NL7906303A

NL7906303A - Brandstofvergasser.

Info

Publication number: NL7906303A
Application number: NL7906303A
Authority: NL
Original assignee: Thomassen Holland Bv
Priority date: 1979-08-20
Filing date: 1979-08-20
Publication date: 1981-02-24
Also published as: US4317658A; EP0024366B1; EP0024366A1; JPS5630492A; DE3067690D1; ATE7304T1

Description

V

I* J " .' - - — -- -

Aanvraagster: THOMASSEN-HOLLAND B.V. te Eh.ed.en Titel : Brandstofvergasser

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bereiden van een brandbaar gasmengsel uit vaste of vloeibare I brandstoffen, zoals steenkool of zware olie, onder toepassing van | een behandelingshuis voorzien van een toevoer voor de brandstof naar 5 i de ene zijde van een steunrooster en een toevoer van een vergassings-[ medium langs de gehele andere zijde van het rooster. Dergelijke in-I richtingen zijn in verschillende varianten bekend, waarbij het echtei i ! niet mogelijk is in een geautomatiseerd ononderbroken procédé tot eer continue bereiding van het brandbare gasmengsel te komen.

10 | De uitvinding beoogt een in constructief opzicht zeer ' eenvoudig apparaat te verschaffen waarmede een continue bereiding mogelijk is en waarbij binnen een zeer beperkt ruimtelijk bestek zowel vaste als vloeibare brandstoffen kunnen worden vergast. Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het steunrooster gevormd 15 . wordt door ten minste een draaibaar opgestelde kegelvormige korf, waarbij de brandstoftoevoer is gelegen aan het korfeinde met de kleinste diameter en een asafvoer aan het korfeinde met de grootste diameter terwijl een uitlaat van het brandbare gasmengsel is gelegen nabij de hartlijn van de korf (korven), en waarbij tijdens bedrijf een 20 . zodanig toerental van de korf (korven) in stand wordt gehouden dat de brandstof tegen het steunrooster wordt gedrukt.

Opgemerkt wordt dat onder het woord "kegelvormig" niet alleen de vorm van een rechte kegel wordt bedoeld, doch eveneens een paraboloxde of hyperboloide en in het algemeen elk oowentelingsvlak 25 , dat aan het ene uiteinde een kleinere middellijn heeft dan aan het | andere uiteinde.

| Door een juiste keuze van de hellingshoek en het toeren- | tal van de korf (de korven) en de luchtsnelheid kan een voortbeweging ' van de vaste brandstofdeeltjes of de vloeibare brandstof van het ene 30 korfeinde naar het andere worden verkregen, zodat met een ononderbro— . ken aanvoer van de brandstof en een continue afvoer van de as, een blijvende bereiding van een brandbaar gasmengsel dat eventueel meteen 7906303 “2 - kan worden verbruikt, wordt verkregen. Dit laatste is van belang omdat het geproduceerde brandbare gasmengsel een hoge temperatuur zal hebben en bij een rechtstreeks gebruik van dit gasmengsel een calorisch verlies wordt vermeden.

5 Een verder voordeel van de inrichting volgens de uit vinding bestaat hierin dat een aantal schadelijke verontreinigingen (zgn. contaminants) met de as mee worden afgevoerd, hetgeen vooral bij de vergassing van zware oliën zeer belangrijk kan zijn. Het verkregen gasmengsel kan gebruikt worden voor het voeden van een gas-10 turbine of een gasmotor, doch ook voor ketels en alle soorten calorische werktuigen in het algemeen. De inrichting volgens de uitvinding onderscheidt zich in het bijzonder doordat in een klein bestek een hoge energie dichtheid wordt bereikt.

In een voorkeursuitvoering is de kegelvormige korf op-15 i gebouwd uit ten minste twee co-axiale delen, die evenveel behande- j ! lingstrappen van de bereiding vormen, waarbij het vergassingsmedium ! : in de laatste trap wordt ingevoerd en vervolgens naar de voorafgaande trappen wordt doorgevoerd. In een dergelijke uitvoering kan men ' een scheiding verkrijgen tussen de twee belangrijkste trappen van het 20 | vergassingsprocédé namelijk de ontgassing van de brandstof en de ver· ! gassing d.w.z. de omzetting tot CO. Het vergassingsmedium (meestal i | lucht) wordt dan in de tweede trap ingevoerd en zodanig verhit dat • het verkregen gasmengsel kan worden benut voor de eerste trap namelijk de ontgassing.

25 Bij voorkeur zijn de co-axiale delen van de draaibare ! korf concentrisch binnen elkaar opgesteld waarbij de kegelvorm van opvolgende delen van de korf tegengesteld is, zodat de brandstof een zig-zag vormig pad binnen het huis doorloopt. Een dergelijke uitvoering beperkt de lengte van de inrichting en maakt een zeer compacte 30 bouw mogelijk. Het is daarbij niet strikt nodig alle delen van de korf met een zelfde snelheid aan te drijven zodat een of meer coaxiale delen van de kegelvormige korf kunnen zijn voorzien van aan-I drijfmiddelen waarmede een andere rotatie snelheid kan worden opge-I wekt dan van de overige korfdelen. Dit is belangrijk bij het beïn-35 = vloeden van de vereiste centrifugaalkracht, de voortbewegingssnelhei 1

*? ? -7¾ T

/ *J * ^ »11

J >/ y* ·*/ 'J

t -3 - van de brandstof langs de korf en dergelijke·

Aangezien het mogelijk is dat verontreinigingen uit de brandstof meegevoerd worden in het gasmengsel) onderscheidt een i uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zich doordat 5 tussen de uitlaat van het brandbare gasmengsel en de draaibare korf voor de te vergassen brandstof een zeef is opgesteld voor het ver-i wijderen van verontreinigingen uit het gasmengsel.

• Onder verontreiniging worden in dit verband verstaan i die bestanddelen, zowel vast (bijvoorbeeld asdeeltjes) als gasvormig 10 | die of schadelijk zijn voor werktuigen (bijvoorbeeld V^O,-) of die ' wegens milieu eisen niet wenselijk worden geacht (bijvoorbeeld E^S),

Bij voorkeur is de zeef uitgevoerd als een eo-axiaal • met de draaibare korf (korven) opgestelde kegelvormige hulpkorf met een toevoer van absorberend materiaal aan het smalle uiteinde en een 15 afvoer aan het brede uiteinde dat zich bevindt aan die zijde,van het huis, welke ligt tegenover de zijde met de asafvoer.

De uitvinding zal nader worden toegelicht «an de hand van de tekening die enkele uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding schematisch weergeeft.

20 Fig. 1 is een axiale doorsnede over een eerste uit- ! voeringsvorm voorzien van een uit één enkel deel bestaande kegelvormige korf.

Fig. 2 is een andere uitvoeringsvorm waarbij de korf uit twee concentrische delen is opgebouwd.

25 Fig. 3 is een variant waarbij een hulpkorf wordt toe gepast voor het dragen van een absorbent, welke korf binnen de andere korfdelen is opgesteld.

Fig. b is een uitvoeringsvorm overeenkomstig Fig. 3 i I waarbij de hulpkorf co-axiaal in het verlengde van de andere korfde-30 | len is opgesteld.

j De eenvoudigste uitvoeringsvorm van de brandstofvergas- j ser zoals afgebeeld in Fig. 1 bestaat uit een huis 1 waarbinnen een > steunrooster 2 aanwezig is. Dit steunrooster wordt gevormd door een draaibaar opgestelde kegelvormige korf met een centrale as 3 welke 35 via enkele steunstrippen 4 de korf 2 draagt. Het huis 1 is voorts

7SQ53QJ

* -if - voorzien van een toevoer 5 voor de brandstof die kan bestaan uit vaste deeltjes (steenkool) of vloeibaar materiaal (bijvoorbeeld zware olie). Deze toevoer 5 is gelegen aan het korfeinde met de kleinste diameter, gelegen aan de rechterzijde van Fig. 1. Aan het 5 korfeinde met de grootste diameter bevindt zich een asafvoer 6 ter·*· wijl nabij de hartlijn 7 van de korf nog een gasuitlaat 8 is aangebracht. In de wand van het huis 1 is nog een toevoer 9 voor het ver-gassingsmedium (meestal lucht) aangebracht zodanig dat deze lucht kan toetreden langs de gehele buitenzijde van het rooster of korf 2. 10 Aangezien het huis 1 stilstaat en de korf 2 met de as 3 tijdens bedrijf draait, zijn er afdichtingen 10 aangebracht tussen het huis 1 enerzijds en de uiteinden van de korf 2 anderzijds, evenals bij de doorgang van de as 3· Ten slotte is het huis 1 nog voorzien van een zogenaamde aansteekbrander 11 met behulp waarvan het 15 j gehele vergassingsprocédé op gang kan worden gebracht. De vergasser i volgens Fig. 1 kan ononderbroken werken, waarbij de brandstof regelmatig wordt aangevoerd via de toevoer 5 waarbij deze brandstof ge-| leidelijk langs de binnenwand van de korf 2 in de richting van de j afvoer 6 beweegt, het een en ander onder invloed van de (in Fig. 1) 20 I naar links gerichte component van de centrifugaalkracht en de naar ! binnen gerichte drukkracht die wordt uitgeoefend door het via de ; openingen in de korf 2 doorstromende vergassingsmedium. De as die . geleidelijk ontstaat verdwijnt via de afvoer 6 uit het huis, en via 1 de uitlaat 8 zal een ononderbroken stroom van een brandbaar gasmeng-25 : sel treden. Dit gasmengsel kan rechtstreeks worden gebruikt in een 1 (niet afgebeeld) calorisch werktuig, zoals een gasturbine, een gas- ' motor of een stoomketel.

!

De uitvoering volgens Fig. 2 onderscheidt zich van die volgens Fig. 1 doordat de kegelvormige korf 2 is opgebouwd uit 30 twee co-axiale delen 2' en 2”. In de variant volgens Fig. 2 zijn deze delen concentrisch binnen elkaar opgesteld waarbij de kegelvorm van de opvolgende delen 2' en 2" tegengesteld is, zodat de | brandstof een zigzag-vormig pad binnen het huis doorloopt. Deze uit-! voering in twee delen van de korf doet twee behandelingstrappen ont-35 ;jstaan waarbij de brandstof op het binnenste deel 2' van de korf 7906303 - 5 - wordt ontgast en op het buitenste deel 2" wordt Tergast. Het vergas-singsmedium zal in dit geval eerst de laatste trap van de vergassing doorlopen en in hoog verhitte toestand een ontgassing tot stand bren· gen in de nieuw aangevoerde brandstof op het korfdeel 2'.

5 Alhoewel de vergasser volgens de uitvinding het voor deel vertoont dat bepaalde verontreinigingen in de brandstof via de asafvoer 6 uit het huis verdwijnen, is in de uitvoering volgens

Fig. 3 nog een voorziening aanwezig waarmede het verkregen brandbare I · ö | gasmengsel kan worden gezuiverd. Hiertoe is tussen de uitlaat o van | het brandbare gasmengsel en de draaibare korf 2 voor de te vergassen | brandstof een zeef 12 opgesteld. Deze zeef is uitgevoerd als een con- j centrisch met de draaibare korven 2' en 2" opgestelde kegelvormige l hulpkorf met een toevoer 13 van absorberend materiaal. De kegelvorm i van de hulpkorf 12 is zodanig dat het smalle uiteinde is gelegen aan 15 * die zijde van het huis waar zich ook de brandstoftoevoer 3 bevindt.

Hierdoor kan de afvoer 1½ van verbruikt absorptiemateriaal zich bevinden aan de tegenovergelegen zijde van het huis 1 d.w.z. derhalve ; aan de tegenovergelegen zijde ten opzichte van de asafvoer 6.

In de uitvoering volgens Fig. 3 is de hulpkorf 12 ver-20 bonden met het buitenste korfdeel 2” en is ook de as 3 binnen het huis 1 verlengd voor het kunnen aanbrengen van extra steunstrippen k. Opgemerkt wordt echter dat een of meer van de drie concentrisch binnen elkaar gelegen kegelvormige delen van de korven 2 en 12 zijn voorzien van afzonderlijke aandrijfmiddelen waarmede een andere rota-25 , tiesnelheid kan worden opgewekt dan aan de overige korfdelen. Dit kar van belang zijn voor het beïnvloeden van de voortbewegingssnelheid of van de verblijfstijd van het op de betrokken korf rustende mate-: riaal. Ook kan met een andere kegelvorm dan de afgeheelde rechte kegel, een beïnvloeding zoals zojuist vermeld worden verkregen. Een 30 andere kegelvorm is bijvoorbeeld een afgeknotte paraboloïde of een hyperboloïde waarbij in de aldus uitgevoerde korven het ene uiteinde ! een kleinere middellijn dan het andere uiteinde zal bezitten.

i

Fig. ^ toont een variant van de vergasser volgens i Fig. 3 waarbij het huis 1 een grotere lengte bezit en de hulpkorf 12 35 co-axiaal in het verlengde van de korf 2 is opgesteld. Hiertoe wordt 79 0-3303 b -6 - door de as 3 een tweede as 15 gevoerd waarbij deze as in het middelste gebied wordt gesteund door een gebogen naaf 16 waarmede tevens een vloeiende overgang wordt verkregen tussen de ruimte aan de linkerzijde van deze naaf en de ruimte aan de andere zijde. Ten opzich-5 te van de uitvoering volgens Fig. 3 zal bij een zelfde snelheid van de assen 3 en 15 in de hulpkorf 12 van Fig. 4 een grotere centrifu-gaalkracht optreden dan het geval zal zijn in de hulpkorf van Fig. 3 De aanwezigheid van twee assen geeft de mogelijkheid verschillende rotatiesnelheden toe te passen, met het hiervoor beschreven doel.

i !

J

i i i i j t i i i i \ i i i i 7906303

Claims

1. Inrichting voor het bereiden van een brandbaar gasmeng sel uit vaste of vloeibare brandstoffen, zoals steenkool of zware olie, onder toepassing van een behandelingshuis voorzien van een toe-· 5 voer voor de brandstof naar de ene zijde van een steunrooster en een toevoer van een vergassingsmedium langs de gehele andere zijde van het rooster, met het kenmerk, dat het steunrooster gevormd wordt door ten minste een draaibaar opgestelde kegelvormige korf (2), waarbij de brandstoftoevoer (5) is gelegen aan het korf-10 einde met de kleinste diameter en een asafvoer (6) aan het korfeinde met de grootste diameter, terwijl een uitlaat (8) van het brandbare I gasmengsel is gelegen nabij de hartlijn van de korf (korven) en j waarbij tijdens bedrijf een zodanig toerental van de korf (korven) \ in stand wordt gehouden dat de brandstof tegen het steunrooster t 15. wordt gedrukt. * 2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de kegelvormige korf is opgebouwd uit ten minste twee co-axiale delen, die evenveel behandeüngstrappen van de bereiding vormen, waarbij het vergassingsmedium in de laatste trap 20 1 wordt ingevoerd en vervolgens naar de voorafgaande trappen wordt doorgevoerd.

3· Inrichting volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de co-axiale delen van de draaibare korf concentrisch binnen elkaar zijn opgesteld waarbij de kegelvorm van opvol-25 gende delen van de korf tegengesteld is, zodat de brandstof een zigzag- vormig pad binnen het huis doorloopt. k. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kee n m e r k, dat een of meer co-axiale delen van de kegelvormige ! korf zijn voorzien van aandrijfmiddelen waarmede een andere rotatie-50 snelheid kan worden opgewekt dan van de overige korfdelen.

5· Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, jmet het kenmerk, dat tussen de uitlaat van het brandbare | gasmengsel en de draaibare korf voor de te vergassen brandstof een . zeef is opgesteld voor het verwijderen van verontreinigingen uit het 55 : gasmengsel. '7S05303 — 8 — <

6. Inrichting volgens conclusie ^ i e t het kenmerk, dat de zeef is uitgevoerd als een co-axiaal met de draaibare korf (korven) opgestelde kegelvormige hulpkorf met een toevoer van absorberend materiaal aan het smalle uiteinde en een af-5 voer aan het brede uiteinde dat zich bevindt aan die zijde van het huis, welke ligt tegenover de zijde met de asafvoer.

7· Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in ten minste één der korven (2, 12. middelen aanwezig zijn die de voortbeweging van het op de betrok-10 ken korf rustende materiaal zodanig beïnvloeden dat althans een component van deze beweging in de omtreksrichting verloopt, ten einde aldus de verblijfstijd van dit materiaal op de korf te veranderen. j > i ( j i i ! ! { » i i i 7906303