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Verfahren zur stetigen Stadtgaserzeugung aus Uten Gegenstand des Hauptpatents
960 307 ist ein Verfahren zur stetigen Stadtgaserzeugung aus Olen, wobei
die Öle im Gegenstrom zu einem hocherflitzten, als Wärmeträger dienenden und durch
einen Reaktionsraum absinkenden Feststoff in den Reaktionsraum eingeleitet, in dessen
Unterteil verdarnpft und zu Olgas umgewandelt sowie anschließend in dessen Oberteil
in Gegenwart überhitzten Wasserdampfes und gegebenenfalls eines weiteren Sauerstoffträgers
zu Stadtgas umgesetzt «erden. Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrens besteht
darin, daß die flüssigen Brennstoffe an keiner Stelle einer örtlichen Überhitzung
ausgesetzt werden, so daß es nicht zur Bildung von Ölkoks kommen kann. Dazu dient
der zweckmäßig im Kreislauf geführte feste Wärmeträger, dessen Menge, Eintrittstemperatur
und Durchlaufgeschwindigkeit durch den Reaktionsraum man in einfacher Weise regeln
und dadurch die in der Zeiteinheit auf den flüssigen Brennstoff übergehende Wärmemenge
sehr genau bestimmen kann.
Es ist an sich bekannt, einen als Wärmeträger
dienenden Feststoff im Kreislauf durch eine -aus mehreren Räumen bestehende Anlage
zu führen, ihn in der oberen Kammer zu erhitzen und in einer weiteren zur thermischen
Behandlung von Gasen heranzuziehen. In diese, welche .man im allgemeinen als Reaktionskammer
bezeichnet, führt man dabei Naturgase, Wasserdampf oder Kohlendioxyd ein, mit dem
Ziel, ein Synthesegas für das Fischer-TropschVerfahren zu erzeugen. Diese in die
Reaktionskammer einzuführenden Gase müssen jedoch durchweg in fremden Anlagen gewonnen
werden.
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Es ist an sich bekannt, einen als Wärmeträger dienenden Feststoff
im Kreislauf durch eine aus mehreren Räumen bestehende Anlage zu führen, ihn in
der oberen Kammer zu erhitzen und in einer weiteren zur thermischen Behandlung von
Gasen heranzuziehen. Bei einem Verfahren wird der in der Reaktionskammer erwärmte
feste Wärmeträger in weiteren Kammern zur Vorwärmung der gasförmigen Reaktionsteilnehmer
benutzt. Bei einem weiteren Verfahren gelangt ein erhitzter fester Wärmeträger in
eine Kammer, die allgemein als Reaktionskammer bezeichnet wird und in die NTaturgase,
Wasserdampf oder Kohlendioxyd eingeführt werden mit dem Ziel, ein Synthesegas für
das Fischer-Tropsch-Verfahren zu erzeugen. Diese in die Reaktionskammer einzuführenden
Gase müssen jedoch durchweg in fremden Anlagen gewonnen werden.
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Es ist auch bekannt, die Entgasung fester Brennstoffe mit im Kreislauf
geführten festen Wärmeträgern vorzunehmen und hierbei Wärmeträger und Brennstoffe
im Gleichstrom wie auch im Gegenstrom zu führen. Das letztere Verfahren läßt sich
jedoch nur durchführen, wenn feinkörnige oder staubförmige Brennstoffe verwendet
werden, die mit Hilfe eines Trägergases den erhitzten festen Wärmeträgern entgegengeführt
werden können.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß sich das Verfahren nach dem Hauptpatent
sinngemäß auch zur Entgasung geeigneter fester Brennstoffe anwenden läßt.
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Bei der Brennstoffentgasung durch Schwelung oder Verkokung bestimmt
die angestrebte Beschaffenheit des erzeugten Kokses in der Regel das Maß und die
Art der Entgasung. Dementsprechend erhält man .ein Entgasung sgas, dessen Zusammensetzung
sich nach dem auf die vorstehende Bedingung festgelegten Entgasungsvorgang richtet
und nicht oder nur unwesentlich verändert werden kann. An sich ließe sich die Ausbeute
an wertvollen Kohlen-,vasserstoffen beträchtlich erhöhen, wenn man die Entgasung,
der Eigenart des betreffenden Brennstoffes angepaßt, ohne Rücksicht auf die Beschaffenheit
des anfallenden festen Entgasungsrückstandes vornehmen würde.
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Dieses Ziel kann man mit Hilfe des Verfahrens nach dem Hauptpatent
in sinngemäßer Angleichung an die besonderen Erfordernisse der Entgasung fester
Brennstoffe in einfacher Weise erreichen. Wesentlich für die Erfindung ist, daß
der Brenn-Stoff nicht oder nur wenig backt und der Rückstand sich leicht von dem
als.unmittelbarer Wärmeträger dienenden Feststoff mechanisch abscheiden läßt. Als
geeignete Brennstoffe im Sinn der Erfindung kommt nicht oder nur schwach backende
Steinkohle, Braunkohle, Torf, Lignit und andere Brennstoffe geringer Backfähigkeit
in Betracht. Bekanntlich fällt bei der Entgasung solcher Brennstoffe .ein loser
krümeliger und verhältnismäßig feinkörniger Koks als Entgasungsrückstand an, dessen
Abscheidung von dem festen Wärmeträger keine Schwierigkeiten bereitet. Voraussetzung
hierfür ist aber, daß während der Entgasung das Backbitumen des Brennstoffes möglichst
schnell thermisch zersetzt wird und es infolgedessen nicht zur Bildung größerer
Koksstücke kommt. Die schnelle Bitumenzersetzung hängt von dem Maß der in der Zeiteinheit
zugeführten Wärme ab. Dieses ist bei der üblichen Entgasung fester Brennstoffe mit
Außenbeheizung des Entgasungsraumes und/oder Innenbeheizung mittels eines gasförmigen
Spülmittels in der Regel nicht groß genug. Erst die Verwendung eines als unmittelbarer
Wärmeträger dienenden Feststoffes gemäß dem Verfahren nach dem Hauptpatent gewährt
die Möglichkeit, infolge der sehr hohen Enbhalpie des Wärmeträgers dem Brennstoff
die erforderliche Wärmemenge zuzuführen, ahne örtliche Überhitzung und damit unerwünschte
thermische Zersetzungen der sich bildenden wertvollen Kohlenwasserstoffe befürchten
zu müssen.
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Das. Wesentliche der Erfindung besteht in folgendem: Das Verfahren
zur stetigen Gaserzeugung naoh dem Hauptpatent soll in der Weise weiter ausgestaltet
werden, daß geeignete feste Brennstoffe, wie nicht oder nur schlecht backende Steinsohle,
Braunkohle, Torf, Lignit und andere Brennstoffe mit schlechter Backfähigkeit, dem
umlaufenden festen Wärmeträger zugemischt und dabei entgast werden. Die im Entgasungsraum
anfallenden gasförmigen Erzeugnisse werden, nachdem sie von den Entgasungsrückstände.n
befreit wurden, erfindungsgemäß weiter in einen Reaktionsraum abgeleitet, in dem
sie entsprechend crem Verfahren nach dem Hauptpatent mit dem festen Wärmeträger
in unmittelbare Berührung !:Bemmen. Je nach den Betriebsbedingungen, insbesondere
der Aufenthaltsdauer dieser Gase im Reaktionsraum, kann man ihre thermische Behandlung
so steuern, daß ein Endgas der gewünschten Zusammensetzung anfällt, vorzugsweise
ein Gas, das nach Abscheidung der wertvollen Kohlenwasserstoffe den Stadtgasnormen
entspricht. Der krümelig anfallende Entgasungsrückstand kann nach Abtrennung von
dem als Wärmeträger dienenden Feststoff beliebig- verwendet, b ispielsiveise nach
B.rikettierung mit einem geeigneten Bindemittel in einer besonderen Anlage verkokt
oder zur Kesselfeuerung benutzt werden.
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Zur Beschleunigung der Brennstoffentgasung kann man gegebenenfalls
dem Entgasungsraum ein geeignetes gasförmiges Spülmittel zuleiten. In Übereinstimmung
mit den Erfordernissen des
Einzelfalles läßt sich hierfür jedes
geeignete Trägergas, insbesondere ein Teilstrom des erzeugten Entgasungsgases selbst
oder auch überhitzter Wasserdampf, verwenden. Gegenüber dem bekannten Verfahren
zeigt das vorliegende insbesondere den Vorteil, daß das zuzuführende Gas unter Ausnutzung
der vorhandenen Wärme im Kreis.laufprozeß selbsf erzeugt wird, so daß man also von
zusätzlichen Gaserzeugeranlagen unabhängig ist.
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Man kann die Anordnung so treffen, daß der Entgasungsraum in bezug
auf den Weg der im Kreislauf geführten Feststoffe dem Reaktionsramm nachgeschaltet
ist. Eine andere Ausführungsform sieht vor, Reaktionsraum und Entgasungsraum parallel
zu schalten. Die Absaugu.ng der gasförmigen Entgasungserzeugnisse kann durch einen
oder mehrere Ejektoren unterstützt werden., die sich in der bzw. den zum Reaktionsraum
führenden Gasleitungen befinden, wobei die Ejektoren durch Druckgas oder flüssige
Brennstoffe unter Druck gespeist werden.
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In der Zeichnung ist in schematischer Darstellung eine zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Anlage veranschaulicht.
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Der- feste Wärmeträger wird in einer Heizkammer i, z. B. durch eine
Gasfeuerung 2, auf die erforderliche Temperatur gebracht, aus der Kammer i in einen
Reaktionsraum 3 und aus diesem in einen Entgasungsraum 4 eingeschleust und gelangt
endlich in einen Siebraum 5. Der zu entgasende feste Brennstoff wird dem Raum 4
durch Zubringerschnecken 6 od. dgl. zugeführt und wandert zusammen mit dem festen
Wärmeträger durch diesen Raum zum Siebraum 5, wo er nach Abscheidung von dem abgekühlten
Wärmeträger bei 7 znr weiteren Verwendung abgezogen wird. Der Wärmeträger selbst
gelangt aus dem Siebraum zu einer Fördereinrichtung 8, die ihn zu der Heizkammer
i zurückbringt. Der Kreislauf des Wärmeträgers ist in bekannter Weise durch zeitweilige
völline oder teilweise --'#,bsperrung der zwischen den einzelnen Räumen angeordneten
Eintragschleusen o regelbar. Die vom Siebraum 5 zur Fördereinrichtung 8 führende
Schurre io wird zweckmäßig als Zwischenbunker ausgebildet, um hier gegebenenfalls
eine entsprechende Menge des Wärmeträgers stapeln zu können. Der durch Atzrieb und
nicht völliger Absiebung entstehende %'erlust des festen Wärmeträgers kann durch
Aufgeben frischen Feststoffes an geeigneter Stelle, beispielsweise in die Heizkammer
i und/oder auf die Schurre bzw. den Zwischenbunker io, ausgeglichen werden.
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Zur Erleichterung ,und Beschleunigung der Brennstoffentgasung im Raum
4 können bei i i geeignete gasförmige Spülmittel eingeführt werden, die zusammen
mit dem entstehenden Destillationsgas im Gegenstrom zu dem Brennstoff und dem sNärmeträger
nach oben steigen und durch Umgangsleitungen i2 in den Reaktionsraum 3 gelangen.
Zur verstärkten Absaugung der Gase aus dem Entgas-ungsraum 4 dienen in den Leitungen
1.2 vorgesehene Ejektoren 13 od. dgl., die mit einem geeigneten Druckgas, gegebenenfalls
unter Zusatz flüssiger Brennstoffe, gespeist werden. Nach der thermischen Behandlung
der durch-die Leitungen 12 zuströmenden Gase im Reaktionsraum 3 entweicht das Endgas
gewünschter Zusammensetzung durch eine Leitung 14 zur Gewinnungsanlage der Kohlenwertstoffe
bzw. zum Verbrauchsort. Zur Ableitung der verbrauchten Heizgase aus der Kammer i
dient eine Leitung 15.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist keineswegs an die vorstehend beschriebene
Anlage gebunden. So kann man beispielsweise die Räume 3 und 4 in bezug auf den Weg
des festen Wärmeträgers parallel schalten, so daß jeder Raum aus der Heizkammer
i eine unabhängig regelbare Teilmenge des erhitzten Wärmeträgers erhält. In diesem
Fall würde zweckmäßig der den Reaktionsraum 3 abgekühlt verlassende Wärmeträger
dem aus dem Siebraum 5 kommenden Wärmeträger auf der Schurre bzw. im Zwischenbunker
io zugesetzt werden. Zur Brennstoffentgasung lassen sich ferner auch Durchlaufschachtöfen,
Drehtrommeln und ähnliche Entgasungsapparate mit Außen- und/oder Innenbeheizung
verwenden. Unter Umständen empfiehlt es sich, in den Weg des Wärmeträgers hinter
der Heizkammer i einen weiteren gut isolierten Zwischenbunker einzuschalten, um
bei plötzlicher Steigerung des Wärmebedarfs im Reaktions- und Entgasungsraum eine
gewisse Reservemenge erhitzten Feststoffes zur Verfügung zu haben.