbarmachwng .des Gaskühlers zum Elektrofilter im Umfang des Patentes 876 133 auf Erkenntnissen beruht, die einen störungsfreien Betrieb der letzten Endes -den Ausschlag gebenden Feinreinigung sicherstellen. Die vorliegende Erfindung geht nun einen Schritt weiter, indem sie den Gaskühler zu einem Elektrofilter mit doppeltem Gasdurchgang weiterentwickelt. -Die Untersuchung der Betriebsverhältnisse hat ergeben, daß eine Emulgierung der Teerbestanid teile im Elektrofilter nur -bei Temperaturen auftritt, die höher s(ind als 5o bis 6o° C. Während bei einem Kühlerfilter mit einmaligem Gasdurchgang @diese Temperatur sehr häufig wegen der mit Rücksicht auf die Reinigungswirkung niedrig gewählten Gasgeschwindigkeit unterschritten wurde, so diaß noch Teeransätze auftraten, stellte es sich. andererseits heraus, daß hei Abschei@detemperaturen von über 6;o(° C die abzuscheidenden Teerbestandteile noch .einen gewissen Dampfdruck besitzen. Infolgedessen bleibt ein wenn auch nur geringer Teil von ihnen dampfförmig und für das Elektrofilter nicht abschei-dhar im Gas, um hei weiterer Abkühlung des Gases wieder als Teernebel in Erscheinung zu treten. Dem trägt ein Kühlerfilter mit doppeltem Gasdurchgang -bei entsprechend erhöhter Gasgeschwindigkeit Rechnung. Es stellt somit eine zweistufige Reinigung dar. In den mit dem eintretenden Gas beschickten Rohren, z. B. mit Gasrichtung von oben nach unten, wird bei höheren Temperaturen eine Abscheidung der hochsiedenden Teerhestandteile bzw. mit Sicherheit eine Emulgierung der Teerpech- und Wassernebel und ihre Abscheidung erreicht, während in den Gasrohren mit umgekehrter Gasströmung die endlgültige Gaskühlung auf 2o bis 3,0° C und gleichzeitig die Feinre;i.nigung des Gases von ;den hierbei noch kondensierten Teer- bzw. Ölnebeln erzielt wird. Entsprechend der Fraktionierung nach den Dampfdrücken fällt hierbei nur noch ein flüssiges 01 an, .das: keine Schwierigkeiten in (den Rohren mehr hervorrufen. kann.From the above it follows that in generator gas vehicles, the utilization of the gas cooler for the electrostatic precipitator in the scope of patent 876 133 is based on findings that ensure trouble-free operation of the final cleaning which is decisive. The present invention now goes a step further by developing the gas cooler further into an electrostatic precipitator with a double gas passage. -The investigation of the operating conditions has shown that an emulsification of the Teerbestanid parts in the electrostatic precipitator occurs only at temperatures that are higher than 5o to 6o ° C. While a cooler filter with a single gas passage @ this temperature very often because of the consideration On the other hand, it turned out that at deposition temperatures of over 6; o (° C the tar constituents to be deposited still have a certain vapor pressure. As a result, a certain vapor pressure remains only a small part of them in vapor form and not separable for the electrostatic precipitator in the gas, in order to reappear as tar mist when the gas is further cooled Cleaning. In the pipes charged with the incoming gas n, z. B. with gas direction from top to bottom, a separation of the high-boiling tar constituents or with certainty an emulsification of the tar pitch and water mist and their separation is achieved at higher temperatures, while in the gas pipes with reversed gas flow the final gas cooling to 2o to 3.0 ° C and, at the same time, the fine cleaning of the gas from the tar or oil mist which is still condensed. According to the fractionation of the vapor pressures falls here only a liquid at 01, .the: No difficulties (more cause the pipes can..

In der Zeichnung ist an einem Beispiel veranschaulicht, wie .die Erfindung ausgeführt sein kann. Abb. i ist eine Seitenansicht im Längsschnitt, Abb. 2 ein Grundriß und Abb. 3 eine Oueransicht im Schnitt.The drawing shows an example of how .the invention can be executed. Fig. I is a side view in longitudinal section, Fig. 2 a Ground plan and Fig. 3 is a cross-sectional view.

Bei dem dargestellten Beispiel sind zwei Reihen von im Onerschnitt ovalen Rohren i vorgesehen, die an beiden Enden in die Kammern 2 unid 3 münden. Die Kammer 2 ist durch eine senkrechte Längswand .4 in zwei Hälften unterteilt. Die eine Hälfte ist mit dem Gaseinlaß 5 und die andere mit dem Gasauslaß 6 versehen.In the example shown, two rows of are in single section oval tubes i are provided which open into the chambers 2 and 3 at both ends. The chamber 2 is divided into two halves by a vertical longitudinal wall .4. One half is provided with the gas inlet 5 and the other with the gas outlet 6.

In der Längsachse der Rohre i verlaufen Sprühelektroden z. B. in Gestalt von an den Kanten zugesehärften Flacheisen. 7, (die an Isolatoren 8 befestigt sind. Die Isolatoren sind in den beiden Teilen der Kammern.-2 untergebracht.In the longitudinal axis of the tubes i run spray electrodes z. B. in shape of flat iron sharpened at the edges. 7, (which are attached to insulators 8. The isolators are housed in the two parts of the chambers-2.

Zweckmäßig befinden sich in :der .dem Gaseintritt ,dienenden Hälfte der Kammer :2 durchbrochene Flächen 9, die in Verbindung mit einer bei. io einen Schlitz offen lassenden senkrechten Wand i i für eine gleichmäßige Gasverteilung auf die erste von oben nach unten durchströmte Rohrreihe i sorgen. Eine ähnliche senkrechte Wand 12 mit Schlitz 13 dient in der zweiten Hälfte der Kammer 2 der Verteilung (des in den Abzug 6 aus der zweiten Rohrreihe abströmenden Reingases.Appropriately located in: the .the gas inlet, serving half of the chamber: 2 perforated surfaces 9, which in connection with a. io vertical wall ii leaving a slot open to ensure uniform gas distribution over the first row of tubes i through which the flow passes from top to bottom. A similar vertical wall 12 with slot 1 3 is used in the second half of the chamber 2 of the distribution (of the effluent in the hood 6 of the second row of tubes clean gas.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, strömt das zu reinigende Gas in, der ersten Rohrreihe nach abwärts und wird auf diesem Wege in der oben angegebenen Weise von den anfallenden Teernebeln befreit, die in Form einer von den Innenwänden der Rohre i leicht ablaufenden Emulsion anfallen. In der zweiten Rohrreihe strömt (das Gas von unten nach oben und erfährt hier die restliche Reinigung, wobei ebenfalls ein von :den Innenwänden der Rohre abfließender Niederschlag entsteht.As can be seen from the drawing, the gas to be cleaned flows into, the first row of tubes downwards and is in this way indicated in the above Way freed from the tar mist that accumulates in the form of a from the inner walls the tubes i easily draining emulsion accumulate. Flows in the second row of pipes (the gas from bottom to top and undergoes the rest of the cleaning here, likewise a precipitate is created that flows off the inner walls of the pipes.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Bauweise beschränkt, kann vielmehr in den Einzelheiten noch beliebig abgeändert ausgeführt sein. Dd-es gilt insbesondere für die Ouersehnittsform der Gasrohre, die auch einen kreisrunden Querschnitt haben, oder gemäß Patent 882 588 als Kreisbogen gestaltet sein können. .Tuch die Ausführungsweise der Hochspannungselehtroden ist für .die Erfindung unwesentlich So können an Stelle von Flacheisen mit scharfen Kanten auch Drähte oder sonstwelche Gebilde mit sprühenden Organen- versehen sein. Wesentlich ist in jedem Fall eine solche Ausgestaltung des Gaskühlers, daß ein Elektrofilter mit doppeltem Gasdurchgang zustande kommt, um die einleitend geschilderten Wirkungen in hezua auf die A.hscheidungen aus dein Gas zu erzielen.The invention is of course not limited to that in the drawing The construction shown is limited, but the details can still be arbitrary be executed modified. Dd-it applies in particular to the Ouersehnittsform the Gas pipes, which also have a circular cross-section, or according to patent 882 588 can be designed as a circular arc. .Cloth how the high-voltage electrodes are made is For .the invention insignificant So can instead of flat iron with sharp Edges also wires or other structures can be provided with spraying organs. In any case, it is essential that the gas cooler is designed such that an electrostatic precipitator with double gas passage comes about to the effects described in the introduction in hezua to achieve the waste from your gas.

Claims

PATENT CLAIM: Ventilated from the outside, made of tubular elements or similar Hollow bodies of existing gas coolers for generator gas, lcraft vehicles according to patent 876 133, characterized in that the equipped with high-voltage electrodes (j) Pipe elements (r) arranged in at least two rows next to each other and .these rows are successively flowed through by your gas.