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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Wassergas Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die einen mit einem vorzugsweise
automatisch betätigten Rost versehenen Gaserzeuger enthält oder aus ihm besteht,
zur Herstellung von Wassergas.
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Bei Verwendung eines mit einem automatisch betätigten Rost versehenen
Gaserzeugers treten unter Umständen große Schwierigkeiten dadurch auf, daß der Rost
zu hohen Temperaturen ausgesetzt ist, die die Erneuerung des Rostes in ziemlich
kurzen Zeitabständen notwendig machen. Versuche zur Überwindung dieser Schwierigkeiten
durch Anbringen einer als Dampferzeuger verwendeten Ummantelung des Gaserzeugers
bringen den Übelstand eines vermehrten Brennstoffverbrauches mit sich. Durch die
Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Wassergas geschaffen, durch welches
die bisher bekannten Verfahren verbessert werden. Das Verfahren hat unter anderem
den Vorteil, daß eine Schädigung des Rostes durch überhitzung selbst dann vermieden
wird, wenn die Dampfüberhitzung während der ganzen Gaserzeugungsperiode andauert.
Durch die fortdauernde Überhitzung des Dampfes werden der Wirkungsgrad der Vergasung
und die Kapazität der Anlage bedeutend erhöht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
fester kohlenstoffhaltiger Brennstoff zur Erzeugung einer glühenden Reaktionszone
mit einem sauerstoffhaltigen Gas in einem
mit einem Rost versehenen
Gaserzeuger heißgeblasen wird, wobei mindestens ein Teil des sauerstoffhaltigen
Gases unterhalb des Rostes eingeführt wird, die heißen, die Reaktionszone verlassenden
Blasegase einem Regenerator zu dessen Aufheizung zugeführt werden, dann Dampf durch
den erhitzten Regenerator hindurchgeführt und von dort in den Gaserzeuger zwecks
Erzeugung von Wassergas durch eine zwischen dem obersten Teil des Gaserzeugers und
dem obersten Teil der Reaktionszone mündende Leitung eingeführt wird, und daß mindestens
ein überwiegender Teil des Wassergases und des urizersetzten Dampfes aus dem Gaserzeuger
zwischen der Grundfläche der Reaktionszone und dem Rost und in einer solchen Höhe
über dem Rost abgeführt wird, daß eine. Schädigung des Rostes vermieden wird.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens kann ein Teil des
Wassergases und des urizersetzten Dampfes auch unterhalb des Rostes abgezogen werden.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet
durch einen Gaserzeuger mit einem vorzugsweise selbsttätigen Rost, einer Reaktionszone
aus glühendem Brennstoff und einer unterhalb des Rostes angeordneten Leitung zur
Einführung von Blasluft und gegebenenfalls zur Entfernung eines kleinen, Anteils
. des erzeugten Wassergases, einen mit dem Gaserzeuger durch mindestens eine Leitung
verbundenen Regenerator und eine über dem Rost und in Höhe der Grundfläche der Reaktionszone
oder nahe unterhalb dieser Grundfläche vom Gaserzeuger abgehende Leitung zum Abführen
mindestens eines überwiegenden Teiles des Wassergases aus dem Gaserzeuger.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Gaserzeuger auch
mit zwei Regeneratoren verbunden sein. Weiterhin können der, Regenerator bzw. beide
Regeneratoren aus zwei zw. je zwei Teilen bestehen, welche durch eine ventilgesteuerte
Leitung miteinander verbunden sind.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus -der Zeichnung
hervor, in welcher mehrere Ausführungsbeispiele von Einrichtungen zur Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung schaubildlich dargestellt sind. Es zeigt Fig.
i eine Einrichtung für die Herstellung von Blauwaesergas, Fig. 2 eine Einrichtung
für die Herstellung von karburiertem Wassergas, Fig. 3 eine Einrichtung, die aus
einer Gaserzeuger und zwei überhitzern (die als Regeneratoren wirken) besteht, für
die Herstellung von karburiertem Wassergas, Fig. q. eine Einrichtung; die aus einem
Gaserzeuger und einem in zwei Teile unterteilten Regenerator besteht, für die Herstellung
von karburiertem Wassergas.
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. Der Gaserzeuger i (Fig. i) besitzt einen automatisch betätigten
Rost 2. Die Rehktionszone ist mit i. bezeichnet, der Teil der Brennstoffmasse oberhalb
der Reaktionszone mit is und die Aschenschicht mit i, Der Gaserzeuger i .ist mit
dem Regenerator 12 durch die mittels des Ventils 13" kontrollierte Leitung 13 verbunden.
Der Regenerator 12 ist am Boden mit einer durch das Ventil 18Q gesteuerten Leitung
18 versehen, die mit einer mittels Ventil igQ gesteuerten Leitung ig in Verbindung
steht. Die Leitung ig besitzt einen durch Ventil 2o" gesteuerten Ausdaß 2o und einen
durch Ventil 2i" gesteuerten Einlaß 21.
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Fester Brennstoff, z. B. Koks, wird in. den Gaserzeuger eingeführt,
und die Anlage wird folgendermaßen betrieben: Blase-Periode Die gesamte oder ider
größte Teil der verwendeten Luft oder eines anderen Sauerstoff enthaltenen Gases
wird durch die Leitung q. eingeführt und durch die in der Aschenschicht i, oberhalb
des Rostes gespeicherte Wärme, die von dem vorhergehenden Betrieb herrührt, vorerhitzt.
In der Reaktionszone wird ein Teil des Brennstoffes verbrannt, und ein Teil der
Wärme der gebildeten Blasegase verbleibt in der Reaktionszone iq. Die Blasegase
verlassen die Reaktionszone mit der durchschnittlichen Temperatur -dieser Zone und
können für sich allein oder unter Zufügung von durch die Leitung 6 zugeführter Zweitluft
zur Vorerwärmung des Brennstoffs. i6 oberhalb der Reaktionszone verwendet werden
und verlassen dann den Gaserzeuger mit einer bestimmten Temperatur über die Leitung
g. Die Blasegase werden für sich allein oder unter Zumischung von durch die Leitung
16 zugefügtem Öl und notwendigenfalls unter Zusatz von Luft oder anderem Sauerstoff
enthaltendem Gas, das durch die Leitung 17 zugesetzt wird, zur Heizung des Regenerators
12 verwendet; die den Regenerator durch die Leitung 18 verlassenden Gase werden
für die Erzeugung von für das Verfahren oder für andere Zwecke benötigtem Dampf
verwendet. Gase-Periode a) Gasen in Abwärtsrichtung Dampf und/oder Kohlendioxyd
allein oder in Mischung mit anderen Gasen (je nach den gewünschten Eigenschaften
des zu erzeugenden Gases) werden am Boden des Regenerators 12 durch die Leitung
18 oder durch eine gesonderte (nicht gezeichnete) Leitung eingeführt und in ihm
auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt. Die Gase verlassen den Regenerator 12
durch die Leitung 13 und werden, entweder für sich oder unter Zumischung von Dampf,
und/oder Wasser und/oder Kohlendioxyd, durch die Leitung 14 in den Gaserzeuger i
durch eine oder mehrere der Leitungen 6 (über 29), 7, 8, 9, io und i i eingeführt.
Die Gase gehen dann durch die Reaktionszone ia. Nach dem Verlassen der Reaktionszone
kann ein Teil der erzeugten Gase zusammen mit urizersetztem Dampf und/oder Kohlendioxyd
über die Leitungen 26 und 27 entfernt werden, oder es kann ein Teil der Wärme der
erzeugten Gase in der Masse der Asche i. oberhalb des Rostes 2 gespeichert und die
Gase können über die
Leitungen 3 entfernt werden, oder es kann nur
ein Teil über die Leitungen 3 und der Rest über die Leitung 4 entfernt werden. Wenn
ein Teil der Gase über die Leitung 4 entfernt wird, kann er erforderlichenfalls
vor Erreichung des Rostes durch Einführung von Wasser oder Dampf oder anderen Gasen
oder Öl durch die Leitung 28 gekühlt werden. Die fühlbare Wärme der den Gaserzeuger
Verlassenden Gase kann für die Erzeugung von Dampf verwendet werden. Gewünschtenfalls
kann ein Teil der den Gaserzeuger verlassenden Gase über die Leitung i9 dem Regenerator
zugeführt werden, während der Rest über die Leitung 2o entfernt wird. Usätzliches
Wasser und/oder Dampf kann gewünschtenfalls durch die Leitung 2 i zugeführt werden.
by Gasen in Aufwärtsrichtung Dampf und/oder Kohlendioxyd wird in den Gaserzeuger
durch die Leitung 4 eingeführt und durch die in der Aschenmasse i. oberhalb des
Rostes 2 aufgespeicherte Wärme überhitzt oder vorerhitzt. Der Dampf und/oder das
Kohlendioxyd geht dann durch die Reaktionszone ia, und die Produkte werden durch
eine mehrere der Leitungen 7, 8, 9, io und i i, je nach den gewünschten Eigenschaften
des zu erzeugenden Gases und der Natur des verwendeten Brennstoffes, abgeführt.
Die den Gaserzeuger durch die Leitung 13 verlassenden Gase werden über die Leitung
5 entfernt.
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Der Gaserzeuger der Einrichtung gemäß Fig. 2 wird mit festem Brennstoff,
z. B. Koks, beschickt; die Anlage wird folgendermaßen betrieben: Blase-Periode Das
Blasen erfolgt, wie oben bezüglich Fig. i beschrieben. _ Gase-Periode a) Gasen in
Abwärtsrichtung Dampf und/oder Kohlendioxyd mit oder ohne Öl, Teer oder Kohlenwasserstoffgase
(die alle hier als »Öl« bezeichnet werden) (je nach den gewünschten Eigenschaften
des zu erzeugenden Gases) werden am Boden des Regenerators 12 durch die Leitung
18 oder durch eine (nicht gezeichnete) besondere Leitung zugeführt und in ihm auf
eine vorbestimmte Temperaturerhitzt. Die Gase verlassen den Regenerator über die
Leitung 13. Dampf und/oder Wasser können durch die Leitung 14 zugeführt werden.
Ein Teil des den Regenerator verlassenden Gases kann das System durch die Leitung
46 verlassen, wobei Öl gewünschtenfalls durch die Leitung 32 eingeführt werden dann;
es kann für Heizzwecke verwendet werden oder einer weiteren Behandlung unterworfen
werden. Die Gase in der Leitung 13 werden dann über eine oder mehrere der Leitungen
6 (über Leitung 29), 7, 8, 9, io und i i in den Gaserzeuger i geführt. Ein Teil
des Gases der Leitung 13 kann jedoch über die Leitung 34 zur Mischung mit den den
Gaserzeuger über die Leitungen 3 verlassenden Gasen geschickt werden. Die in den
Gaserzeuger eintretenden: Gase gehen durch die Reaktionszone ia. Nach Verlassen
der Reaktionszone kann ein Teil der erzeugten Gase zusammen mit urzersetztem Dampf
über die Leitungen 26 und 27 entfernt werden, und es kann weiter Öl und/oder Dampf
oder Wasser über die Leitungen 38 und 39 zugesetzt werden, und/oder es kann ein
Teil der Wärme der erzeugten Gase in der Aschenmasse ic oberhalb des Rostes 2 gespeichert
und die Gase über die Leitung 3 entfernt werden, oder es kann nur ein Teil über
die Leitung 3 entfernt werden, während der Rest über die Leitung 4 abgeführt wird.
Wenn Wasser über die Leitung 38 zugegeben wird, können die Gase in der Leitung 26
zwecks weiterer Erhitzung über die Leitung 40 zum Regenerator geschickt werden.
Wenn ein Teil der Gase über die Leitung 4 entfernt wird, kann er nötigenfalls vor
Erreichung des Rostes durch Einführen von Wasser oder Dampf oderen anderen Gasen
durch eine durch ein Venti,128Q gesteuerte Leitung 28 gekühlt werden. Die fühlbare
Wärme der den Gaserzeuger verlassenden Gase kann zur Erzeugung von Dampf verwendet
werden. Gewünschtenfalls kann ein Teil der den Gaserzeuger verlassenden Gase über
die-Leitung i9 zum Re-generator geschickt werden, während der Rest über die Leitung
2o entfernt wird. Gewünschtenfalls kann zusätzliches Wasser und/oder Dampf durch
die Leitung 2i zugeführt werden. b) Gasen in Aufwärtsrichtung Dampf wird in den
Gaserzeuger i durch die Leitung 4 eingeführt und durch die in der Aschenmasse i,
oberhalb des Rostes 2 aufgespeicherte Wärme überhitzt. Der Dampf geht dann durch
die Reaktionszone i", und die Produkte werden durch eine oder mehrere der Leitungen
6 (über 29), 7, 8, 9 und ii'entfernt. Die über die Leitungen 7, 8 und 9 abziehenden
Gase gehen durch die Leitung 13 und können das System gewünschtenfalls über die
Leitung 5 verlassen. Zusätzliches Öl kann durch eine oder mehrere der Leitungen
30, 31 und 37 zugeführt werden. Außerdem kann Dampf oder Wasser ebenfalls durch
die Leitung 37 eingeführt werden; die durch die Leitung i i gehenden Gase erreichen
den Regenerator an seinem Boden über die Leitung 47. Während ihres Aufwärtsströmens
durch den Regenerator können sie weiter erhitzt werden, und es kann weiteres Öl
durch eine oder mehrere der Leitungen 15, 32 und 33 zugeführt werden. Anstatt durch
die Leitung 46 entfernt zu werden, können sie durch die Leitungen 13, 29 und 6 abgezogen
werden, wobei sie mit den den Gaserzeuger über die Leitung 6 verlassenden Gasen
gemischt werden.
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Es kann mehr als ein Regenerator verwendet werden, oder ein Regenerator
kann in zwei untereinander durch eine Leitung mit Ventil verbundene Teile unterteilt
werden, wobei beide Teile gemeinsam in der einen Periode erhitzt werden und die
beiden Teile in der anderen Periode für verschiedene Zwecke verwendet werden. Diese
Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und
4 eingehender beschrieben. Die Gase usw. können an verschiedenen
Punkten
mit vorbestimmten Temperaturen aus denn Gaserzeuger abgezogen und in ihn eingeführt
werden.
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Der Gaserzeuger i der Einrichtung nach Fig. 3 ist mit dem ersten Überhitzer
7o durch die von dem Ventil 74 gesteuerte Leitung 71 verbunden, die von der Bodenabzweigung
der Leitungen 3 abgeht, wobei die Leitung 71 mit einer mit Ventil 72d versehenen
Leitung 72 verbunden ist. Der überhitzer 70 ist mit dem überhitzer 73 durch
die mit dem Ventil 74a versehene Leitung 74 verbunden, in die die mit dem Ventil
75a versehene Leitung 75 mündet. Eine Abzugsleitung 76, die mit dem Ventil 76" ausgerüstet
ist, ist mit dem Bodenteil des überhitzers 73 verbunden; ein Rückführungssystem
wird durch die Leitung 77 mit ihrem Ventil 77a, die Pumpe 78 und die Leitung 79
mit ihrem Ventil 79a geschaffen. Zusätzlich sind für die Einführung vori Gasen weitere
Leitungen 8o, 81 und 82 vorgesehen, denen Ventile Boa, 81" und 82" zugeordnet sind.
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Dem Gaserzeuger i wird fester Brennstoff, z: B. Koks, zugeführt; die
Anlage wird folgendermaßen betrieben Dampf wird dem Gaserzeuger i durch die Leitungen
69, 68 und 67 zugeführt, und ein Teil der in der Reaktionszone i" gebildeten Gase
geht zu einem Teil der Aschenmasse i, und verläßt den Generator über Leitung 3.
Öl wird durch die Leitungen 53 und 54 eingespritzt. Die die Bodenabzweigung der
Leitungen 3 verlassenden Gase gehen über die Leitung 71 zu dem Überhitzer 70; Öl
wird durch d'e Leitung 72 eingeführt. Die den überhitzer 70 verlassenden
Gase gehen durch die Leitung 74; durch die Leitung 75 wird weiteres Öl eingeführt.
Die Gase gehen dann in den überhitzer 73 und verlassen ihn über Leitung 76; durch
die Leitung 8o wird weiteres Öl eingeleitet. Gewünschtenfalls kann ein Teil der
den Ü"berhitzer 73 verlassenden Gase diesem Überhitzer über die Leitung 77, die
Pumpe 78 und die Leitung 79 wieder zugeführt werden, wobei durch die Leitung 81
weiteres Öl eingeleitet wird. Es kann auch die Pumpe 78 weggelassen und der Kreislauf
durch über die Leitung 82 einströmenden Dampf bewirkt werden. Wenn eine Pumpe verwendet
wird, soll die Temperatur der Gase beim Durchgang durch die Pumpe nicht zu hoch
sein.
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Dem Gaserzeuger i der Einrichtung nach Fig. 4 wird fester Brennstoff,
z. B. Koks, zugeführt, und die Anlage wird folgendermaßen betrieben: Blase-Periode
Luft .wird durch die Leitung 4 in den Gaserzeuger i eingeführt. Die Blasegase verlassen
Gien Gaserzeug-2r durch die Leitung 97; zusätzliche vorerhitzte Luft wird durch
die Leitung io8 von der Leitung 107 zugeführt; weitere Luft wird durch die Leitung
ioo zugeführt. Die Blasegase gehen dann über die Leitung io6 in den oberen Teil
98 des Regenerators, der dadurch erhitzt wird, z. B. auf eine Temperatur von iooo°;
die den oberen Teil 98 des Regenerators verlassenden Gase gehen dann durch die Leitung
io2 zum dem unteren Teil 89,des Regenerators, der dadurch geheizt wird, z. B. auf
eine Temperatur von 45o°. Die Blasegase strömen dann durch eine Leitung 104 ab.
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Gase-Periode a) Gasen in Aufwärtsrichtung Es wird Dampf durch die
Leitung 58 in den Gaserzeuger i eingeführt und durch Hindurchführen durch die Aschenmasse
i, überhitzt; die Wassergasreaktion findet in der 'Reaktionszone i, statt. Das erzeugte
Wassergas strömt über die Leitungen 112 und 113 ab; Öl zur Karburierung wird durch
die Leitungen i io und i i i eingeführt, denen vorerhitztes Öl folgendermaßen zugeführt
wird: Von einer Ölpumpe wird durch die Leitung 105 Öl zugeführt und geht durch den
unteren Teil 89 des Regenerators, wo es vorgewärmt wird, und geht dann durch die
Leitung iog zu den Leitungen i io und i i i. Das in den Leitungen ii-- und 113 karburierte
Wassergas strömt über den Verteiler 115 ab und gelangt dann in den oberen Teil der
Leitung io2, durch den oberen Teil 98 des Generators und zieht ab durch die Leitung
io6. Der Rest des Wassergases geht weg durch die Leitung 97 und strömt dann durch
die Leitung i o6 und die Leitung i16. Gewünschtenfalls kann ein Teil des erzeugten
Wassergases ohne Karburierung durch die Leitung 97 und 99 abgezogen werden. b) Gasen
in Abwärtsrichtung Es wird Dampf durch die Leitung io3 zugeführt und in dem oberen
Teil 98 des Regenerators überhitzt und geht dann über Leitungen io6 und 97 zu dem
obersten: Teil des Gaserzeugers i. Ein Teil des erzeugten Wassergases strömt durch
die Leitungen 3 ab; Öl für die Karburierung.wird durch Leitungen 53 und 54 eingeführt.
Der Rest des Wassergases strömt durch die Leitung 4. Das durch die Leitungen 53
und 54 zugeführte Öl kann durch Durchführung durch den unteren Teil 89 des Regenerators
vorerhitzt werden.