DE956938C

DE956938C - Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Synthesegas und mechanischer Energie in Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE956938C
Application number: DED21418A
Authority: DE
Inventors: Dr Lajos Von Szeszich
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1955-10-02
Filing date: 1955-10-02
Publication date: 1957-01-24

Description

Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Synthesegas und mechanischer Energie in Verbrennungskraftmaseainen Es ist bekannt, Gemische gas- oder nebelförrriiger Kohlenwasserstoffe in Verbrennungskraftmaschinen mit zur vollständigen Verbrennung nicht ausreichenden Mengen von Sauerstoff umzusetzen. Hierbei wird neben mechanischer Energie gleichzeitig wertvolles Synthesegas gewonnen. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der Patentschrift 937 369 beschrieben.
Bei der Durchführung derartiger Verfahren hat es sich gezeigt, daß der Verbrennungsmotor härter arbeitet, als dies bei einem normalen Lu,fthatrieb, d.. h. wenn ein Brennstoff mit Luft bei vollständiger Verbrennung in, dem Motor verbrannt wird, der Fal!l,i;sit. Es können zeitweise klopfartigeRrs#c@einungen auftreten, die den Motor stark beanspruchen. Weitere Untersuchungen haben nun gezeigt, daß diese Miß,stärnde vermieden werden können, wenn man unter Bedingungen arbeitet, bei denen o,ö5 bis 25% des im Umsetzungsgemisch enthaltenen Kohlenwasserstoffes zu Ruß umgesetzt werden. Überraschenderweise stört diese Rußbildung auch bei längerem Betrieb weder die Zündung des Umsetzungsgemisches noch den Betrieb des Motors selbst.
Zur Erzielung der Rußbildung lassen sich verschiedene Maßnahmen für sich oder zusammen verwenden. Man kann die Rußhildung durch Herabsetzung der Sauerstoffkonzentration im Umsetzungsgemisch fördern. Man kann ferner das Umsetzungsgemisch mit solchen Gasen und Dämpfen verdünnen, die an der Umsetzung nicht teilnehmen. Schließlich kann man durch verstärkte Kühlung die Reaktionstemperatur herabsetzen, was ebenfalls die Rußbildung verstärkt.
Besonders wirksam für die Herabsetzung der Sauerstoffkonzentration und damit zur Erzielung eines weichen Ganges der Maschine, ohne merkbare Herabsetzung der Zündwilligkeit des Umsetzungsgemisches, ist der Zusatz von höheren Kohlenwasserstoffeh zu dem Umsetzungsgemisch vor oder innerhalb der Maschine. Als solche können auch schwere Mineralölfraktionen oder Teeröle dienen, die man entweder vor der Maschine in dem Umsetzungsgemisch vernebelt oder in den Verbrennungsraum der Maschine vor oder kurz nach der Zündung einspritzt.
Zur Verdünnung des Umsetzungsgemisches kann man beispielsweise einen Teil des Synthesegases in die Maschine zurückführen. Als weitere Verdünnungsgase oder -dämpfe kommen in erster Linie Kohlensäure und Wasserdampf in Betracht. Man kann Kohlensäure entweder als solche dem Umsetzungsgemisch zugeben, oder man kann dieses Gemisch oder einen der Bestandteile mit Kohlensäure enthaltendem Wasser, das in Betrieben, wo Synthesegas .gebraucht wind, praktisch stets. zur Verfügung steht, berieseln. Der Wasserdampf kann ebenfalls als solcher dem Umsetzungsgemisch zugegeben werden oder aber man kann das Umsetzungsgemisch oder einen der Bestandteile in einem Sättiger durch Berieselung mit Wasser entsprechender Temperatur mit Wasserdampf sättigen. Bei dieser Ausiführungsform. kann man vorzugsweise das erwärmte Kühlwasser des Verbrennungsmotors zur Berieselung bzw. Sättigung des Umsetzungsgemisches benutzen, wodurch.gleichzeitig eine gewisse Rückkühlung des umlaufenden Kühlwassers erzielt .wird.
Eine Verstärkung der Kühlung kann man entweder so bewirken, daß man den Motor bei möglichst niedriger Ablauftemperatur des Kühlwassers betreibt. Eine verstärkte Kühlung und gleichzeitig eine Verdünnung des Umsetzungsgemisches wird erzielt, wenn man Wasser entweder vor der Maschine in dem Umsetzungsgemisch vernebelt, odier wenn man Wasser in den Verbrennungsraum einspritzt. Das Einspritzen des Wassers kann man vor oder kurz nach der Zündung bewerkstelligen. Das Einspritzen von Wasser in den Verbrennungsraum kann besondere Vorteile bieten, wenn gleichzeitig das .Auslaßventil oder der Auslaßschlitz des Motorzylinders bereits geöffnet, das Einlaßventil bzw. der Einlaßschlitz jedoch noch geschlossen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung mechanischer Energie und von Synthesegas in Verbremnungskraftmaschinen, durch Umsetzung eines Gemisches gas- oder nebelförmiger Kohl.enwasserstoffe mit zur vollständigen Verbrennung nicht ausreichenden Mengen, Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß o,05 bis 15 % des im Umsetzungsgemisch enthaltenen Kohlenwasserstoffs zu Ruß umgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration im Umsetzungsgemisch herabgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserdampf dem Umsetzungsgemisch zugesetzt oder Wasser in dasselbe eingespritzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, daß höhere Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstofföle zum Umsetzungsgemisch angesetzt wenden.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des gebildeten Synthesegases in das Umsetzungsgemisch zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsraum der Kraftmaschine gekühlt wird.
7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d.aß inerte Gase, vorzugsweise Kohlendioxyd, zu dem Umsetzungsgemisch zugesetzt werden. B. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbrennungsraum Wasser kurz vor oder nach. der Zündung eingespritzt wird. g. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den- Verbrennungsraum Wässer eingespritzt wird, wobei gleichzeitig die Auslaßorgane geöffnet und, die Einlaßorgane geschlossen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 415214; ,deutsche Auslegeschrift D 1666i IVa/i2i.