DEP0021207DA

DEP0021207DA - Process for the gasification of solid fuels

Info

Publication number: DEP0021207DA
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Hingst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1950-11-16

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.Gas generators which work with ascending or descending gasification or as cross-flow gasifiers are known for gasifying the various solid fuels. The design of the gas generator and the processes used depend on the fuel and the purpose of the gas. In all cases difficulties arise when a tar-free gas is to be supplied in the gasification of tar-containing fuels. In order to overcome these difficulties, it has been proposed, inter alia, to suck off the carbonization products from the smoldering zone of the gas generator and to introduce them into the gas generator mixed with the gasification air so that they are burned in the smoldering zone.

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.The invention solves this problem in a different way. It consists in that the fuel in a first zone of a gas generator is freed of volatile constituents in ascending gasification and partially gasified and the gas produced is mixed with air through a second zone of the gas generator in which the solid degassing and partial gasification residues of the first zone to be gassed.

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.The second zone of the gas generator can now work in ascending, descending or cross-flow gasification. The gas generated in the first zone of the gas generator in ascending gasification contains not only the components of the generator gas but also the carbonization products and cracking products of the fuel. If this gas is added to the gasification air for the second zone of the gas generator, it will certainly burn with the excess oxygen, thus increasing the temperature of this zone considerably and, as a result of the higher temperature, is quickly and reliably reduced by the carbon to the components of the generator gas.

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.According to an advantageous embodiment of the invention, the gas generated in the first gasification zone with an ascending flow is cooled before being mixed with air, the condensable constituents being separated out.

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.According to another embodiment, the gas generated in the first zone in the ascending flow, mixed with air, is returned to the glowing zone of this zone and then passed through the second gasification zone in a descending flow.

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.When using the method according to the invention, a tar-free gas is obtained and, in addition, an increase in output as a result of the higher temperature. The success of the process is mainly based on the fact that the pre-gasification in the first zone of the gas generator removes the tar constituents from the fuel and a tar-free fuel is used in the second zone of the gas generator. The useful gas is to a certain extent always obtained from the same coke-like fuel, regardless of which fuel the gas generator is charged with.

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.The gas can be conveyed from the first to the second zone of the gas generator by a fan. A simple arrangement results when the gasification air of the second zone automatically sucks in the gas from the first zone by means of a jet pump.

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.The first zone with ascending gasification, which has the purpose of freeing the fuel from tar-containing substances and supplying a high-temperature coke to the subsequent second gasification zone, is expediently low in height in order to keep the flow resistance in this circuit small and to only slightly restrict the gas generator enlarge.

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.The air inlet to the glow zone of the gas generator located at the lower end of the first gasification zone is advantageously arranged in such a way to the space of the first zone from which the rising gas is extracted that the gases must flow through the entire shaft cross-section on the way from the glow zone to the extraction point , ie if the glow zone is in the axis of the gas generator, the suction must take place over the entire circumference of the generator above the glow zone or vice versa.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele eines nach dem Verfahren der Erfindung arbeitenden Gaserzeugers im senkrechten Schnitt.In the drawing, FIGS. 1 and 2 show two exemplary embodiments of a gas generator operating according to the method of the invention in vertical section.

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.In the middle part of the gas generator, two conical inserts 1, 2 are provided one above the other at some distance. In the embodiment of FIG. 1, the air pipe 3 is inserted below the conical insert 1, in front of which a glow zone 4 is formed centrally in the shaft. Above the glow zone is the first gasification zone 5 between the two cone inserts and above the filling and smoldering shaft 6. Below the glow zone is the second gasification zone 7. The gasification air flows over from the line 8 as a result of the negative pressure generated by an internal combustion engine (not shown), for example a jet pump 9 into the pipe 3. A line 12 leads from the suction space 10 of the first gasification zone 5 to the jet pump 9.

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.Due to the gasification air flowing in from the line 8, gas is sucked into the jet pump 9 from the first gasification zone 5, which works with ascending gasification. This first gasification zone 5 also receives its combustion air via line 3, in that part of the gas generated flows from the embers zone 4 upward through the gasification zone 5 due to the negative pressure prevailing in the jet pump and in this way partially gasifies the fuel and of volatile constituents freed. The gas loaded with the volatile constituents of the fuel flows through the line 12, the jet pump 9 and further mixed with the gasification air through the line 3 to the glow zone of the first gasification zone in the gas generator, where the glow zone 4 with a very high before the outlet of the line 3 This creates a temperature at which the gas and, above all, the volatile components of the fuel burn with certainty. Due to the negative pressure of the internal combustion engine, part of the gas is sucked in from the glow zone 4, descending through the second gasification zone 7, through the grate 13 and the line 14. Since this useful gas flows through a fuel layer free of volatile constituents in the gasification zone 7, it is free of tar constituents which could damage the internal combustion engine.

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.The carbonization products, such as water vapor, carbon dioxide and volatile tars, which form in the feed chute 6 as a result of the supply of heat from the first gasification zone 5, can be mixed in with the products of the ascending gasification in a manner known per se. For this purpose, in FIG. 1 a line 15 extending from the upper part of the filling chute 6 is connected to the line 12 leading from the suction chamber 10 of the first gasification zone to the jet pump 9.

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.In the embodiment of FIG. 2, both zones of the gas generator operate with ascending gasification, i.e. not only the first zone 5 but also the second zone 7. The gasification air is fed to the zone 7 through a line 16 opening under the grate 13. The gasification air flows into the first gasification zone 5 through a line 17. The gas produced, loaded with the volatile constituents of the fuel, is sucked off through a line 19 going from the suction space 10 to a fan 18 and conveyed to the second gasification zone 7, where the gas mixes with the gasification air supplied through the line 16. In zone 7, the fuel which has already been de-tarred and which is constantly sliding down from the first zone 5 is gasified. The tar-free useful gas leaves the gas generator through the line 21 connected to the suction space 20.

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.A gas cooler can expediently be installed between the two zones of the gas generator. In the gas cooler 23 connected to the feed line 22 of the fan 18, the condensable components of the gas are precipitated and collected in a subsequent separator 24. The gas then leaves the separator, cooled and largely free of tar, through a line 25 which is connected to the air supply line 16 of the second gasification zone 7.

Claims

1.) A method for gasifying solid fuels, characterized in that the fuel in a first zone (5) of a gas generator freed from volatile constituents in ascending gasification and partially gasified and the gas produced is mixed with air through a second zone (7) of the gas generator is passed, in which the solid degassing and partial gasification residues of the first zone (5) are gasified.

2.) The method according to claim 1, characterized in that the gas generated in the first zone (5) is cooled before mixing with air and the condensable components are separated (Fig. 2).

3.) The method according to claim 1, characterized in that the gas generated in the first gasification zone (5) with ascending flow mixed with air is returned to the glowing zone of this zone and then passed through the second gasification zone (7) in a descending flow (Fig . 1).

4.) The method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas generated in the first gasification zone (5) mixed with air is fed to the second gasification zone (7) at its lower end so that it runs through it in the ascending stream (Fig . 2).

5.) Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the gas generated in the first gasification zone (3) in the ascending stream is sucked off by a jet device (8, 9) operated by means of the gasification air and mixed with this air (Fig . 1).

6.) Device for performing the method according to claim 1, characterized in that in the position of the glow zone (4) located at the lower end of the gasification zone (5) in the axis of the gas generator, the suction of the rising flow in the first gasification zone (5) generated gas takes place on the circumference of the gas generator or vice versa.