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Verfahren zum Entgasen bzw. thermischen Spalten von Brennstoffen und
nachfolgendem Vergasen des festen Entgasungs-bzw. Spaltungsrückstandes Die Erfindung
bezieht sich auf die Gaserzeugung aus feinkörnigen und insbesondere aus staubförmigen
festen Brennstoffen oder aus flüssigen oder gasförnligen schweren Kohlenwasserstoffen.
je nach der Art des Ausgangsstoffes und je nach der Art des gewählten
Vergasungsmittels sowie je nach der Art der wärinetechnischen Führung des
Verfahrens kann entweder ein Gas von einer bestimmten Zusammensetzung, z. B. Synthesegas,
oder ein Gas von einem bestimmten Heizwert, z. B. Stadt- oder Ferngas, hergestellt
werden. Die feinkörnigen oder staubförinigen festen Vergasungsstoffe können grundsätz-ZD
t> lieb aus jedem fossilen Brennstoff, d. h. vom Torf bis zum Anthrazit,
bestehen. Die flüssigen bzw. gasförinigen schweren Kohlenwasserstoffe können entweder
aus den biturninösen Bestandteilen des zu vergasenden festen Brennstoffes selbst
oder aber aus einer anderen Quelle stammen; in letzterem Falle kommen neben Erdöl,
Asphalt u. (Igl. vor allem die Rückstände der Teer- oder Erdölaufarbeitung, ferner
sonstige organische Stoffe, wie eingedickte Sulfitablauge u. a., in Betracht.
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Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entgasen bzw. thermischen
Spalten von Brennstoffen (feinkörnilgen oder staubföri-nigen festen Brennstoffen
bzw. flüssigen oder gasförinigen schweren b z#I Kohlenwasserstoffen oder Gemischen
dieser Stoffe) und nachfolgendem Vergasen des festen Entgasungs-bzw. Spaltungsrückstandes.
Die Erfindung benutzt dabei die Anwendung von im Kreislauf geführten
für
die Entgasung als auch die Vergasung von Brennstoffen bekannt ist. In jedem bekannten
Falle wird der Wärmeträger nur an einer Stelle aufge-Z> t' heizt. Grundsätzlich
soll mit der Verwendung eines umlaufenden erhitzten köl-nigen Wärmeträgers eine
steti-e Wärmezufuhr ermöglicht werden, was sich bei einer- Wassergaserzeugung günstig
auswirkt. Auch stellt der körnige Wärrneträ-er ein dauernd bewegtes Gitterwerk mit
einem sehr hohen und gut regelbaren Wärmeinhalt dar, das sowohl dem zu
be-
handelnden Brennstoff als auch gegebenenfalls dein Vergasungsinittel eine
große Oberfläche anbietet. Diese Vorteile sollen bei Verfahren zum Entgasen und
Vergasen -ernäß der Erfindung genutzt werden.
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Es ist auch ein Verfahren zum Entgasen eines Brennstoffes und
anschließenden Vergasen des Entgasungsrückstandes mittels eines im Kreislauf geführten
körnigen Wärmeträgers bekannt. Dieser wird auf seinem Wege einmal auf-eheizt, und
zwar durch Verbrennen von restlichem nicht vergastem K-ohlenstoff hinter der Vergasungszone
durch Einführen von Luft oder Sauerstoff. Das dabei entstehende Kohlendioxyd soll,
um das Nutzgas nicht zu verschlechtern, auf seinem weiteren Wege durch weiteren
Kohlenstoff zu Kohlenoxyd reduziert werden. In zweifacher Hinsicht ist also wertvoller
Kohlenstoff zur Aufheizung des Wärmeträgers notwendig, der somit der Vergasung entzogen
wird. Der Wirkungsgrad dieses Verfahrens kann daher nicht sehr hoch sein. Zudem
wird das Verfahren durch die großen Luftmengen bzw. den teueren Sauerstoff allein
zur Aufheizun,- des Wärmeträgers belastet. Die einzigen Regelmöglichkeiten in der
Wärmeführung in Anpassung an den jeweiligen Brennstoff bestehen in der Änderung
des Mengenverhältnisses vom Wärineträger zum Brennstoff und in der Durchsatzgeschwindigkeit.
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Zweck der Erfindung ist es, ein derartiges Verfahren zum Ent 'gasen
und Ver 'gasen von Brennstoff en zu verbessern, und zwar für jede Art von fossilen
Brennstoffen, die entweder von Natur aus bereits in einem feinkörnigen bzw. stailbförmigen
Zustand zur Verfügung stellen oder sich durch eine entsprechende Zerkleinerung in
diesen Zustand bringen lasseil, um sie unter Ausnutzung der bei der Staubform vorhandenen
sehr großen Reaktionsoberflächen der Gaserzeugung nutzbar zu machen. Sinngemäß das
gleiche gilt für die Gaserzeugung aus schweren Kohlenwasserstoffen, die
-- vor allem unter der Einwirkung der dem Wärmeträger innewohnenden Wärme
- dünnflüssig werden und sich in diesem Zustande über die gesamte Oberfläche
des Wärmeträgers verteilen und damit dem Vergasungsmittel sehr große Reaktionsflächen
bieten.
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Das ' Neue besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Brennstoff
in einem ersten Reaktionsraum durch Verinischen mit dein vor oder bei seinem Eintritt
in den ersten Reaktionsraum erhitzten Wärmeträger entgast bzw. gespalten wird und
die dampf- oder gasförmigen Entgasungs- bzw. Spalterzeugnisse abel geleitet werden,
der Wärmeträger, gemischt mit dem testen koksartigen Entgasungs- bzw. Spaltungsrückstand,
vor oder bei seinem Eintritt in einen zweiten Reaktionsraum erneut erhitzt wird
und der in diesem Gemisch enthaltene Rückstand durch Einführen von Vergasungsmitteln
in den zweiten Reaktionsraum teilweise oder vollständig vergast wird. Der wesentlichste
Vorteil dieses Verfahrens liegt in der jedesmaligen Erhitzung des körnigen Wärmeträgers
vor oder bei seinem Eintritt in die beiden Reaktionsräume für Entgasung bzw. Spaltung
und Vergasung. Hierdurch ist es möglich, den beiden Räumen die erforderliche Wärme
in der je-
weils erforderlichen Menge und Temperaturhöhe zuzuführen,
d. h. also in zwei Stufen zu regeln. Dies wirkt sich günstig auf die Qualität
der getrennt abzuziehenden Gase und Dämpfe aus, wie man auch umgekehrt in der Wahl
sowohl des Brennstoffes als auch des Vergasungsmittels frei ist. Das Nutzgas kann
eine weitgehende beliebige Zusammensetzung bzw. Anreicherung erfahren, so daß die
Ausgangsbrennstoffe, nämlich feinkörnige oder staubförmige feste Brennstoffe bzw.
flüssige oder gasförmi-e schwere Kohlenwasserstoffe oder Gemische dieser Stoffe,
in wirtschaftlichster Weise zur kontinuierlichen Erzeugung von Starkgas (Stadt-
bzw. Ferngas) nutzbar gemacht werden können.
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Die Größe der einzelnen Stücke, welche den Wärmeträger bilden, beträgt
je nach der Form im Regelfalle ?- bis 8 cm Kantenlänge oder Durchmesser.
Die E, ignung der Stückgröße wechselt mit den vergasungstechnischen Eigenschaften
sowie mit der Körnung bzw. dein Feinheitsgrad des zu vergasenden Brennstoffes; sie
läßt sich jedoch im Einzelfall durch Ausprobieren leicht ermitteln. Die Formgebung
des einzelnen Stückes soll eine lockere Lagerung und die Bildung eines gut gasdurchlässigen
Gitterwerkes durch den Wärmeträlter begünstigen, was beispielsweise durch die Anwendung
von ring-oder kreuzförmigen Gestaltungen erreicht werden kann.
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Der bei der thermischen Zerlegung von schweren Kohlenwasserstoffen
entstehende freie Kohlenstoff, z. B. Pechkoks, kann sich - falls er nicht
ohnehin unter Einwirkung des Vergasungsmittels und der hohen Temperatur des Wärmeträgers
sogleich in Gas umgesetzt wird - auf der Oberfläche des Wärmeträgers niederschlagen
und damit zum Austrag aus dem Gaserzeugerraum gelangen, wodurch jede störende Krustenbildung
innerhalb des Gaserzeugers vermieden wird.
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Das aus den einzelnen Stücken des Wärmeträgers gebildete Gitterwerk
wirkt gleichzeitig auch als ein gutes Staubfilter, in welchem die verbrennlichen
und unverbrennlichell Rückstände des Vergasungs-Brennstoffes aufgefangen und gemeinsam
mit dem Wärmeträger aus dem Gaserzeugerraum ausgetragen werden. Die Abtrennung dieser
Rückstände vom Wärmeträger kann anschließend ni it geeigneten z# 2# Mitteln, z.
B. durch Absieben od. dgl., in an sich bekannter Weise erfolgen.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht u. a. darin, daß durch
die Anwesenheit des Wärmeträgers im Gaserzeugerraum eine sehr -weitgehende Gegenwirkung
gegen züi starke oder zu schnelle Schwankungen
in der Temperaturhöhe
erfolgt, wie sie sowohl durch exotherme (z. B. Teilverbrennung) als auch durch endotherme
(z. B. Spaltung von Wasserdampf) #'orgänge bei der Gaserzeugung ausgelöst werden.
Der Wärmeträger, welcher je nach der Art des angestrebten Vergasungsvorganges
in der zweibis fünffachen Menge des zu vergasenden Brennstoffes anwesend ist, wirkt
in solchen Fällen als Wärmepuffer, weil er durch eine sofort einsetzende Wärmeaufnahrne
oder -abgabe eine zu weitgehende und deswegen den ordnungsmäßigen Vergasungsablauf
störende Überhitzung oder Unterkühlung innerhalb der Reaktions- bzw. Vergasungszone
verhindert.
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Eine weitere der dadurch erzielten vorteilhaften Auswirkungen besteht
darin, daß auf diese Weise eine längere Überschreitung des Schmelzpunktes der Brennstoffaschen
und damit die Bildung eines starken und störenden Schlackenflusses mit Erfolg verhindert
wird-, die Brennstoffasche fällt vielmehr mir feinkörnig oder leicht granuliert
an und läßt sich daher stetig und gemeinsam mit dem Wärmeträger aus dem Gaserzeuger
austragen, In ähnlicher Weise kann beispielsweise auch eine unerwünschte therinischeZerlegung
von wertvollenKohlenwasserstoffen, z. B. die Spaltung von Methan, vermieden werden.
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Andererseits läßt sich durch die bei dem neuen N'erfahren vorhandenen
vielfachen Regelmöglichkeiten die '1.'eniperatur des Wärmeträgers und damit der
Wärmevorrat in der Reaktionszone auf einer solchen Höhe halten, daß eine unerwünscht
weitgehende Kohlensäurebildung bei der Wassergasbl erzeugung verhindert wird.
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Der Zweck der Erfindun- besteht darin, jede Art von fossilen Brennstoffen,
die entweder von Natur aus bereits in einem feinkörnigen bzw. staubförtnigen Zustande
zur Verfügung stehen oder sich durch eine entsprechende Zerkleinerung in diesen
Zustand bringen lassen, unter Ausnutzung der bei der Staubform vorhandenen sehr
großen Reaktionsoberflächen der Gaserzeugung nutzbar zu machen. Sinngemäß das gleiche
gilt für die Gaserzeugung aus schweren Kohlenwasserstoffen, die - vor allem
unter der Einwirkung der dem Wärmeträger innewohnenden Wärme dünnflüssig werden
und sich in diesem Zustande über die gesamte Oberfläche des Wärineträgers verteilen
und damit dem Vergasungsmittel sehr große Reaktionsflächen bieten.
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Durch eine geeignete und auf den jeweilig angestrebten besonderen
Zweck abgestellte Auswahl der Vergasungsmittel, z. B. Luft oder reiner Sauerstoff,
Wasserdampf, Sauerstoff-Wasserdampf-Gemisch, Kohlendioxyd u. a., kann die Zusammensetzung
des zu erzeugenden Gases genau beeinflußt werden.
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Der W1ärmeträger wird vor der Entgasungsstufe in bekannter Weise erhitzt,
und zwar auf die in dieser Stufe erforderliche Temperatur. Die Erhitzung des Wärineträgers
vor oder bei Eintritt in den Vergasun-sraum, die für dieSteuerungdesVergasungsvorganges
von ausschla, gebender Bedeutung ist, wird durch eine zusätzliche Wärmequelle herbei-'reführt.
Diese entsteht in der Re-el durch eine Teilverbrennung des Brennstoffes durch das
Vergasungsmittel, z. B. Luft oder Sauerstoff. Eine innere Wärmequelle kann bei entsprechenden
Verhältnissen auch auf eine andere Weise, z. B. durch die Umformung von elektrischer
Energie in Wärme, gebildet werden. Sie kann auch als eine in das Innere des Gaserzeugers
eingebaute, jedoch vom Gaserzeugerraum abgetrennte Gas- oder Kohlenstaubfeuerung
ausgebildet sein.
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Durch eine gegenseitige Abstimmung im Einsatz dieser beiden Wärmequellen
lassen sich wichtige Vorteile erzielen. So kann beispielsweise bei der Verwendung
von Sauerstoff als Vergasungsmittel dessen Verbrauch dadurch erheblich eingeschränkt
werden, daß durch die außerhalb des Gaserzeugers befindliche Wärmequelle der Wärmeträger
sehr hoch, z. B. auf 1300' C, erhitzt wird und durch ihn große und wertvolle
Wärmernengen in den Gaserzeuger eingetragen werden, wobei diese Wärmequelle mit
einem billigen Abfallbrennstoff beheizt sein kann. Der Sauerstoff hat in einem derartigen
Falle mir die Spitzenwärme zu decken. Vor allem bei der mit großem Wärmeverbrauch
verbundenen Wassergas- und Synthesegaserzeugung wirkt sich eine derartige Maßnahme
in einer erheblichen Ersparnis an dem kostspieligen Sauerstoffaufwand aus.
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Die Wärmewirtschaftlichkeit wird weiterhin verbessert, wenn die im
Wärineträger nach seinem Verlassen der Reaktionszone noch verbleibenden sehr großen
Mengen an Restwärme zur Vorbehandlung des zu vergasenden Brennstoffes, z. B. zu
dessen Trocknung oder Schwelung, ausgenutzt werden, wobei vorgesehen werden kann,
daß die dabei entstehenden flÜchtigen Bestandteile zur weiteren thermischen Behandlung
in den Gaserzeuger eingeführt werden, Die Durchführung dieser wärmewirtschaftlicheil
und den Vergasungsprozeß vorbereitenden Maßnahme kann in der Weise geschehen, daß
der Wärineträger in unmittelbarem Anschluß an den Austrag und nach Abtrennung der
ihm beigemischten Vergasungsrückstände mit dem für den Vergasungsprozeß bereitgestellten
rohen Brennstoff zwecks unmittelbaren Wärmeaustausches innig gemischt wird; der
Drehofen ist beispielsweise eine dafür geeignete Vorrichtung. Nach erfolgtem Wärmeaustausch
wird der Wärmeträlger von dem nunmehr therrnisch vorbehandeltenBrennstoff durch
die bekannten Mittel des Siebens od. dgl. abgetrennt. Der vorbehandelte Vergasungsbrennstoff
wird, falls 23 erforderlich, anschließend einer Zerkleinerung unterworfen, wobei
dieser Zerldeinerungsvorgang durch die vorhergehende Wärmebehandlung des Brennstoffes
erheblich erleichtert wird.
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Der Wärmeträger wird nach dieser Ausnutzung seiner Restwärine der
äußeren Wärmequelle zwecks erneuter Aufheizung zugeführt. Die hierbei anfallende
Abhitze wird in an sich bekannter Weise zur Erzeugung des bei der Vergasung benötigten
Dampfzusatzes ausgewertet, so daß auch von dieser Seite aus ein Beitrag zur Verbesserung
der Wärmewirtschaft des neuen '#Jerfahrens geleistet wird.
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Die Entgasung bzw. Spaltung und/oder die Vergasung wird in manchen
Fällen dadurch verbessert,
daß sie unter einem entsprechend erhöhten
Druck, z. B. :2o atü, zur Durchführung gelangen. Die durch diese Druckerhöhung bedingten
baulichen Maßnahmen am Gaserzeuger liegen im Rahmen des in der einschlägigen Technik
bereits Bekannten und bedürfen daher keiner weiteren Beschreibung.
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Als feste körnigge Wärmeträger sind im Sinne der Erfindung vor allem
Stoffe von hoher spezifischer Wärmekapazität und einer Stückgröße von etwa i bis
8 cm Kantenlänge bzw. Durchmesser geeignet. Korund, Schamotte, grober Kies,
Eisen bzw. Metalle oder deren Oxyde, Erze, ferner Kugeln oder Stücke aus künstlichen
Gemischen von derartigen Stoffen, z. B. aus keramischen Massen mit darin eingebetteten
Eisen- oder Metalloxyden usw., kommen als geeignete Wärmeträger in Betracht. Bei
der Auswahl des für den Einzelfall geeigneten Stoffes ist zu beachten, daß er sich
entweder gegenüber den durchzuführenden gaserzeugenden Reaktionen völlig indifferent
verhält oder aber deren Ablauf im Sinne eines Katalysators begünstigt, wie dies
bekanntlich bei einigen chemischen Verbindungen von Eisen oder Schwermetallen, z.
B. Nickeloxyd, der Fall ist.
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Wenn mit dem Vergasungsvorgang eine thermische Zerlegung von schweren
Kohlenwasserstoffen und infolgedessen eine Freisetzung von Kohlenstoff bzw. die
Bildung von Pechkoks od. dgl. in stärkerem Ausmaß verbunden ist, so ist es zweckmäßig,
als Wärmeträger Stoffe mit rauher Oberfläche, beispielsweise Schamotte, Erze od.
dgl., auszuwählen, weil deren rauhe Oberfläche den Niederschlag des freigesetzten
Kohlenstoffes begünstigt; eine störende Krustenbildung an unerwünschten Stellen
wird hierdurch vermieden. Der auf den Oberflächen des hocherhitzten Wärmeträgers
niedergeschlagene Kohlenstoff bietet in seiner feinen Verteilung dem Vergasungsmittel
eine sehr große Oberfläche und damit günstige Umsetzungsbedingungen. Sollte ausnahmsweise
ein derartiger Kohlenstoffniederschlag nicht völlig in Gas umgesetzt werden, sondern
mit und auf dem Wärmeträger zum Austrag aus dem Gaserzeuger gelangen, so wird er
bei der Wiedererhitzung desselben vor der Entgasungsstufe mit verbrannt und sein
Heizwert zur Erhitzung des Wärtneträgers nutzbar gemacht.
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Zur Durchführung des neuen Verfahrens kann beispielsweise ein runder
oder rechteckiger lotrechter Schachtofen benutzt werden. Die Größe seines Durchmessers
bzw. seiner lichten Weite muß dem Vergasungsvorgang angepaßt sein. Wenn. als Vergasungsmittel
an Stelle großer Luftmengen nur sehr geringe Mengen von reinem Sauerstoff verwendet
werden sollen, so muß es trotzdem möglich sein, daß auch diese geringen Mengen sich
über den gesamten Ouerschnitt des Gaserzeugers verteilen und wirksam werden können.
Dazu ist manchmal ein rechteckiger Schachtofen mit Schmalseiten von etwa i bis 2
m besser geeignet, wenn die Zuführung des Vergasungsmittels auf den Längsseiten
erfolgt.
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Die rechteckige Ausführungsform bietet den weiteren Vorteil, daß durch
entsprechende stufenartige Einbauten an den Längsseiten des Schachtofens ein treppenartiges
Absinken des Wärmeträgers bewirkt wird, wodurch seine ständige Auflockerung erfolgt
und dem in seinen Lücken befindlichen feinkörnigen Brennstoff oder dessen Rückständen
das Abwärtsrieseln erleichtert wird.
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Durch die im Innern des Gaserzeugers befindliche Wärmequelle wird
der Schachtofen in zwei Teile unterteilt; die Wärmequelle wird sich normalerweise
etwa am unteren Ende des ersten Drittels der Ofenhöhe befinden. Wenn der in der
außerhalb des Gaserzeugers befindlichen Wärmequelle erhitzte Wärmeträger und ein
Teil oder der gesamte zu vergasende bituminöse Brennstoff von oben in den Schachtofen
eingetragen werden, so bildet sich der oberhalb der inneren Wärmequelle befindliche
Schachtofenteil in der Hauptsache zu einem Schwelraum aus, während der unterhalb
dieser Wärmequelle befindliche Schachtofenteil vorwiegend als eigentlicher Gaserzeugungsraum
wirkt. Entsprechend der baulichen Anordnung muß der gesamte Inhalt des Schwelraumes
durch die innere Wärmequelle hindurch nach dem darunter befindlichen Gaserzeugerraum
wandern und erfährt dabei durch diese Wärmequelle eine regelbare zusätzliche Erhitzung
auf eine bestimmte Temperaturhöhe, z. B. 1300' C. Bei derartigen Temperaturen
und/oder durch die innerhalb dieser Wärmequelle stattfindenden Verbrennungsvorgänge
würden die im Schwelraum entstandenen wertvollen hochwertigen Kohlenwasserstoffe,
z. B. Schwelbenzin u. dgl., ferner Methan u. a. als erste Stoffe verbrannt oder
zerlegt werden. Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die im Schwelraum entstandenen
Schwelgase und Schweldämple oberhalb der inneren Wärmequelle aus dem Schwelraum
abgezogen und unter Umgehung dieser Wärinequelle in den darunter befindlichen Gaserzeugerraum
eingeführt werden; der Heizwert des Fertiggases erfährt durch derartige Maßnahmen
eine Erhöhung. In solchem Falle gelangt nur der heiße Schwelkoks gemeinsam mit dem
Wärmeträger in die innere Wärmequelle, um dort mit dein eingeführten Vergasungs-
oder Verbrennungsmittel in geeignete Reaktionen zu treten.
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Bei einigen Brentistoffarten bietet die Einleitung von Wasserdampf
in den als Schwelraum wirkenden oberen Schachtofenteil schweltechnische Vorteile
und verbessert die Güte der Schwelerzeugnisse.
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Der zu vergasende feste Brennstoff bzw. die flüssigen oder gasförrnigen
schweren Kohlenwasserstoffe können entweder in ihrer gesamten Menge in den als Schwelraum
wirkenden oberen Schachtofenteil eingeführt werden, oder aber es gelangt an dieser
Stelle nur ein Teil zur Eintragung, während der verbleibende Rest entweder gemeinsam
mit dem Vergasungsmittel in die innere Wärmequelle oder aber in den als Gaserzeuger
wirkenden unteren Schachtofenteil eingeführt wird.
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Die Führung des erzeugten Gases erfolgt im Regelfalle im Gleichstrom
mit dem Wärmeträger, und der Abzug aus dem Gaserzeugerraum geschieht zweckmäßig
an derjenigen Stelle des Gaserzeugers, wo die Temperatur des Wärmeträgers unter
etwa 65o' C oder weniger gesunken ist, weil unterhalb
dieser
Temperaturstufe irgendwelche die Gaserzeugung fördernde oder verbessernde Vorgänge
nicht mehr zu erwarten sind.
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Die Einführung der Vergasungsl-nittel, beispielsweise der Vergasungsluft
oder des Sauerstoffes, des Sauerstoff-##,_asserdampf-Genlisches usw., erfolgt in
der Regel im Querstroni zur Bewegungsrichtung t' - z#I des U-ärmeträgers.
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Bei der Vergasung von bituminösen festen Brennstoffen sowie von flüssigen
oder gasförmigen schweren Kohlenwasserstoffen bilden sich leichte Kohlenwasserstoffe,
deren Erhaltung, z. B. zwecks Heizwertanreicherung des erzeugten Gases, wie bei
dem Methan, oder aber deren g esonderte Gewinnung zwecks anderweitiger Verwertung,
wie bei leichtsiedenden Kohlenwasserstoffen, besonders erwünscht ist. Dementsprechend
erscheint es in solchen Fällen zweckmäßig, den Anfall derartiger \Jebenprodukte
möglichst zu steigern. Eine auf dieses Ziel abgestellte Durchführungsform des neuen
Verfahrens besteht darin, durch eine entsprechende Temperaturregelung des Wärmeträgers
schädliche Überhitzungen und ungewollte thermische Zerlegungen zu vermeiden. Die
Ausgangsstoffe werden alsdann an solchen Stellen in den Gaserzeuger eingeführt,
wo die unerwünscht hohen Temperaturen nicht vorherrschen. Die zu der gewollten Umsetzung
erforderlichen Wärineinengen werden in solchem Falle durch den Einsatz entsprechend
größerer Mengen des Wärmetrügers sichergestellt. In derartigen Fällen tritt an die
Stelle einer eigentlichen Vergasung in gewissem Umfange eine thermische Zerlegung
(Krackung) der eingesetzten Ausgangsstoffe, der verhältnismäßige Anteil dieser beiden
Vorgänge hängt sowohl von den Eigenschaften des eingesetzten Ausgangsstoffes als
auch von dem Grade der Anpassung des Vergasungs- bzw. Krackverfahrens an diese Eigenschaften
ab.
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Es kann sich als zweckmäßig erweisen, zur Förderung des Durchlaufes
des körnigen Wärmeträgers Vorrichtungen oder Verfahren anzuwenden, mit welchen der
Wärmeträger bzw. der Vergasungsraum einer Erschütterung unterworfen wird. So kann
man beispielsweise an der Schachtwandung oder an den Einbauten im Schacht Rüttelvorrichtungen
anbringen, die etwa mit exzentrisch umlaufenden %fassen oder mit elektromagnetischen
Schwingsystenien arbeiten. Auch der Austrag des körni-en Wärmeträgers kann als Rüttelaustrag
ZD ti ausgebildet sein. Eine weitere Möglichkeit zur Förderung des Durchlaufes bzw.
zur Zerstörung etwaiger Brückenbildungen oder sonstiger Hemmun-,aen besteht darin,
am Unterende oder an sonstigen Stellen des Vergasungsraumes irgendwelche gasförmigen
Mittel mit höherem Druck eillzuführen, so daß eine Auflockerung des Schachtinhaltes,
unter Umständen sogar eine Durchwirbelung stattfindet. Gegebenenfalls kann das gasförmige
Mittel auch pulsierend eingeführt werden. Durch die Pulsation werden Durchbläser
verhindert. Als Gas wird man zweckmäßig das erzeugte Nutzgas, Schwelgase oder sonstige
das Endprodukt möglichst wenig beeihflussende Gas benutzen. In der Zeichnung sind
zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung schematisch dargestellt.
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ZD Abb. i zeigt einen der üblichen Gasgeneratoren mit Schwelaufsatz.
In diesem Schwelaufsatz i.
wird bei 2 der körnige, im Ofen 17 erhitzte
Wärmeträger eingeschleust, während bei 3 das zu ent- oder zu vergasende Mittel,
also etwa Brennstaub, Schweröle, Masut oder auch gasförmige Brennstoffe, eingeführt
wird. Im Schwelteil erfolgt in bekannter Weise die Entgasung bzw. die Schwelung.
Die Schwelgase werden bei 4 noch vor Übertritt des geschwelten Brennstoffes aus
dem Schwelteil abgezogen und einer Weiterverarbeitungsanlage zugeführt, in welcher
die wertvollen Bestandteile ge-
wonnen werden. Unterhalb des Schwelaufsatzes
i werden Vergasungsmittel, also z. B. Luft, Sauerstoff, Wasserdampf od. dgl., bei
5 eingeführt und treffen auf den etwas abgekühlten Wärmeträger und den geschwelten
Brennstoff. Es erfolgt nunmehr die Vergasung, die exotherin vor sich geht, so daß
lb eine erneute Erhitzung erfolgt. Das auf diese Weise gebildete Gas wird bei
7 in bekannter Weise abgezogen. Der Wärmeträger mit etwaigen Resten des Brennstoffes
und der Asche oder Schlacke wird bei 8 abgezogen, wobei er sowohl durch seine
eigene Schwere als auch durch besondere Austragmittel aus dem Schacht entfernt werden
kann.
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Es kann sich als zweckmäßig erweisen, die Schwelgase oder Schweldämpfe
nach Entziehung ihrer wertvollen Bestandteile in den Schacht 6, z. B. bei
9, einzuführen, so daß sie verkrackt und damit der Vergasung nutzbar gemacht
werden. Ferner kann es zweckmäßig sein, in den Schacht zusätzlichen Brennstaub oder
sonstige züi vergasende Stoffe einzuführen, wie bei io angedeutet ist. Der Ga,sabzug
kann statt in der Mitte auch in bekannter Weise am Umfang des Gaserzeugers, etwa
bei ii, erfolgen. Auch können die genannten Varianten in beliebiger Kombination
gleichzeitig angewendet werden.
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In Abb. 2 ist eine vollständige Anlage im Schema dargestellt. Im Gegensatz
zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Schacht nicht kreisförmig, sondern rechteckig
ausgeführt. Einbauten 15 im Schwelraum i und Schacht 6 lenken den körnigen
Wärmet r. äb -er ab und stören immer wieder seinen Aufbau, so daß sich keine Verstopfungen
od. dgl. bilden können und die Gase sowie der Kohlenstaub oder das sonstige zu vergasende
11ittel ohne zu große Widerstände durch den körnigen Wärmeträger hindurchgelangen
können. Die lockere Struktur des körnigen Wärmeträgers ist damit in jeder Phase
seiner Bewegung durch den Schwelraum und den Schacht gewährt; gegebenenfalls können
die Umlenkeinbauten 15 auch mit Rüttelvorrichtungen versehen sein.
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Der aus dem Schacht 6 bei 8 austretende Wärmeträger
gelangt zunächst auf das Sieb 16, auf dem er von etwa anhaftender oder mitgenommener
Asche oder Schlacke befreit wird. Daraufhin kann man den körnigen Wärmeträger unmittelbar
wieder erhitzen, was z. B. in dem Drehofen 17 geschehen kann, tun ihn dann bei 2
wieder in den Schwelraum zu geben. Es kann sich aber als zweckmäßig erweisen,
die
in ihm enthaltene Wärme zunächst noch weiter auszunutzen, beispielsweise zur Trocknung
oder Vorwärmung des einzuschleusenden Brennstoffes. Beispielsweise wird der vom
Sieb kommende Wärmeträger in den Drehofen 18 eingeleitet, der mit Rohkohle beschickt
wird. Die Kohle wird in der Kohlenstaubmühle ig feinkörnig vermahlen, um dann bei
3 oder io eingeführt zu werden. Der aus dem Drehofen kommende, weitgehend
abgekühlte Wärmeträger gelangt alsdann in den Drehofen 17-Zum Beheizen des Drehofens
17 kann der aus der Kohlenmühle ig kommende Brennstaub benutzt werden, wie
bei 2o angedeutet ist. Die Abhitze des Drehofens wird in einem Abhitzekessel 21
ausgewertet, der beispielsweise zur Erzeugung von Wasserdampf dient, welcher mit
dein bei io oder 22, eingeblasenen Brennstaub zusammen in den Gaserzeugerschacht
eingeführt wird.