DE937370C

DE937370C - Verfahren und Gaserzeuger zum Vergasen von pulverfoermigem oder feinkoernigem Koks

Info

Publication number: DE937370C
Application number: DESCH3153D
Authority: DE
Inventors: Simon Dr Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-06-09
Filing date: 1942-06-09
Publication date: 1956-01-05

Description

Verfahren und Gaserzeuger zum Vergasen von pulverförmigem oder feinkörnigem Koks Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das aus pulverförmigem oder feinkörnigem Koks bei vollständiger schlackenloser und betriebssicherer Vergasung in stetigem Betrieb eine wertvolle Mischung von Luft- und Wassergas herzustellen gestattet.
Die wirtschaftliche Verbrennung bzw. Vergasung feinkörniger oder staubförmiger Stoffe bereitet einem Massendurchsatz bekanntlich Schwierigkeiten deshalb, weil solche Brennstoffe durch den Rost fallen und wegen ihrer wärmeisolierenden Eigenschaft besonders stark zu Schlackenbildung neigen. Außerdem sind sie wegen ihrer dichten Lagerung gasundurchlässig, so daß der Durchzug der Frischluft und, der Abzug der Verbrennungs-bzw. Vergasungsgase erschwert ist. Wendet man aber, um diesen Widerstand zu beseitigen, einen höheren Luftdruck an, so bilden sich bekanntlich sofort Durchbläser, die auch bei dauernder Betriebskontrolle nicht verhindert werden können.
Deshalb ist erfindungsgemäß der Druck der Frischluft so bemessen, daß die Glutschicht nur aufgelockert, aber auf keinen Fall aufgewirbelt wird. Der aufsteigende Luftstrom begünstigt dabei die Mischung des in dauernder Unruhe befindlichen Brennstoffs ,in der Weise, daß die heißeren und daher spezifisch leichteren Brennstoffteilchen des Oxydationsbereiches von selbst in, der Glutschicht nach aufwärts in den Reduktionsbereich steigen, während die kälteren, spezifisch schwereren Teilchen nach unten sinken. Durch diese dauernde Unruhe wird auch die Bildung von Luftblasen in der Glutschicht unmöglich gemacht. Unter diesen Bedingurigen bildet sich in der Glutschicht bei gleich hoch gehaltener, relativ niedriger Schütthöhe eine einheitliche, nur wenig schwan:kend'e Durchschnittstemperatur aus, deren Höhe abhängt, vom Drück der Frischluft und-von der Schütthöhe des Brennstoffes.
Eine einheitliche Temperaturverteilung in der Glut ist für -die Güte. der hier entstehenden Gase (Luft- und Wassergas) von wesentlicher Biedeutung, weil dieEntsbehungsgleichungen dieserbeiden Gase rückläufig sein können und[ ihr Gleichgewicht maßgeblich von der Temperatur beim Verlassen der Glutschicht abhängt. Deshalb darf dtie Temperatur in der obersten Schicht der Glut nicht niedriger sein als im engeren Bereich der Oxydation. Zweckmäßig werden. Schütthöhe und Frischluftdruck so aufeinander abgestimmt, daß@ eine Durchschnittstemperatur von etwa 75o bis 8oo° entsteht. Innerhalb dieser Grenzen ist die Reduzierung der Kohlensäure zu Kohlenmonoxyd fast vollständig, und ebenso auch die Wassergasbildung; letztere allerdings nur dann, wenn, wie es die Erfindung verlangt, feinkörniges oder pulverförmiges Brenngut genommen wird und dieses nur bei so niedrig gehalberner Temperatur vergast wird, d'aß der Kohlenstoff nicht zus.ammensintern und die Asche nicht schmelzen kann, so daß die Glutkörnchen sehr reaktionsfähig werden. Um die Wassergasbildung bei dieser milden Temperatur zu erleichtern, werben in bekannter Weise kataly.tis,ch wirkende Metallverbindungen dem Brenngut beigemischt. Damit wird dann gleichzeitig noch erreicht, d:aß das gewonnene Gas praktisch frei von Schwefelverbindungen ist, denn das bei der Vergasung von eisen- und- schwefelhaltigem Koks entstehende Schwefeldioxyd wird so an die Metalle gebunden und mit der Flugasche ausgetragen. Bekanntlich werden Metallsulfide erst bei iooo° wieder zersetzt, nicht aber schon bei Soo°.
Die Asche wird hier vollständig als Flugasche ausgetragen, weil sie nicht schmelzen kann, also als weiche Asche anfällt und dürch die fortwährende Unruhe des feinkörnigen Brennstoffes zu Staubflöckchen zerrieben wird.
Nach der Erfindung wird der Brennstoff bei gleichbleibender niedriger Schütthöhe und fortwährender Lageänderung der Frischluft- und Wasserdampfzufuhr gleichzeitig mit schwachem Druck von unten her partienweise heißgeblasen und ebenso an anderen Stellen mit Wasserdampf vergast. Da hierbei die Frischluft trotz ununterbrochener Zufuhr auf jeden Querschnitt der Glutmasse und damit auch auf jedes Glutkörnchen infolge .der stetigen Weiterwanderung nur kurzzeitig und im Wechsel mit dem kühlenden Wasserdampf einwirkt, wird die Schmelztemperatur der Asche nicht erreicht und wird verhindert, daß das Kohlenstoffgerüst der Brennstoffteilchen zusammensintern kann und daß Metallsulfide oxydiert werden.
Da nach der Erfindung der Wasserdampf kontinuierlich in eine kurz vorher heißgeblasen,- Zone hineinwandert und in .ihr nur ganz kurze Zeit verbleibt, kann sich die Glut nicht so weit abkühlen, daß auch schlechtes Wassergas entsteht. Die schwankende Gaszusammensetzung ist ein wesentlicher Nachteil der bekannten diskontinuierlichen Wassergaserzeugung durch abwechselndes Blasen und Gasen. Davon unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch den stetigen Betrieb, der dadurch ermöglicht wird, daß bei gleichzeitiger und ununterbrochener Zufuhr von Frischluft und Wasserdampf an stetig wechselnden Stellen der Brennstoffschicht nicht zeitlich, sondern räumlich aufeinanderfolgendl, in periodischem Wechsel geblasen und- gegast wird. Die Luftgas- und Wassergasbildhxngszonen wandern also stetig aufeinanderfolgend -durch die Glut, während sie bei den bekannten Verfahren eine unveränderliche Lage zum Brennstoff einnehmen.
Zurr Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind an .dem Boden des Heizraumes hohle Dreharme. angeordnet, durch welche die Frischluft bzw. der Wasserdampf dicht über dem Boden, entgegengesetzt zur Drehrichtung, austritt. Der Querschnitt jedes hohlen Dreharmes hat vorzugsweise die Form eines Dreiecks, so daß -er sich beim Vorwärts.gleiben wie eine flacher Keil zwischen Boden und Glutma=sse einschiebt.
Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel, und zwar Fig. i den Gaserzeuger im Achsschritt, Fig. 2 den; Dreharm im Querschnitt.
In; dem Gaserzeuger d mit dem Boden b, über welchem. sich eine dünne Brennstoffschicht c aus pulverförmngern oder feirukörnigem. Koks befindet sind Dreharme d und e gelagert, die um die Achse f umlan.fen. Die Dreharne d sind an. ein; Rohr g, die Dreharme e an ein Rohr h angeschlossen. Durch. eines der Rohre, z. B. g, wird den damit verbundenen Dreharmen d Wasserdampf zugeführt, durch d:as andere Rohr h den anderen Armen e Luft. Der Abzug des. erzeugten Gases erfolgt durch einen Stutzen i. Die Dreharme d und e sind im. Querschnitt dreieckig und auf der der Drehrichtung h gegenüberliegenden Seite mit einer Austrittsöffnung- L- versehen, die aus -Löchern oder Schlitzen bestehen kann:.
Es ist eine Vielzahl von Dreharmen d und[ e in abwechselnder Anordnung vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß jedes Glutkörnchen durch die aus den Armen, e austretende Luft nur kurzzeitig aufgeheizt und anschließend kurzzeitig mit «Wasserdampf in Reaktion gebracht wird. Auf diese Weise vermeidet mann den bekannten Nachteil des »Blasens und Ga-sens«, der darin besteht, daß der Wasserdampf zu lange auf die sich sofort abkühlenden Körnchen einwirkt. Erfindungsgemäß erhält man, Wassergas von gleichmäßiger, beständiger Zusammensetzung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Vergasung von pulverförmigem oder feinkörnigem, Koks, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Vergasungsluft und Wasserdampf zu einer Brennstoffschicht aus Koks innerhedb kontinuierlich abwechselnder Zonen der Brennstoffschicht erfolgt, derart, d:aß die Glutkärnichen in, diesen Zonen periodisch wiederkehrend den Wirkungsbereich des Sauerstoffs verlassen, mit dem entstandenen Kohlendioxydstrom in den oberen Reduktionsbereich der Schicht getragen und dabei gekühlt werden und dann wieder in den Oxydationsbereich zurückfallen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verhinderung einer Schlackenbildung und,, bei Verwendung von eisen- und schwefelhaltigem Kodes, zwecks Verhinderung einer Zersetzung der bei der Vergasung entstehenden Metallsulfide die Temperatur bei 8oo° C gehalten wird.
3. Gaserzeuger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden eines I3eizraunies hohle Dreharme angeordnet sind, durch welche die Frischluft bzw. der Wasserdampf dicht über dem Boden, entgegengesetzt zur Drehrichtung, austritt.
4. Gaserzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt jedies hohlen Dreharmes. die Form eines Dreiecks hat, so, d.aß er sich beim Voirwä.rtsgleiten wie ein. flacher Keil zwischen Boid@enplatte und Glutmasse einschiebfi. Angezogene Druckschriften: Deutsche Paitentschriften Nr. 540 316, 571 168, 634 074 713 6.16; französische Patentschriften Nr. 618 552, 833757.