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Verfahren zur Erzeugung von heizkräftigem Brenngas In dem Hauptpatent
ist ein Verfahren zur Erzeugung von heizkräftigem Brenngas aus staubförmigen oder
feinkörnigen Brennstoffen, wie Stein- oder Braunkohle oder Koks und Halbkoks daraus,
durch Umsetzen des Brennstoffes bei hoher Temperatur mit Wasserdampf, Kohlensäure
und Sauerstoff (Luft) beschrieben, bei welchem der Brennstoff in der Schwebe mit
heißen kohlensäurehaltigen Gasen in Berührung gebracht wird, die durch Verbrennen
eines Teiles des erzeugten Gases hergestellt werden.
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Um eine gute Ausbeute an wertvollem Brenngas von hohem Heizwert zu
erzielen, muß die Tempe-Tatur der Medien im Gaserzeuger möglichst hoch gehalten
werden. Die erforderliche hohe Reaktionstemperatur kann jedoch dann., wenn ein Teil
des erzeugten Nutzgases zur Beheizung benutzt wird, nur erreicht werden, wenn die
Heizmedien (Verbrennungsluft und Brenngas) genügend hoch vorgewärmt werden.
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Die Erfindung, welche die Aufgabe löst, eine einfache und wirksame
Vorwärmung der Heizmedien im Zusammenhang mit dem Verfahren des Hauptpatents zu
erzielen, sieht nun vor, die zur Erzeugung der heißen Reaktionsgase dienenden Heizmedien
in einem Regenerator vorzuwärmen
und -einen Teil der durch Verbrennung
der hoch vorgewärmten Heizmedien entstehenden Verbrennungsgase als Reaktionsgas
durch den Gaserzeuger und den anderen Teil durch den anderen Regenerator zu leiten,
der zur Speicherung der fühlbaren Wärme aus diesem Abgasteilstroni, und zur Vorwärmung
der Heizmedien in der nächsten Betriebsperiode dient.
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Ferner kann nach der Erfindung der zum Vorwärmen der Heizmedien dienende
regenerative Gaserhitzer dazu benutzt werden, um Wasserdampf mit vorzuwärmen, der
entweder der Verbrennungsluft oder dem Brenngas oder beiden Gasmedien in regelbarer
Menge zugesetzt wird. Durch die Verbrennung der vorgewärmten Heizmedien in Gegenwart
von Wasserdampf ist es möglich, die Verbrennungstemperatur genau auf dem gewünschten
Punkt zu halten, um auf diese Weise nachteilige Alberhitzungen zu vermeiden, die
unter Umständen bei der Verbrennung hoch vorgewärmter Stoffe entstehen können.
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Sodann sieht die Erfindung vor, das heiße Gemisch von kohlensäurehaltigen
Verbrennungsgasen und Wasserdampf durch Umfangsöffnungen in den Gaserzeuger einzuleiten,
wobei vorzugsweise ein Teilstrom unmittelbar an der Eintrittsstelle für den Brennstaub
so eingeleitet wird, daß der Brennstaub in günstiger Weise in dem Reaktionsraum
verteilt wird.
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In der Zeichnung ist in Abb. i ein- senkrechter Schnitt durch eine
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dienende Gaserzeugereinrichtung
wiedergegeben.
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Abb.2 ist ein waagerechter Schnitt nach Linie II-II der Abb. i; Abb.
3 ein senkrechter Schnitt nach Linie III-III der Abb. 2, -Abb.4 schließlich ein
waagerechter Schnitt durch die regenerativen Gaserhitzer nach Linie IV-IV der Abb.
3.
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Die in der Zeichnung- dargestellte Einrichtung besteht aus einem im
wesentlichen die Form eines liegenden Zylinders aufweisenden Vergasungsraum i, der
aus einem Gehäuse 2 aus feuerfestem Mauerwerk 3 gebildet wird. An dem einen Ende
des Reaktionsraumes i, vorzugsweise nahe der Stirnwand 4, ist die Brennstoffzuführöffnung
5 vorgesehen, an welche außen Zuteilorgane angeschlossen werden, die in der Zeichnung
der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. -In den Wänden des Vergasungsraumes
i, und zwar entweder, wie in Abb. i angedeutet, nur in der unteren Hälfte des Vergasungsraumes
oder über die ganze Ausdehnung desselben verteilt, sind eine Reihe von düsenartigen
Öffnungen 6 angeordnet, die nicht ganz tangential in den Vergasungsraum i münden.
Die Düsenöffnungen 6 gehen von ringförmigen Verteilkanälen 7 aus; die im Mauerwerk
3 liegen. Die ringförmigen Kanäle 7 sind - an einen gemeinsamen Verbindungskanal
8 angeschlossen, von dem ein Kanal 9 zu einer Verbrennungskammer io führt, in welcher
die für den Vergäsungsprozeß benötigten heißen kohlensäurehaltigen Verbrennungsgase
erzeugt werden. Die Verbrennungskammer io wird gebildet von -einem U-förmigen Kanal,
an dessen beiden Enden je ein turmartiger Gaserhitzer i 1, 12 vorgesehen ist. In
den Gaserhitzern i i und 12 sind- durch mittlere Trennwände 13 je zwei voneinander
unabhängige Abteile 14, 15 und 16, 17 gebildet. Diese Gaserhitzerabteile sind in
bekannter Weise mit einem Besatz versehen, der den Wärmeaustausch zwischen den wärmeabgebenden
und wärmeübernehmenden Medien vermittelt. Am Boden der Gaserhitzerabteile sind Öffnungen
18, 19, 2o, 21 vorgesehen. Diese Öffnungen werden von je einem Absperrorgan 22 (Abb.
i) beherrscht, an welches außen Leitungen 23 anschließen, die zu den Abgassammelkan#al
a4 führen, der mit dem Schornstein in Verbindung steht. Außerdem besitzen die Gaserhitzerubteile
am Boden noch Öffnungen 25, 26, 27, 28 (vgl. Abb. 2), die zum Einleiten der aufzuwärmenden
Medien in die Gaserhitzer dienen.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist folgende: Es sei
angenommen, da.B die Gaserhitzerabteile 14 und 15 zum Aufheizen von Heizmedien dienen.
In diesem Fall sind die Öffnungen 18 und i9 durch Betätigung der zugehörigen Absperrschieber
22 geschlossen und die Leitungen 25, 26 geöffnet; so daß von unten in das Gaserhitzerabteil
14 Verbrennungsluft und in das Ora.serhitzerabteil 15 Brenngas einströmen kann.
Die Medien strömen in den Gaserhitzerabteilen 14, 15 aufwärts und erhitzen sich
dabei an dem in der vorhergehenden Betriebsperiode aufgeheizten Besatz. Die aufgeheizten
Medien verlassen dann die Gaserhitzerabteile 14 und 15 'am oberen Ende und mischen
sich in dem einen Schenkel des U-förmigen Verbrennungsraumes io, wo dann die Verbrennung
einsetzt. Die Verbrennungskammer io ist zweckmäßig so bemessen, daß die Verbrennung
in ihr zu Ende gehen kann.
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Ein Teil der erzeugten heißen Gase geht nun durch den Kanal 9 und
den sich daran anschließenden Verbindungskanal 8 in die Verteilkanäle 7 des Gaserzeugers,
von wo sie durch die Öffnungen 6 in den Vergasungsraum i einströmen. Die Öffnungen
6 sind dabei so angeordnet, daß im Gaserzeuger -eine schraubenlinienförmige Bewegung
entsteht, durch welche die Gastnassen allmählich von der Stirnwand 4, an welcher
der Brennstoffeintritt 5 vorgesehen ist, zu der anderen Stirnwand wandern, in welcher
der Nutzgasabzug 29 liegt. Durch die Öffnung 5 wird feinkörniger oder staubförmiger
Brennstoff in den Vergasungsxfaum eingestreut. Der aus der Öffnung 5 in den Vergasungsraum
fallende Brennstaub wird von einem Teilstrom heißer Medien erfaßt, der durch die
Öffnung 30 in den Vergasungsraum i eingeleitet wird. Die Öffnung 3o liegt
in der Strömungsrichtung vor dem Brennstaubeintritt 5, so daß der Brennstaub gut
verteilt den durch den Vergasungsraum sich bewegenden Gasmassen zugemischt wird.
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Dampf wird entweder durch besondere Kanäle in den Vergasungsraum eingeleitet
oder wird den durch die Öffnungen 6 in den Vergasungsraum i
einströmenden.
Medien zugeführt. Der Dampf kann auch mit einem der Heizmedien oder mit beiden durch
die Gaserhitzer geleitet werden, so daß die Verbrennung in der Kammer io. in Anwesenheit
von Wasserdampf vor sich geht.
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Ein Teil der heißen, in der Verbrennungskammer io erzeugten Abgase
wird durch das andere Ende der U-förmigen Kammer io in die Regeneratorabteile 16,
17 geführt. Während dieser Betriebsperiode stehen die Gaserhitzerabteile 16, 17
durch die Öffnungen 2o, 21 mit dem Abhitzekanal bzw. Fuchs 24. in Verbindung. Die
Öffnungen 27, 28 der Gaserhitzerabteile 16, 17 sind währenddessen geschlossen.
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Sobald der Gaserhitzer i i abgekühlt ist, wird die Beheizungsrichtung
gewechselt, d. h., es wird jetzt der Gaserhitzer 12, der in der vorhergehenden Betriebsperiode
aufgeheizt ist, zum Vorwärmen der Heizmedien benutzt, und der Gaserhitzer i i wird
durch einen Teilstrom der heißen Verbrennungsgase von neuem aufgeheizt.