DEP0021207DA - Verfahren zur Vergasung fester Brennstoffe - Google Patents

Description

Zum Vergasen der verschiedenen festen Brennstoffe sind Gaserzeuger bekannt, die mit aufsteigender oder absteigender Vergasung oder als Querstromvergaser arbeiten. Die Bauart des Gaserzeugers und die angewendeten Verfahren richten sich nach dem Brennstoff und dem Verwendungszweck des Gases. In allen Fällen ergeben sich Schwierigkeiten, wenn bei der Vergasung teerhaltiger Brennstoffe ein teerfreies Gas geliefert werden soll. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist u.a. vorgeschlagen worden, aus der Schwelzone des Gaserzeugers die Schwelprodukte abzusaugen und gemischt mit der Vergasungsluft in den Gaserzeuger einzuführen, so daß sie in der Glutzone verbrannt werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe in anderer Weise. Sie besteht darin, daß der Brennstoff in einer ersten Zone eines Gaserzeugers in aufsteigender Vergasung von flüchtigen Bestandteilen befreit und teilweise vergast und das erzeugte Gas mit Luft gemischt durch eine zweite Zone des Gaserzeugers geleitet wird, in der die festen Entgasungs- und Teilvergasungsrückstände der ersten Zone vergast werden.

Die zweite Zone des Gaserzeugers kann nun in aufsteigender, absteigender oder querströmender Vergasung arbeiten. Das in der ersten Zone des Gaserzeugers in aufsteigender Vergasung erzeugte Gas enthält neben den Bestandteilen des Generatorgases auch die Schwelprodukte und Crackprodukte des Brennstoffes. Wird dieses Gas der Vergasungsluft für die zweite Zone des Gaserzeugers zugesetzt, so verbrennt es bei dem Sauerstoffüberschuß mit Sicherheit, erhöht damit die Temperatur dieser Zone erheblich und wird infolge der höheren Temperatur schnell und sicher durch den Kohlenstoff zu den Bestandteilen des Generatorgases reduziert.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das in der ersten Vergasungszone mit aufsteigendem Strom erzeugte Gas vor der Mischung mit Luft gekühlt, wobei die kondensierbaren Bestandteile abgeschieden werden.

Nach einer anderen Ausführungsform wird das in der ersten Zone im aufsteigenden Strom erzeugte Gas mit Luft gemischt an die Glutzone dieser Zone zurückgeführt und dann durch die zweite Vergasungszone in absteigendem Strom geleitet.

Man erhält bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ein teerfreies Gas und darüber hinaus auch eine Leistungssteigerung infolge der höheren Temperatur. Der Erfolg des Verfahrens beruht hauptsächlich darauf, daß durch die Vorvergasung in der ersten Zone des Gaserzeugers die Teerbestandteile aus dem Brennstoff entfernt werden und in der zweiten Zone des Gaserzeugers mit einem teerfreien Brennstoff gearbeitet wird. Das Nutzgas wird also gewissermassen immer aus demselben koksartigen Brennstoff gewonnen, unabhängig davon, mit welchem Brennstoff der Gaserzeuger beschickt wird.

Die Förderung des Gases von der ersten zur zweiten Zone des Gaserzeugers kann durch ein Gebläse erfolgen. Eine einfache Anordnung ergibt sich, wenn die Vergasungsluft der zweiten Zone das Gas aus der ersten Zone selbsttätig durch eine Strahlpumpe ansaugt.

Die erste Zone mit aufsteigender Vergasung, die den Zweck hat, den Brennstoff von teerhaltigen Stoffen zu befreien und der nachfolgenden zweiten Vergasungszone einen hochtemperierten Koks zuzuführen, hat zweckmässig eine niedrige Bauhöhe, um den Strömungswiderstand in diesem Kreislauf klein zu halten und den Gaserzeuger nur geringfügig zu vergrössern.

Die Lufteinführung zu der am unteren Ende der ersten Vergasungszone liegenden Glutzone des Gaserzeugers wird vorteilhaft so zu dem Raum der ersten Zone, aus dem die aufsteigenden Gas abgesaugt werden, angeordnet, daß die Gase auf dem Wege von der Glutzone zur Absaugestelle den ganzen Schachtquerschnitt durchströmen müssen, d.h. bei Lage der Glutzone in der Achse des Gaserzeugers muß die Absaugung auf dem gesamten Umfang des Generators über der Glutzone erfolgen oder umgekehrt.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele eines nach dem Verfahren der Erfindung arbeitenden Gaserzeugers im senkrechten Schnitt.

Im mittleren Teil des Gaserzeugers sind in einigem Abstand übereinander zwei Kegeleinsätze 1, 2 vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist unterhalb des Kegeleinsatzes 1 das Luftrohr 3 eingeführt, vor dem sich zentral im Schacht eine Glutzone 4 ausbildet. Oberhalb der Glutzone liegt zwischen den beiden Kegeleinsätzen die erste Vergasungszone 5 und darüber der Füll- und Schwelschacht 6. Unterhalb der Glutzone liegt die zweite Vergasungszone 7. Die Vergasungsluft strömt infolge des z.B. von einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine erzeugten Unterdruckes von der Leitung 8 über eine Strahlpumpe 9 in das Rohr 3 ein. Zur Strahlpumpe 9 führt vom Absaugeraum 10 der ersten Vergasungszone 5 eine Leitung 12.

Durch die von der Leitung 8 zuströmende Vergasungsluft wird in der Strahlpumpe 9 Gas aus der ersten Vergasungszone 5, die mit aufsteigender Vergasung arbeitet, angesaugt. Diese erste Vergasungszone 5 erhält ebenfalls über die Leitung 3 ihre Verbrennungsluft, indem von der Glutzone 4 aus ein Teil des erzeugten Gases infolge des in der Strahlpumpe herrschenden Unterdruckes nach oben durch die Vergasungszone 5 strömt und auf diesem Wege den Brennstoff teilweise vergast und von flüchtigen Bestandteilen befreit. Das mit den flüchtigen Bestandteilen des Brennstoffes beladene Gas strömt durch die Leitung 12, die Strahlpumpe 9 und weiter mit der Vergasungsluft gemischt durch die Leitung 3 zur Glutzone der ersten Vergasungszone in den Gaserzeuger, wo vor der Ausmündung der Leitung 3 die Glutzone 4 mit sehr hoher Temperatur entsteht, in der das Gas und vor allem die flüchtigen Bestandteile des Brennstoffes mit Sicherheit verbrennen. Durch den Unterdruck der Brennkraftmaschine wird ein Teil des Gases aus der Glutzone 4, absteigend durch die zweite Vergasungszone 7, durch den Rost 13 und die Leitung 14 angesaugt. Da dieses Nutzgas in der Vergasungszone 7 eine von flüchtigen Bestandteilen freie Brennstoffschicht durchströmt, ist es frei von Teerbestandteilen, die der Brennkraftmaschine schaden könnten.

Die im Füllschacht 6 durch die Wärmezufuhr aus der ersten Vergasungszone 5 sich bildenden Schwelprodukte, wie Wasserdampf, Kohlensäure und leichtflüchtige Teere, können in an sich bekannter Weise den Produkten der aufsteigenden Vergasung zugemischt werden. Zu diesem Zwecke ist in Fig. 1 eine von oberen Teil des Füllschachtes 6 ausgehende Leitung 15 an die vom Absaugeraum 10 der ersten Vergasungszone zur Strahlpumpe 9 führende Leitung 12 angeschlossen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 arbeiten beide Zonen des Gaserzeugers mit aufsteigender Vergasung, also nicht nur die erste Zone 5, sondern auch die zweite Zone 7. Der Zone 7 wird die Vergasungsluft durch eine unter dem Rost 13 einmündende Leitung 16 zugeführt. In die erste Vergasungszone 5 strömt die Vergasungsluft durch eine Leitung 17 ein. Das erzeugte, mit den flüchtigen Bestandteilen des Brennstoffes beladene Gas wird durch eine vom Absaugeraum 10 zu einem Gebläse 18 gehende Leitung 19 abgesaugt und zur zweiten Vergasungszone 7 gefördert, wo sich das Gas mit der durch die Leitung 16 zugeführten Vergasungsluft mischt. In der Zone 7 wird der aus der ersten Zone 5 ständig nachrutschende, bereits entteerte Brennstoff vergast. Das teerfreie Nutzgas verläßt den Gaserzeuger durch die an den Absaugeraum 20 angeschlossene Leitung 21.

Zwischen den beiden Zonen des Gaserzeugers kann zweckmässig noch ein Gaskühler eingebaut werden. In dem in die Förderleitung 22 des Gebläses 18 eingeschalteten Gaskühler 23 werden die kondensierbaren Anteile des Gases niedergeschlagen und in einem nachfolgenden Abscheider 24 gesammelt. Das Gas verläßt dann gekühlt und weitgehend teerfrei den Abscheider durch eine Leitung 25, die an die Luftzuleitung 16 der zweiten Vergasungszone 7 angeschlossen ist.

Claims (6)

1.) Verfahren zum Vergasen fester Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in einer ersten Zone (5) eines Gaserzeugers in aufsteigender Vergasung von flüchtigen Bestandteilen befreit und teilweise vergast und das erzeugte Gas mit Luft gemischt durch eine zweite Zone (7) des Gaserzeugers geleitet wird, in der die festen Entgasungs- und Teilvergasungsrückstände der ersten Zone (5) vergast werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Zone (5) erzeugte Gas vor der Mischung mit Luft gekühlt wird und die kondensierbaren Bestandteile abgeschieden werden (Fig. 2).

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Vergasungszone (5) mit aufsteigendem Strom erzeugte Gas mit Luft gemischt an die Glutzone dieser Zone zurückgeführt und dann durch die zweite Vergasungszone (7) in absteigendem Strom geleitet wird (Fig. 1).

4.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Vergasungszone (5) erzeugte Gas mit Luft gemischt der zweiten Vergasungszone (7) an deren unterem Ende zugeführt wird, so daß es diese im aufsteigenden Strom durchzieht (Fig. 2).

5.) Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Vergasungszone (3) im aufsteigenden Strom erzeugte Gas durch einen mittels der Vergasungsluft betriebenen Strahlapparat (8, 9) abgesaugt und mit dieser Luft gemischt wird (Fig. 1).

6.) Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Lage der am unteren Ende der Vergasungszone (5) befindlichen Glutzone (4) in der Achse des Gaserzeugers das Absaugen des in aufsteigendem Strom in der ersten Vergasungszone (5) erzeugten Gases am Umfang des Gaserzeugers erfolgt oder umgekehrt.