DE90415A

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Wie in den Patentschriften Nr. 26985 und namentlich Nr. 37887 gezeigt ist, entstehen bei den bisherigen Verfahren zur Erzeugung von Wassergas immer zwei Gase, nämlich das eigentliche Wassergas C O + H₂ und das sogenannte Generatorgas C O + N. Letzteres besitzt einen aufserordentlich geringen Brennwerth und kann nur zur Heizung von Dampfkesseln und sonstigen Nebenzwecken verwendet werden. Es wird jedoch in so grofser Menge erzeugt, dafs man es in den meisten Fällen nur theilweise nutzbar machen kann und zum grofsen Theil unbenutzt entweichen läfst. Der hierdurch entstehende Verlust ist aber nicht unbeträchtlich und fällt besonders ins Gewicht, wenn man destillirbare Kohlen und bituminöses Material verwendet, weil dann das Generatorgas auch mit den Destillationsproducten dieses Materials vermischt ist.As shown in patent specifications No. 26985 and specifically No. 37887, the previous methods for generating water gas always produce two gases, namely the actual water gas CO + H ₂ and the so-called generator gas CO + N. The latter has an extraordinarily low calorific value and can only be used for heating steam boilers and other secondary purposes. It is, however, produced in so great a quantity that in most cases it can only be made partially usable, and the great part is allowed to escape unused. The resulting loss is, however, not inconsiderable and is particularly significant if distillable coal and bituminous material are used, because then the generator gas is also mixed with the distillation products of this material.

Das neue Verfahren besteht nun darin, dafs das Generatorgas in dem Moment seines Entstehens in der Aufblasperiode unter Zuführung von frischer Luft in dem Generator selbst verbrannt wird. Man erhält also während des Auf blasens nur Abgase ohne jeden Brennwerth. Die durch diese Verbrennung während des Aufblasprocesses entstehende Wärme bewirkt nun eine trockene Destillation des in einer Verkokungskammer aufgespeicherten Brennmaterials und trägt dazu bei, die ganze Generatormasse rascher als wie bisher auf die für die Wassergasperiode nothwendige Temperatur zu bringen; aufserdem wird diese Wärme möglichst aufgespeichert und bewirkt somit, dafs das Brennmaterial fortwährend der trockenen Destillation unterworfen bleibt, wodurch das Wassergas mit schweren Kohlenwasserstoffen bereichert wird und hierdurch einen gröfseren Brennwerth und namentlich auch einen gröfseren Leuchtwerth erhält.The new method consists in that the generator gas is produced at the moment of its creation burned in the inflation period with the supply of fresh air in the generator itself will. So you only get exhaust gases without any calorific value during the inflation. The result of this burn during the The resulting heat inflation process now causes a dry distillation of the in one Coking chamber stored fuel and contributes to the whole generator mass to bring it up to the temperature necessary for the water-gas period more quickly than before; moreover, this heat becomes stored as possible and thus ensures that the fuel is continually dry It remains subject to distillation, causing the water gas to contain heavy hydrocarbons is enriched and thereby a greater calorific value and especially a greater one Leuchtwerth receives.

Durch die auf die angegebene Weise im Generator erzielte Verbrennung des Generatorgases und die hierdurch hervorgebrachte Steigerung der Hitze ist es aber möglich, • Steinkohlen, Torf und überhaupt das minderwerthigste Material zu verwenden, da die Hitze eine solche ist, dafs zunächst eine gründliche Verkokung dieser Materialien stattfindet, welche als rationell bezeichnet werden mufs, da die dabei entstehenden brennbaren Destillationsproducte während der Aufblasperiode nutzbar verbrennen und bei der Wassergasperiode das Wassergas bereichern.Through the combustion of the generator gas achieved in the generator in the specified manner and the increase in heat brought about by this, however, is possible: • Coal, peat, and generally the least valuable To use material, since the heat is such, first of all a thorough one Coking of these materials takes place, which must be described as rational, since the the resulting combustible distillation products can be used during the inflation period burn and enrich the water gas during the water gas period.

Das neue Verfahren ist also gekennzeichnet durch die ständige Erzeugung und Leitung der Destillationsproducte aus dem das bituminöse Brennmaterial enthaltenden Verkokungsraum nach einer Kammer zwischen dem Verkokungsraum und dem Generator und durch die abwechselnde Verbrennung dieser Gase gleichzeitig mit den bei dem Aufblasen entstehenden Gasen oder Zumischung zu dem erzeugten Wassergas.The new process is thus characterized by the constant generation and management of the Distillation products from the coking room containing the bituminous fuel after a chamber between the coking room and the generator and through the alternate Combustion of these gases at the same time as the gases produced during inflation or admixture with the gases produced Water gas.

Es folgt hieraus ohne Weiteres, dafs man die bisherigen Wassergas erzeugenden Apparate nicht zur Ausführung vorliegenden Verfahrens benutzen kann, denn diese entnahmen das entstehende Gas immer aus der Verkokungskammer, während bei den Apparaten nach vorliegender Erfindung die Verkokungskammer während des Arbeitsprocesses beständig geschlossen sein, mufs, so dafs die darin ent-It follows without further ado that the previous apparatuses producing water gas can be used can not use the present method to carry out, because they extracted the resulting gas always from the coking chamber, while with the apparatus after In the present invention, the coking chamber is constantly closed during the work process must be so that the

wickelten Gase zunächst nach unten streichen müssen, woselbst sie während der Aufblasperiode mit Luft gemischt werden und verbrennen, während der Wassergaserzeugung aber mit den ,Wassergasen sich vermischen müssen. Die zur Ausführung des neuen Verfahrens dienenden Oefen sind daher im Gegensatz zu den durch die erwähnten Patentschriften Nr. 26985 und 37887 beschriebenen Oefen dadurch gekennzeichnet, dafs die unten offene Vorwärmekammer — hier besser Verkokungsraum genannt — keine obere Gasableitung besitzt. Der Abzug des Wassergases befindet sich bei den neuen Apparaten an solcher Stelle, dafs weder Wassergas noch Generatorgase die Verkokungskammer zu passiren haben, d. h. er befindet sich aufserhalb der Verkokungskammer in oder nahe der Verbrennungskammer. wound gases first have to sweep downwards, even though they do so during the inflation period be mixed with air and burn, but must mix with the water gases during the water gas generation. The ovens used to carry out the new process are therefore in contrast to the ovens described by the aforementioned patent specifications No. 26985 and 37887 characterized in that the open at the bottom Preheating chamber - better called coking room here - no upper gas discharge owns. The vent of the water gas is in the new apparatus at such a point, that neither water gas nor generator gases have to pass through the coking chamber, d. H. it is located outside the coking chamber in or near the combustion chamber.

Man kann auch das Verfahren mittels Oefen ausführen, welche eine geneigte Verkokungskammer besitzen, wie sie z. B. durch das amerikanische Patent Nr. 410474 bekannt geworden sind. Diese Apparate bedürfen jedoch eines Umbaues gleichfalls in der Weise, dafs der Auslafs für die Verbrennungsproducte an eine solche Stelle gelegt wird, dafs die Verbrennung unter, nicht innerhalb der geneigt liegenden Verkokungskammer stattfindet, welche natürlich ihre Schüttung nicht auf einem Rost, sondern auf einer den Verkokungsraum von dem Verbrennungsraum trennenden Scheidewand trägt. Die für die in dem Verkokungsraum entstehenden Gase nothwendige Verbrennungsluft mufs dann an dem Wendepunkte zugeführt werden, an welchem die Destillationsproducte aus der Verkokungskammer heraus und in den Verbrennungsraum münden.You can also carry out the process by means of ovens which have an inclined coking chamber, as it is, for. B. by the American Patent No. 410474 have become known. However, these apparatuses require of a reconstruction in such a way that the outlet for the products of combustion is open such a place is placed that the combustion is inclined beneath, not within lying coking chamber takes place, which of course is not poured on a grate, but on a partition separating the coking space from the combustion space wearing. The combustion air necessary for the gases produced in the coking room must then be supplied at the turning point at which the distillation products open out of the coking chamber and into the combustion chamber.

Beiliegende Zeichnungen veranschaulichen Apparate der neuen Art.The accompanying drawings illustrate a new kind of apparatus.

Fig. ι ist ein Längsschnitt.Fig. Ι is a longitudinal section.

Fig. 2 ist ein Querschnitt.Fig. 2 is a cross section.

Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt durch einen solchen.Fig. 3 is a horizontal section through such a.

Fig. 4. ist eine modificirte Construction des Apparates.Fig. 4 is a modified construction of the apparatus.

Der Apparat besteht aus einem gasdichten Mantel, der mit feuerfestem Material im Innern ausgekleidet ist. A ist der eigentliche Generator und B die Verkokungskammer, welche direct in den Generator einmündet; C C sind verhältnismäfsig grofse Kammern, die mit loser Ziegelsteinmasse ausgefüllt sind; letztere hat den Zweck, die Wärme zurückzuhalten und aufzuspeichern, so dafs diese auch noch während der Wassergasgewinnung die trockene Destillation weiter bewirkt. D ist die Verbrennungskammer, welche mit dem Generater A durch Kanäle L L verbunden ist (Fig. 1, 2 und 3). E ist der Schornstein, der zeitweise durch ein Ventil geschlossen werden kann. Der Generator ist mit Thüren HH versehen, welche zur Entnahme von Asche und Schlacke dienen; der obere Theil des Generators ist durch eine Thür H¹ zugänglich, während bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung der obere Theil der Verkokungskammer durch Thüren H² zugänglich gemacht ist. Das Feuerungsmaterial wird durch eine Thür O in den Generator eingeführt; in dem unteren Theile des Generators ist das Lufteinlafsrohr G vorgesehen und in dem oberen Theile ein zweites Lufteinlafsrohr G¹. Von letzterem Rohre wird die Luft mittels Düsen gg^l in den Raum D eingeführt. Die Wassergasauslafsöffnungen sind mit II¹ und /" bezeichnet. S S¹ sind die Dampfeinlafsöffnungen, während P (Fig. 2) eine zum Einlassen von OeI dienende Röhre ist. Sämmtliche OefFnungen können durch passende Ventile oder Hähne geschlossen werden. Das Feuer befindet sich in dem unteren Theile des Generators und wird daselbst vortheilhaft durch einen Rost getragen.The apparatus consists of a gas-tight jacket, which is lined with refractory material on the inside. A is the actual generator and B the coking chamber, which opens directly into the generator; CC are relatively large chambers filled with loose brick mass; The purpose of the latter is to retain and store the heat so that it continues to produce the dry distillation even while the water gas is being extracted. D is the combustion chamber which is connected to generator A by ducts LL (Figs. 1, 2 and 3). E is the chimney, which can be temporarily closed by a valve. The generator is provided with doors HH , which are used to remove ash and slag; the upper part of the generator is accessible through a door H ¹ , while in the arrangement shown in Fig. 4 the upper part of the coking chamber is made accessible through doors H ^2. The firing material is introduced into the generator through a door O; in the lower part of the generator the air inlet pipe G is provided and in the upper part a second air inlet pipe G ¹ . From the latter pipe, the air is introduced into room D by means of nozzles gg ^l. The water gas outlet openings are marked with II ¹ and / ". SS ¹ are the steam inlet openings, while P (Fig. 2) is a tube for the inlet of oil. All openings can be closed by suitable valves or cocks. The fire is in the lower part of the generator and is advantageously supported there by a grate.

Der Generator A sowohl wie die Verkokungskammer B werden zunächst, nachdem das Feuer in Gang gebracht ist, mit Koks beschickt. Hierauf wird durch G so lange frische Luft eingelassen, bis der Koks in A in vollständiger Glut sich befindet. Die Luft kann entweder in G eingeprefst werden oder dieser Eintritt durch einen auf E einwirkenden Sauger hervorgerufen werden. Sobald das hierbei erzeugte Gas heifs genug ist, um sich mit Luft zu entzünden, wird Luft durch die Röhre G¹ eingeleitet, welche das erzeugte Gas verbrennt. Die hierbei resultirenden Verbrennungsproducte gehen durch den Raum C (Fig. 1 bis 3), umstreichen und erhitzen die Verkokungskammer B unter Vermittelung der Ziegelsteinschüttung zu einer beträchtlich hohen Temperatur.The generator A and the coking chamber B are initially charged with coke after the fire has started. Fresh air is then let in through G until the coke in A is completely glowing. The air can either be forced into G or this entry can be brought about by a suction device acting on E. As soon as the gas generated in this way is hot enough to ignite with air, air is introduced through the tube G ¹ , which burns the gas generated. The resulting combustion products go through space C (FIGS. 1 to 3), paint and heat the coking chamber B to a considerably high temperature with the help of the brick bed.

In der in Fig. 4 dargestellten Modification gehen die Verbrennungsproducte durch die Verkokungskammer B hindurch und hierauf erst in den Raum C, welcher sich unterhalb der Sohle dieser Verkokungskammer befindet. In beiden Fällen werden jedoch die Gase durch die Esse E und geöffnete Ablafsklappe F aus dem Apparate herausgeleitet.In the modification shown in FIG. 4, the combustion products pass through the coking chamber B and then only into the space C, which is located below the bottom of this coking chamber. In both cases, however, the gases are led out of the apparatus through the chimney E and the open drain flap F.

Sobald die Verkokungskammer genügend erhitzt ist, wird das Feuerungsmaterial, wie beispielsweise bituminöse Kohle, durch die Oeffnung O in die Verkokungskammer eingeführt und diese wieder vollgefüllt, während vorher infolge der in A stattfindenden Verbrennung der in B befindliche Koks herabgesunken ist; in der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird die frische Beschickung sich in dünner Schicht auf der geneigten Sohle auflegen. Unter dem Einflufs der Hitze, der die Verkokungskammer ausgesetzt ist, mufs die Beschickung schnell ihre flüchtigen Bestandtheile abgeben und verkoken. In dem Mafse, wie der Koks in A verbraucht wird, sinkt die verkokte Beschickung nach unten, so dafs derAs soon as the coking chamber is heated sufficiently, the firing material, such as bituminous coal, is introduced into the coking chamber through the opening O and this is filled again, while the coke in B has previously sunk as a result of the combustion taking place in A; in the arrangement shown in Fig. 4, the fresh load will be placed in a thin layer on the inclined sole. Under the influence of the heat to which the coking chamber is exposed, the charge must quickly give off its volatile constituents and coke. As the coke is consumed in A , the coked charge sinks, so that the

Generator beständig gefüllt ist. Von Zeit zu Zeit wird frisches Verbrennungsmaterial durch O eingeführt, welches allmälig nach A herabsinkt, während es inzwischen zu Koks verwandelt ist. Bei der in Fig. ι bis 3 dargestellten Ausführungsform gehen die in B entwickelten verbrennbaren Gase und Theerdämpfe in den unteren Theil der Verkokungskammer B, vermischen sich daselbst mit den aus dem Generator^, durch L L nach D steigenden Generatorgasen und verbrennen; hierdurch tragen sie zur Erhitzung der Kammern C bei. Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung vermischen sich die in B gebildeten Gase mit den Verbrennungsproducten des Generators und verbrennen unter Vermittelung der durch die Düse G² zugeführten Luft. Die Verbrennungsproducte gehen nunmehr unter der Sohle der Kammer B hinweg, erhitzen diese und verhindern das Anhaften der Kohle auf dem Boden.Generator is constantly filled. From time to time fresh combustion material is introduced through O , which gradually sinks down to A , while it has meanwhile been converted to coke. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the combustible gases and tar vapors developed in B go into the lower part of the coking chamber B, mix there with the generator gases rising from the generator 1 through LL to D and burn; in this way they contribute to the heating of the chambers C. In the arrangement shown in FIG. 4 , the gases formed in B mix with the combustion products of the generator and burn through the mediation of the air supplied ^{through the nozzle G 2.} The combustion products now go under the floor of chamber B , heat it and prevent the coal from sticking to the floor.

Wenn das in A befindliche Feuerungsmaterial gründlich erhitzt ist, werden Klappe F und die Luftzuführungsleitungen geschlossen, wohingegen der Gasauslafs /, sowie der Dampfeinlafs S geöffnet wird. Der Dampf setzt sich mit dem glühenden Koks in Wasserstoff und Kohlenoxyd um. Zu diesem Gemisch, kurz Wassergas genannt, mengt sich noch ein bestimmter Betrag von Kohlengas und Theerdämpfen, die in -B infolge der fortwährenden trockenen Destillation entwickelt werden; letztere wird verursacht durch die in der Ziegelsteinschüttung der Kammern C aufgespeicherte Wärme.When the firing material in A is thoroughly heated, flap F and the air supply lines are closed, whereas the gas outlet / and the steam inlet S are opened. The steam is converted into hydrogen and carbon oxide with the glowing coke. To this mixture, called water gas for short, there is added a certain amount of coal gas and tar vapors, which are developed in -B as a result of the continuous dry distillation; The latter is caused by the heat stored in the brick fill of the chambers C.

Der Dampf kühlt allmählich die in A befindliche Feuerung bis zu einer für die Wassergaserzeugung nicht mehr geeigneten Temperatur ab. Zu diesem Zeitpunkt wird der Dampfzufiufs abgestellt, der Gasauslafs / wird geschlossen, das Auslafsventil F geöffnet und wieder frische Luft durch G G¹ G² zur Anfeuerung eingelassen. Auf diese Weise ist der ganze Procefs intermittirend.The steam gradually cools the furnace in A down to a temperature that is no longer suitable for generating water gas. At this point in time the steam supply is switched off, the gas outlet / is closed, the outlet valve F is opened and fresh air is let in again through G G ¹ G ² for firing purposes. In this way the whole process is intermittent.

Da bekanntlich manche Feuerungsmaterialien während des Verkokungsprocesses sich ausdehnen, so erhalten die Verkokungskammern B eine nach unten sich erweiternde Querschnittgestaltung. Bei gröfseren Apparaten werden zwei oder mehrere Verkokungsräume oder Retorten angeordnet, da deren Querschnitt thunlichst nur so grofs sein soll, dafs ein vollständiges Durchdringen der Hitze möglich ist.Since it is known that some firing materials expand during the coking process, the coking chambers B are given a cross-sectional design that widens downwards. In the case of larger apparatus, two or more coking chambers or retorts are arranged, since their cross-section should only be so large that the heat can penetrate completely.

Obgleich der Apparat im Besonderen zur Vergasung bituminöser Materialien dienen soll, so eignen beide gezeichnete Ausführungsformen sich auch dazu, andere Materialien wie Koks oder Anthracit auf Wassergas zu verarbeiten. In solchen Fällen dienen die Verkokungskammern dazu, das Feuerungsmaterial gründlich vorzuwärmen und somit die darauf folgende Gasproduction zu erleichtern.Although the apparatus is intended in particular for the gasification of bituminous materials, so both drawn embodiments are also suitable for using other materials such as coke or to process anthracite on water gas. In such cases, the coking chambers are used to thoroughly clean the combustion material to preheat and thus to facilitate the subsequent gas production.

Bei den gezeichneten Ausführungsformen sind noch einige Einzelheiten besonders zu beachten, welche, obwohl nicht unbedingt zum Wesen der Erfindung gehörend, bei der praktischen Ausführung des Verfahrens doch von Wichtigkeit sind. In the illustrated embodiments, a few details must be particularly observed, which, while not necessarily belonging to the essence of the invention, are practical Execution of the procedure are important.

Die Grube für die Asche ist, wie aus den Figuren hervorgeht, von kreisförmigem Querschnitt. Direct über dem Roste ist der Durchmesser des Generators beträchtlich erweitert; kurz über dieser Erweiterung verengt sich die Ziegelsteinfüllung wieder stufenförmig bis zu einem Querschnitt, der nur wenig gröfser als der des Rostes ist.As can be seen from the figures, the pit for the ashes has a circular cross-section. Directly above the grate, the diameter of the generator is considerably enlarged; shortly above this extension the brick filling narrows again in steps up to a cross-section that is only slightly larger than that of the grate.

Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, die geschmolzene Schlacke, welche an den Wandungen des Generators herabläuft, zu verhindern, sich an den Wandungen festzusetzen, und sie zu zwingen, sich lose auf den Rost aufzulegen, von wo sie leicht abgenommen werden kann. Da der Rost einen geringeren Durchmesser hat als wie die engste Stelle des Generators, so wird die Luft durch das Innere des Feuerungsmaterials getrieben, während sie anderenfalls an den Wandungen des Generators entlang streichen würde. Hierbei würde aber die gröfste Hitze dicht an der Ziegelsteinausfüllung entstehen und diese leicht beschädigen können.The purpose of this arrangement is to remove the molten slag attached to the Walls of the generator runs down to prevent them from sticking to the walls, and to force them to lie loosely on the grate, from where they can be easily removed can be. Since the grate has a smaller diameter than the narrowest part of the Generator, the air is forced through the interior of the combustion material while it otherwise it would brush along the walls of the generator. But here would the greatest heat arise close to the brick filling and damage it easily be able.

Aufser dem Gasauslafs / und dem Dampfeihlafs S sind zu demselben Zwecke noch· weitere Oeffnungen I¹ und S¹ vorgesehen, so dafs gelegentlich der Procefs durch diese Oeffnungen weiter geführt werden kann, um ein zu starkes Erhitzen der unteren Theile des Generators zu vermeiden und gleichzeitig unter dem Einflüsse der lebendigen Kraft des einströmenden Dampfes die Schlacke brüchig zu machen, so dafs sie leicht herausgenommen werden kann.In addition to the gas outlet and steam outlet S , further openings I ¹ and S ^{1 are} provided for the same purpose, so that the process can occasionally continue through these openings in order to avoid excessive heating of the lower parts of the generator and at the same time to make the slag brittle under the influence of the living force of the steam flowing in, so that it can easily be removed.

Der in Fig. 1 bis 3 gezeichnete dritte Gasauslafs /" und die Oelzuflufsröhre P werden bei der Bereitung von Leuchtgas verwendet. In diesem Falle wird der Dampf gleichfalls durch S¹ eingeleitet, während durch die Röhre P OeI oder Petroleum eingelassen wird. Die dabei entstehenden Oeldämpfe vermischen sich mit dem Wassergas und verwandeln sich bei der Berührung mit den heifsen, in C angeordneten Ziegelsteinen in beständige Kohlenwasserstoffgase, welche dem verbrennenden Wassergas eine gröfsere Leuchtkraft verleihen.The third gas outlet / ″ drawn in FIGS. 1 to 3 and the oil supply pipe P are used in the preparation of luminous gas. In this case, the steam is likewise introduced through S ¹ , while oil or petroleum is admitted through the pipe P Oil vapors mix with the water gas and, when they come into contact with the hot bricks arranged in C, are transformed into permanent hydrocarbon gases, which give the burning water gas a greater luminosity.

Eine analoge Einrichtung kann natürlich auch an dem in Fig. 4 dargestellten Apparat vorgesehen werden. Die Neigung der Sohle in letztgenannter Ausführung wird derartig bemessen, dafs sich die Kohlenschicht auf der Sohle nicht zu dicht anhäuft, sondern stetig infolge ihres Eigengewichtes nach A hinab-An analog device can of course also be provided on the apparatus shown in FIG. The inclination of the sole in the last-mentioned version is measured in such a way that the layer of carbon on the sole does not pile up too tightly, but steadily descends towards A due to its own weight.

gleitet, so dafs zwischen Kohlenschicht und Decke noch genügend Raum verbleibt, um die in A entwickelten Gase entweichen lassen zu können.slides so that there is still enough space between the layer of coal and the ceiling to allow the gases developed in A to escape.

Claims

Patent-to sayings:

ι. A method for generating water gas, in particular using bituminous fuel, characterized in that that the latter is in the coking chamber by means of the one brushing it on the outside Combustion products of the generator gas generated in the generator and that escaping from the coking chamber combustible product is coked and heated to a high temperature, whereupon the coked material gradually gets into the generator and is converted into water gas by means of steam.

An apparatus used for carrying out the process, characterized in that the coking chamber B , which widens conically at the bottom, stands vertically on the generator and is directly connected to it, while the hot gases escaping from the generator, before they exit, the chamber B from the outside have to wash around and heat them here advantageously with the help of the brick filling attached in C.

A modification of the apparatus characterized in claim 2 in that the coking chamber B is inclined above the generator A , while the combustion gases from A are passed through B and from here pass through the chamber C below the bottom of this chamber B.

1 sheet of drawings.