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Verfahren zur praktisch restlosen Vergasung fester Brennstoffe Bei
der Erzeugung von Brenngasen, insbesondere Wassergas, fällt eine Schlacke an, die
noch gewisse Mengen Kohlenstoff enthält, und die nach einem bekannten Vorschlag
als Brennstoff für -,#£bstichgaserze:ug,er oder Feuerungen dienen kann. Bei neuzeitlichen
Wassergasanlagen ist aber :der Kohlenstoffgehalt der Schlacke so gering, da.ß sich
oft die Förderung zu einem Abstichgas:erzeuger oder zu einer Feuerungsanlage nicht
lohnt. In solchen Fällen mu-ßte je nach Größe der Anlage oftmals eine beträchtliche
Menge Kohlenstoff verloren gegeben werden, für die eine wirtschaftliche Verwendungsmöglichkeit
bisher nicht vorhanden war.
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Um eine restlose Ausnutzung des im Brennstoff enthaltenen Kohlenstoffs
zu erzielen, hat man bereits seit langem vorgeschlagen, die Vergasung in Abstichgaserzeugern
vorzunehmen, wobei eine praktisch kohlenstofffreie Schlacke entsteht. Solche Gaserzeuger
können ohne Schwierigkeiten mit Sauerstoff fortlaufend betrieben werden, jedoch
steht der hohe Sauerstoffpreis einer solchen Arbeitsweise hindernd im Wege. Man
hat aber auch schon Abstichgaserzeuger im Wechselbetrieb durch Heiß-und
Kaltblasen
betrieben, ohne daß hierbei brauchbare Ergebnisse erzielt wurden. Vor allem ist
e:. dabei nicht zu vermeiden, daß die Heißblasegase einen hohen Kohlenoxydgehalt
aufweisen, weil beim Heißblasen die gesamte Windmenge durch die sehr heiße Schlackenschmelzzone
geleitet wird.
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Bei anderen bekannten Vergasungsverfahren in Abstichgaserzeugern wird
der Heißblasewind in zwei verschieden hoch liegenden Ebenen zugeführt. Die in der
unteren Ebene zugeführte kleinere Windmenge dient zur Erzielung der hohen Temperatur
für die Schlackenschmelzzone, während die weiter oben zugegebene größere Windmenge
das eigentliche Heißblasen bewirkt. In diesem Fall geht aber der gesamte Kohlenstoffgehalt
des in die Schlackenschmelzzone absinkenden Brennstoffs für die Gaserzeugung .verloren,
weil das an dieser Stelle mit dem Wind erzeugte Gas zusammen mit den Blasemengen
über Dach geht.
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Die vorliegende Erfindung geht nun von der bekannten Maßnahme der
Zuführung der Vergasungsmittel in zwei verschiedenen Höhenlagen des Gaserzeugerschachtes
aus und besteht darin, daß in den unteren Teil des Schachtes Sauerstoff, gegebenenfalls
zusammen mit Dampf und bzw. oder. anderen Vergasungsmitteln eingeführt wird, und
zwar während der Zeit, in der im Schachtoberteil die eigentliche Gaserzeugung mit
Dampf oder bzw. und Kohlensäure oder anderen Vergasungsmitteln vorgenommen wird.
Wenn man so verfährt, findet sich der gesamte in der Schlackenschmelzzone vergaste
Kohlenstoff im Nutzgas wieder, und zwar fast ausschließlich in Form von Kohlenoxyd.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach dieser Erfindung besteht
darin, daß man in die Lage versetzt ist, das Verhältnis von Kohlenoxyd zu Wasserstoff
im Endgas durch Änderung des Verhältnisses der Mengen Brennstoff, die im oberen
und im unteren Teil des Schachtes vergast werden, in gewissen Grenzen zu beeinflussen.
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Ein besonders niedriger Sauerstoffverbrauch wird dann erreicht, wenn
man die Vergasungsmittel für die untere Einführungsebene vorwärmt. Als Faustregel
kann hierfür gelten, daß je ioo° Vorwärmung eine Sauerstoffersparnis von etwa iio
°/o bewirken. Die Vorwärmung kann in einfacher '%#@Teise durch Überleiten über wärmespeichernde
Massen geschehen, die durch Verbrennung der Heißblasegase aufgeheizt worden sind.
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In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, in den Schachtunterteil
nicht während der gesamten Zeit, in der im Oberteil Brenngas, insbesondere Wassergas,
erzeugt wird, Sauerstoff einzuführen. Man kann sich dann darauf beschränken, nur
während eines Teiles der genannten Zeit oder nicht in jeder Gasungsperiode, z. B.
nur jede zweite oder dritte Periode, in den unteren Schachtteil Sauerstoff einzuleiten.
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Das neue Verfahren ist unabhängig von der Bauart des iGaserzeugers.
Nur muß dieser so eingerichtet sein, daß die Vergasungsmittel in zwei verschieden
hoch liegenden Ebenen. des Schachtes zugeführt werden können. Ebenso ist es bei
der Durchführung des Verfahrens gleichgültig, ob im Oberteil des Schachtes nur von
unten nach oben oder nur von oben nach unten oder abwechselnd in beiden Richtungen
vergast wird. Die Vergasungsmittel werden zweckmäßig in bekannter Weise durch mehrere
am Gaserzeugerumfang angeordnete Düsen mit einer solchen Geschwindigkeit eingeführt,
daß sie mit Sicherheit schon in der Düsenebene bis in die Mitte des Gaserzeugers
gelangen. Falls im Schachtoberteil mit abwärts gerichtetem Zug vergast wird, können
die erzeugten Gase in ebenfalls bekannter Weise entweder durch mehrere am Gaserzeugerumfang
zwischen den Düsen angeordnete Öffnungen oder durch eine ringförmige Öffnung, durch
die gegebenenfalls auch beim aufwärts gerichteten Zug sowie beim Heißblasen der
Dampf hzw. der Wind zugeführt werden kann, abgezogen werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung zeigt erstmalig einen Weg zur restlosen
Vergasung fester Brennstoffe unter Verwendung von nur sehr geringen )Mengen von
Sauerstoff und unter weitestgehender Ausnutzung des im Brennstoff enthaltenen Kohlenstoffs
für die Erzeugung von Nutzgas.
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An Hand der Zeichnung sei das Verfahren näher erläutert: Im Oberteil
(8 qm Querschnitt) des dargestellten Gaserzeugers wird in üblicher Weise durch Heiß-
und Kaltblasen Wassergas erzeugt. Der Durchsatz beträgt etwa q. t/h Koks, dem zur
Erzielung einer gut flüssigen Schlacke 30Ieg Kalkstein beigemischt -,werden. Der
Heißblasewind tritt durch die Ringleitung A und die Düsen D in den Gaserzeuger ein.
Die Blasegase verlassen den Schacht durch den Stutzen B. Nachdem das Brennstoffbett
genügend hohe Temperatur angenommen hat, wird durch die Ringleitung A und
die Düsen: D
Dampf eingeleitet, der sich im Schacht mit dem glühenden Brennstoff
zu Wassergas umsetzt. Im weiteren Verlauf der Gaserzeugung wird Dampf durch eine
oder mehrere am oberen Ende des Schachtes angeordnete Leitungen C eingeführt, und
die dabei erzeugten Gase weTden durch die bffnungen E abgezogen. Nach einem kurzen
Spülen mit Dampf durch die Ringleitung A und die Düsen D beginnt nun wieder - das
Heißblasen mittels Wind. Im Unterteil des Schachtes (2 qm Querschnitt), in den etwa
o,5 bis o,6 t/h eines nunmehr mit Asche angereicherten Brennstoffs absinken, gehen
folgende Vorgänge vor sich: Während das Brennstoffbett im Oberteil des Gaserzeugers
heißgeblasen wird, sind .die von der Ringleitung F zu den Düsen Dl führenden Leitungen
durch Schieber abgesperrt. Während der übrigen Zeit wird durch die Düsen Dl ein
Gemisch von 2,2o m3/h Sauerstoff und ii,6o-kglh Dampf eingeblasen. Die hierbei erzeugten
Gase werden gemeinsam mit dem im Oberteil gewonnenen Gas aus dem Gaserzeuger abgezogen.
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,Die Schlacke ist praktisch kohlenstofffrei und wird durch das Abstiehloch
Gin flüssigem Zustand abgezogen. Die Erzeugung beträgt 775,0 m3/.h eines
Gases
von folgender Zusammensetzung: CH25,50/0, C0 43,1%, H2 46,8%, C H4 0,30/0, N2 4,30/0.