NO116996B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til forgassing av tre, torv, kull, koks og liknende og apparat hertil.

Ved såkalt forgasning av faste stoffer,

f. eks. brennstoffer i gassgenerator for

fremstilling av brennbar gass, reduksjons-gass, gass for kjemisk industri eller liknende fåes ofte den nødvendige fysiske

varme ved en partiell forbrenning av et

til forgasning beregnet brennstoff. Når

denne forbrenning skjer ved hjelp av luft

og på samme sted som og samtidig med

forgasningen, kommer den produserte

brenngass til å bli sterkt oppblandet med

kvelstoff. Dets brennstoffverdi pr. volum-het blir dermed betydelig redusert, og flere

forskjellige fremgangsmåter er derfor

fremkommet til anvendelse eller blitt fore-slått for å unngå denne kvelstoffinnblan-ding. Således er det blitt anvendt vekselvis

forgasning og forbrenning i brenselleier,

eller anvendelse av rent surstoff eller sur-stoffanriket luft i stedet for vanlig luft etc.

Ifølge foreliggende oppfinnelse skjer

forbrenning av en nødvendig del av brenselet i en særskilt forbrenningsdel av generatoren. De ved forbrenningen deltakende

gasser og dermed også kvelstoff kunne derfor avgå separat uten å blandes med gé-neratorgassen. Den ved forbrenningen fri-gjorte varme utnyttes ifølge oppfinnelsen

for oppvarmning av en varmebærer i fast

form, hvilken varmebærer innføres i forgasningsdelen av generatoren etter sepa-rering fra forbrenningsgassene. Den for

forgasningen nødvendige tilsetningsvarme

tilføres altså bare gjennom en varmebærer i fast form.

Denne varmebærer kan ifølge oppfinnelsen utgjøres av brensel, dvs. som regel

'lensiktsmessig kull eller koks, hvilket så-edes får sirkulere gjennom forgasnings-ielen. Når det i det følgende tales om kull nenes derfor dette i dets kombinerte funk-sjon av varmebærer, brensel og reaksjons-materiale.

Porgasningsdelen kan særlig i det til-:elle det dreier seg om pyrolyserbart brensel tenkes oppdelt i to soner eller deler.

[ den ene og nedre del eller sone skjer ho-vedsakelig pyrolyse av brenslet og i den andre og øvre del eller sone omdannes de ved pyrolysen fremstilte gasser og damper til en sammensetning som tilsvarer kravene for den produserte generatorgass.

Det brensel som forbrennes utgjøres helt eller i største delen av kull som hensiktsmessig tas fra forgasningsdelens nedre ende. Dette kull er følgelig vesentlig av-gasset og utgjøres således av praktisk talt ren koks.

Ifølge oppfinnelsen transporteres dette kull i en sæskilt ledning, også kalt forbrenningsdelen, mens en strøm av luft eller annen gassblanding ledes fra forgasningsdelens underende opptil dets overdel. Under denne transport skjer en partiell forbrenning av kullet i forhold til sur-stoffmengden i den gassblanding, som anvendes for transporten. Forbrenningsvar-men oppvarmer dels forbrenningsgassene og til dels den del av kullet som ikke forbrennes. Denne uforbrente del av kullet gjøres hensiktsmessig tilstrekkelig stor for å transportere nødvendig varmemengde til forgasningsdelen, men også annen varmebærer kan tenkes innblandet.

Ved forgasserens overende innledes forbrenningsgasskullblahdingen ifølge oppfinnelsen i en separeringsanordning f. eks. av syklontypen eller avsetningstypen eller begge deler eller andre anordninger der varmebæreren atskilles fra gassene. Den opphetede og utskilte varmebærer innføres herfra i forgasningsdelens overdel.

Forgasningsdelen kan utgjøres av et sammenhengende eller delt, i det vesentlige loddrett sjakt, således at den innmatede varme varmebærer synker ned over i dette i takt med utmatningen ved forgasningsdelens nederender og med forbru-ket ved gassreaksjonene.

Ifølge oppfinnelsen innmates ved hjelp av en eller annen anordning som i og for seg ikke påvirker oppfinnelsestanken, nytt forgasningsmateriale et eller annet sted under den av opphetet kull dannet kull-sengs øvre flate og blandes ved hjelp av hensiktsmessige anordninger med det varme kull. Ved oppvarmning fra varmebæreren og i visse tilfelle med tilskudd av varme, som frigjøres ved selve pyrolysen, kommer det innmatede forgasnings-materialet til å pyrolyseres, i det tilfelle at det anvendes, pyrolyserbart materiale. Det avgir derved gasser og damper med en sammensetning som tildels er avhengig av materialet og tildels av pyrolysetempera-turen. Disse gasser og damper stiger oppover i materialkullblandingen og når forbi innmatningsnivået for det nye materiale, hvoretter de kommer til å passere et sjikt med praktisk talt rent kull. Herved reagerer de mer eller mindre med kullet, avhengig av kullets temperatur, til i det vesentlige brennbare og ukondenserbare gasser.

Partiet under innmatningsnivået for nytt materiale kan således betraktes som og kan også utføres som en særskilt del, pyrolysedelen eller oppvarmningsdelen, av forgasningsdelen. I likhet med dette kan partiet over innmatningsdelen betraktes som og eventuelt utføres som en særskilt del, reaksjonsdelen.

De reaksjoner som går for seg i kull-leiet er som regel varmekrevende og kull-leiets temperatur kommer derfor til å synke med en verdi som tilsvarer mengden og arten av de gasser og damper som pas-serer kulleiet. Kulleiets høyde og dermed tiden for gassenes og dampenes passasje gjennom dette innvirker på fullstendig-heten i reaksjonene og således også på varmeforbruket og temperaturfallet.

Ettersom kulleiet synker nedover alt etter utmatningen nedentil, men etter hvert påfylles ovenfra med nyoppvarmet kull, oppstår etter en viss tid en stabil temperatursituasjon, som karakteriseres av en høyeste temperatur ved kulleiets øvre flate og synkende temperatur nedover gjennom kulleiet. De virkelige tempera-turene bestemmes dels av det innmatede kulls temperatur og deretter, foruten av rene varmetap, av varmebehovet for de reaksjoner som går for seg i kulleiet samt temperaturstigning i materialet.

Forskjellig forgasningsmaterial kan kreve forskjellige varmemengder og forskjellig temperatur for oppvarmning og eventuelt pyrolyse etter innmatningen i forgasseren. Det er derfor av betydning å kunne regulere tildels den temperatur kull-leiet har oppnådd når det når ned til innmatningsnivået for nytt forgasningsmaterial og til dels forholdet mellom nytt material og varmt kull. Temperaturen ved innmatningsnivået kan som allerede nevnt reguleres til dels med kullsjiktets høyde i reaksjonsdelen, til dels gjennom regulering av de gasser, som reagerer med kullet og til dels ved regulering av varmebærerens inngangstemperatur. Reguleringen av gassene som reagerer med kullet kan skje f. eks. ved regulering av den pr. tidsenhet innmatede materialmengde eller ved regulering av materialets sammensetning eller fuktighetsinnhold eller eventuelt gjennom innblåsning av f. eks. vanndamp.

Forholdet mellom nytt materiale og varmt kull reguleres hensiktsmessig ved regulering av den pr. tidsenhet nye materialmengde, men også kullets synkehastig-het, som reguleres med utmatningen ved den nederste ende, kan eventuelt påvirke dette forhold.

Effektiviteten av det nye forgasnings-materials oppvarmning er i høy grad avhengig av hvor intim blandingen blir mellom nytt material og varmt kull. For å fremkalle denne blanding kan det tenkes flere forskjellige anordninger. Til dels kan forgasningsdelen eller sjaktet tenkes forsynt med en strupning i innmatningsnivået for nytt materiale. Det synkende varme kull kommer da til å passere i en relativt smal strøm. Det nye materiale innføres i denne strøm, f. eks. gjennom et munnstykke, som kan dirigere og eventuelt til en viss grad spre det vesentlige i midten av kullstrømmen. Til dels kan sjakten tenkes å ha praktisk talt like tverrsnitt hele veien, og det nye material kan innføres inn gjennom et eller flere munn-stykker som dirigerer og sprer det ut over en større eller mindre del av sj aktarealet. Det kan også tenkes en eller annen type roterende spredere eller blandere i denne forbindelse.

Fra innmatningsnivået for nytt forgasningsmaterial synker blandingen av varmt kull og nytt material ned over i sjakten. Herunder oppvarmes det nye material og begynner, og det er pyrolyserbart, etter tilstrekkelig oppvarmning å avgi py-rolysegasser og -damper. Visse materialer, f. eks. ved krever over en viss temperatur ingen ytterligere varmetilførsel, men frigjør selv tilstrekkelig varme for pro-sessens fullførende. Det endelige tempera-turfall i sjiktet blir herved betydelig redusert eller kan byttes om til en temperaturstigning.

I det tilfelle at det nye materialet ikke er pyroliserbart, slik som f. eks. rent kull eller koks, behøver dette ikke først innmates i forgasningsdelen, men kan innmates direkte i forbrenningsdelen. Imidlertid kan det også tenkes å være formålstjenelig å blande det inn i forgasningsdelens kullsjikt. Tildels fordi det kan inne-holde større eller mindre spor av gasser, som da avgår i forgasningsdelen, der de er av større verdi. Tildels fordi det deri-gjennom kan forvarmes til praktisk talt samme temperatur som den sirkulerende varmebærer, hvormed det hurtigere an-tennes og når opp i full temperatur.

Hvis det nye material ikke er pyrolyserbart, dvs. om ingen gasser eller damper frigjøres når materialet oppvarmes, må det gjøres spesielle forholdsregler for å fremstille eller innføre i forgasningsdelen slike gasser og/eller damper som kan reagere med kull og danne ønsket gass. Det enkleste kunne i dette tilfelle være innblåsning av vanndamp (H20) som reagerer med kullet til såkalt halvvanngass og med like volumdeler CO og H2. Vann-dampen kan hensiktsmessig innføres i opphetet tilstand for å minske behovet av varme fra kulleiet.

Anordningen kan også tenkes anvendt for omdanning av f. eks. kullvannstoff, en-ten ved bare spaltning på grunn av temperaturøkningen eller ved reaksjon med f. eks. vanndamp. Således kan f. eks. metan (CH4) spaltes til kull og vannstoff eller reagere med vanndamp i kullsjiktet til CO, COa og H2.

Mens en partikkel av varmebæreren har passert gjennom forgasningsdelen hal-den avgitt varme til dels i reaksjonsdelen for muliggjørelse av reaksjonene, til dels i pyrolysedelen for oppvarmning av nytt materiale til pyrolysetemperaturer og til dels til apparatets vegger for dekning av stråletap. Herved har dets temperatur sunket, hvorfor den må oppvarmes på nytt før den kan delta i prosessen.

Dette skjer ved at varmebæreren etter at den er sunket til forgasningsdelens bunn hensiktsmessig kontinuerlig f. eks. ved hjelp av skrueanordning mates frem til et transportrør, der den f. eks. via injektor rives med av en gasstrøm. Tran-sportrøret er utført således at det tåler høye temperaturer, og under transporten skjer en forbrenning av kull. Forbrennin-gens omfang kan reguleres ved regulering av den luftmengde og dermed surstoff-mengde som anvendes for transporten. Skulle den for forbrenningen nødvendige

luftmengde ikke være tilstrekkelig for

transporten, kan den tenkes komplettert med en eller annen nøytral gass, f. eks. kvelstoff. Transporten kan også tenkes å

skje ved hjelp av forbrenningsgassen, som sirkuleres og for forbrenningen tilsettes luft eller surstoff.

Det kull som er forbrukt ved forbrenningen og ved reaksjonen i forgasningsdelen må erstattes med nytilført materiale. Visse pyrolyserbare materialer, f. eks. ved og torv, gir som sluttprodukt ved pyrolysen, om denne drives til tilstrekkelig høy temperatur, en praktisk talt ren koks. Etter som det nytilførte materialet innblandes i det varmebærende kull, kommer den ved pyrolysen dannede koks til å inngå som en integrerende del og utmates sammen med det øvrige kull. Generatoren drives i dette tilfelle hensiktsmessig på en slik måte at den nydannede kullmengde er tilstrekkelig til å dekke varme- og kullbehovet for omdannelse av pyrolysegassene og -dam-pene til generatorgass med ønsket sammensetning.

Ved forgasning av ikke pyrolyserbart materiale, f. eks. praktisk talt rent kull eller koks, skal det nye material bare er-statte det ved forbrenningen og gassdan-nelsen forbrukte kull. Slik som allerede nevnt, kan det innmates direkte i transport- og forbrenningsrøret eller først innblandes i kullsjikt.

Noen utførelsesformer på oppfinnelsen vises som eksempel på vedføyede tegnin-ger. Fig. 1 viser en gassgenerator ifølge oppfinnelsen i vertikalt snitt oventil etter linjen I—I i fig. 3 og nedentil etter linjen I—I i fig. 4 og 5. Fig. 2 viser gassgeneratoren i vertikalt snitt oventil etter linjen II—II i fig. 3 og nedentil etter linjen II—II i fig. 4 og 5. Fig. 3 viser gassgeneratoren i grunn-riss. Fig. 4 er et horisontalsnitt etter linjen IV—IV i fig. 1. Fig. 5 er et horisontalsnitt etter linjen V—V i fig. 1. Fig. 6 er et mere skjematisk riss i vertikalt snitt av en annen utførelsesform. Fig. 7 er et snitt etter linjen VII—VII i fig. 6. Fig. 8 er et skjematisk riss av en annen utførelsesform.

I gassgeneratoren ifølge fig. 1—5 ut-gjøres forgasningsdelen av en sylindrisk sjakt 1, hvis vegg utgjøres av rødtegl 2 og som er forsynt med en ildfast foring 3 og er omgitt av en platemantel 4. Sjakten bæres av vertikale støtter 5, til hvilke den er festet med konsoler 6. Oventil er sjakten forsynt med et sentralt anbrakt inn-løpsrør 7, som strekker seg et stykke ned i sjaktens indre. Gjennom innløsprøret 7 innmates varmebæreren som utgjøres av kull eller koks og stammer fra forbrenningssonen, slik som forklart i det føl-gende.

Noe over sjaktens halve høyde er dets tverrsnitt innsnevret ved 8 ved hjelp av en innsats 9, som i det viste eksempel er av betong. I den øvre del av innsnevringen 8 munner det inn et munnstykke 10, som er tilsluttet et rør 11 som inneholder en matningsskrue 12 og er forsynt med en trakt 13, i hvilken utgangsmaterialet f. eks. treavfall eller liknende innføres og av skruen 12 innmates i forgasningssjakten.

Skruen 12 er anordnet til dels for å ro-tere, og til dels bibringes en frem- og tilbakegående bevegelse. Drivanordningene for skruen fremgår best av fig. 4. Den roterende bevegelse fremgår ved hjelp av en elektrisk motor 14 via remmen 15, varia-toren 16, remmen 17, remskiven 18, kjedehjulet 19 og kjeden 20, som driver kjedehjulet 21, som er festet til skruens aksel 22 f. eks. ved hjelp av kiler. For å fremkalle den frem- og tilbakegående bevegelse, er skruens 13 aksel 22 ved sin ytre ende forbundet med en vevstake 23, som ved sin andre ende er eksentrisk festet til et hjul 24 som drives av motoren 25 via kjeden 26, kjedehjulet 27 og vekselen 28.

For forbedring av det innmatede ma-terials fordeling i varmebæreren er det under sjaktens innsnevring anbrakt i tverrsnitt omtrent V-formede plater. I fig. 1 og 2 viser tre slike plater, av hvilke to betegnet 29 og 30, strekker seg tvers over sjakten ved siden av hverandre like under innsnevringen og den tredje, betegnet med 31, strekker seg tvers over sjakten vinkel-rett mot begge de tidligere nevnte og et stykke under disse.

Det i forgasningsdelen behandlende materiale, som beveger seg nedover gjen-

nom sjakten og der undergår pyrolyse, utmates ved sjaktens nedre ende. Slik som det fremgår av fig. 2, smalner sjakten i sin nederste del 32 i den ene retning mot en rektangulær åpning 33 i en nedentil i sjakten tilsluttet bunnplate 34. I åpningen 33 er innsatt en i tverrsnitt i vesentlig V-formet kappe 35, som strekker seg nedover under bunnplaten 34 og danner en fortsettelse av sjaktens nedre avsmalende del 32, I kappens 35 nederste del er anbrakt en utføringsskrue 36, som strekker seg i åpningens 33 lengderetning og ut i til sidene utskytende rørformede partier 37 og 38 av kappen 35. Skruen 36 har konisk gjenging, som utvider seg i retning mot skruens utmatningsende som befinner seg i det rørformede partiet 37. Hen-sikten med dette er å fremkalle en jevn utføring av materialet fra sjakten. Det har nemlig vist seg at om gjengen har samme bredde over alt, kommer den til å mate ut materialet vesentlig bare fra den ene side av sjakten, som er motsatt mot skruens utføringsende, hvilket skriver seg fra at gjengen allerede her fylles med material som fremføres av skruen uten at noe material tas med fra øvrige deler av sjakten. Ved skruens aksel 39, som er lagret i lageret 40, er anbrakt et kjedehjul 41, som drives av en motor 42 via remmen 43, va-riatoren 44, remmen 45, remskiven 46, kjedehjulet 47 og kjeden 48. Skruens aksel 39 er, slik som det sees i fig. 2, hul av grunner som fremgår av det følgende. Dens ytre ende er tilsluttet til en ledning 49 via en hensiktsmessig tetningsanordning 50.

Det av skruen 36 utførte materiale kommer inn gjennom et avsmalnende til-slutningsrør 51 i en injektor 52. I denne innblåses, ved hjelp av en ikke vist vifte luft, som river med seg materialet og tran-sporterer det opp gjennom forbrenningsdelen. Denne dannes av et rør 53 forsynt med en ildfast foring 54 og en ytre platemantel 55. Røret hviler på en utskytende del 56 av bunnplaten 34. som dels holdes av vertikale støtter 57. Rørets indre står i forbindelse med injektoren 52 gjennom et kort tilslutningsrør 58, som strekker seg gjennom delen 56.

Slik som det fremgår av fig. 1, har rø-ret 53 større høyde enn sjakten 1 og av-sluttes oventil med en krok 59, som går over i et nedovergående parti 60, hvor rørets indre diameter er utvidet og som munner inn tangensielt i en på sjakten 1 plasert syklon 61, som nedentil står i forbindelse med røret 7 og som oventil er forsynt med et sentralt gassutløp 62, som kommuniserer med en til siden gående kanal 63, som munner inn i en syklon 64 med et øvre, sentralt gassutløp 65 til en radiell utløpskanal 66 og et nedre sentralt avløp 67 for det utskilte faste material.

Fra den øvre del av sjakten 1 og på et høyere nivå enn rørets 7 munning går det ut en gasskanal 68 for de i sjakten fremstilte gasser. Kanalen 68 munner inn tangensielt i en syklon 69, hvor gassene skilles fra medrevet fast material. Gassene for-later syklonen 69 gjennom et øvre sentralt utløp 70 til en gasskanal 71, og det faste materialet kan tas ut gjennom et utløp 72.

I det viste eksempel er syklonene 61, 64 og 69 samt tilhørende gasskanaler likesom rørkroken 59 og det nedovergående rørparti 60 støpt av ildfast betong og om-gis likesom sjakten 1 og røret 53 av tegl-bekledning og en platemantel. Gassutløpet 62, 65 og 70 utgjøres av innsatser av kera-misk material, som er innstøpt i betongen.

Ved gassgeneratorens arbeide innføres det brensel som skal forgasses og som hensiktsmessig er tørket og forvarmet i trakten 13 og innmates av skruen 12 i forgasningsdelens innsnevrede del inn i den varme varmebærer (koks eller kull), som opptar størstedelen av forgasningsdelens volum, og blandes der med varmebæreren, hvorved det innmatede brensel hurtig opp-hetes til høy temperatur av en størrelses-orden på 600° C eller derover. Innsnevringen av sjakten såvel som plateinnsat-sene 29, 30, 31 tjener til å lette det innmatede brensels fordeling i varmebæreren.

Hvis det innmatede brensel utgjøres av et pyrolyserbart brensel, f. eks. tre- eller skogsavfall, torv eller skifferstubb, avgis derved pynolysegasser og damper, som stiger oppover gjennom sjiktet og ved passa-sjen gjennom den glødende varmebærer omdannes, hvorved bl. a. tjærene krekkes til ukondenserbare gasser, således at produktgassen blir tjærefri.

I sjaktens nedre ende utgjøres materialet av praktisk talt gassfritt kull eller koks, og dette utmates av skruen 36 i injektoren 52, hvor luft innblåses i en mengde som tilpasses således at det inntrer tilstrekkelig forbrenning for å oppnå de nødvendige varmemengder for å drive generatoren. Hensiktsmessig drives generatoren således at kull eller koksen ved inn-treden i injektoren har en tilstrekkelig høy temperatur for umiddelbar antenning i luften, f. eks. 600—875° C. Likeledes kan det være hensiktsmessig å forvarme luften, hvorved til dels tiden for antenning og forbrenning forkortes, og tildels varme-besparing kan oppnås. Videre kan det i visse tilfelle være hensiktsmessig å inn-blåse en viss mengde luft eller annen gass gjennom skruens hule aksel. Det har vist seg at derved inntrer det en viss fluidise-ringsvirkning i tilslutningsrøret 51, hvilken er formålstjenelig for brenselets transport.

I anordningens forbrenningssone, rø-ret 53, transporteres koksen, under samtidig forbrenning av en viss del, opp til forgasserens overende ved hjelp av de forbrenningsgasser som er dannet ved hjelp av den tilførte luftmengde. Utførte forsøk har vist, at den for forbrenningen nødven-dige luftmengde også ved laveste kritiske hastighet er mer enn tilstrekkelig for pneumatisk transport oppover av den koks-mengde, som skal oppta den varme som er utviklet ved forbrenningen.

Da transporten gjennom røret 53 skjer i løpet av meget kort tid, kan det oppstå vanskelighet å øke varmebærerens temperatur tilstrekkelig. Av denne årsak kan det være ønskelig å forlenge den tid under hvilken varmebæreren er i kontakt med de varme gasser. Enklest skjer dette ved forlengning av transportrøret, f. eks. på en slik måte som er vist i fig. 1 med røret lengere enn forgasningsdelen og med en krok nedover. Den nedovergående rørdel kan, slik som også vist i fig. 1, for ytterligere forsterkning av virkningen utføres med utvidet indre tverrsnitt således at gass- og materialhastigheten minsker og dermed forlenger tiden ytterligere.

Fra forbrenningssonen inntrer blandingen av koks og forbrenningsgasser i syklonen 61, der den glødende koks skilles ut. Forbrenningsgassene, inneholdende også aske, avgår gjennom gassavløpet 62 og kanalen 63, mens koksen, som gjennom forbrenningen er blitt oppvarmet til hensiktsmessig temperatur, f. eks. 900—1000° C faller ned i forgasningssonen, der den dels deltar i gassreaksj onene og til dels oppheter det nytilførte brensel, innen den på nytt føres ut gjennom skruen 36. Anordningen drives således, at i syklonens 61 nedre del og dets koksutløpsrør 7 befinner seg en tilstrekkelig mengde koks for å hindre de i sjakten 1 dannede gasser å trenge opp i syklonen og blande seg med forbrenningsgassene.

De fra syklonen 61 kommende forbrenningsgasser medfører oftest en del brensel, og det er derfor, slik som vist i fig. 1, hensiktsmessig å innføre disse gasser i ennu en syklon (64) for utskilling av dette brensel. Denne syklon dimensjoneres således, at den utskiller støv med så liten kornstørrelse som mulig. Dette støv, som med hensyn på såvel kvantitet som korn-størrelse er av mindre verdi som varmer bærere, kan innmates i trakten 13 eller kan hensiktsmessig ledes direkte til injektoren 52 med hensiktsmessig middel, som ikke er vist i fig. 1.

Også produktgassen, dvs. den gass som fremstilles i forgasningssonen, kan tenkes å rive med seg en del fint støv fra kullsjiktet. Denne gass som strømmer ut gjennom kanalen 68 ved sjaktens 1 øverste del og som således ikke blandes med forbrenningsgassene, men er kvelstoffritt, ledes derfor hensiktsmessig til en syklon, slik som den i fig. 1 viste syklon 64, hvor støvet utskilles. Dette støv kan likesom det i syk-, lonen 64 utskilte støv hensiktsmessig ledes direkte til injektoren.

En ytterligere økning av varmebærerens oppvarmningstid kan nås ved at for-brennings- og transportrøret får munne ut i et kammer, der hastigheten på transportgassen blir så lav at størstedelen av varmebæreren avsetter seg. En slik utfø-relse av generatoren er vist i fig. 6 og 7, som viser anordningen mer skjematisk enn fig. 1 til 5. Bortsett fra det nevnte kammer er imidlertid generatoren ifølge fig. 6 og 7 utformet på stort sett samme måte som ifølge fig. 1 til 5 og motsvarende deler av samme henvisningstall som i de tidligere figurene. Ifølge fig. 6 og 7 munner for-brennings- og transportrørets nedadgå-ende del 60 ut i et kammer 80, som har betydelig større tverrsnittsareal enn røret 53, således at gasshastigheten her synker så meget et største delen av varmebæreren avsetter seg. Kammeret 80 står ved en fra dets øvre del utgående gasskanal 81 i forbindelse med syklonen 61, der resten av koksen avsetter seg for største delen. Kam-merets 80 nedre del avsmalner traktformig mot en kanal 82 som strekker seg på skrå nedover og munner ut i syklonens 61 ut-løpsrør samt gjennom hvilken den i kammeret avsatte koks faller ned i forgas-ningssj akten.

For ytterligere forbedring av anordningens totale varmeøkonomi kan visse kompletteringer gjøres. Forbrenningsgassene inneholder en hel del varme som for en stor del kan ivaretas. Da de på grunn av den ufullstendige forbrenning besitter en viss varmeverdi, dvs. inneholder også kjemisk bundet varme, kan det være hensiktsmessig også å utnytte dem som brensel. Om dette kan skje i umiddelbar til-slutning til forgasseren kan det vise seg hensiktsmessig direkte å anvende dem med den høye temperatur av ca. 1000° C, ved hvilken de avgår, f. eks. til dampgenere-ring. De fra damppannen avgående røk-gasser kunne deretter direkte anvendes for tørkning og forvarmning av brenselet. Skulle forbrenningsgassene derimot transporteres en lenger strekning før de anvendes, kunne det være hensiktsmessigere først å avkjøle dem. Forbrenningsgassenes fri varme kan ved avkjølningen nyttig-gjøres via en varmeutveksler, i hvilken luft oppvarmes ved hjelp av gassenes fri varme til ca. 500° C. Denne varme luft anvendes igjen til dels slik som forbren-nings- og transportluft i gassgeneratoren, til dels etter fortynning til en temperatur av ca. 200° C for tørkning og forvaimning av brenselet. Også produktgassenes fri varme kan og bør helt naturlig utnyttes på liknende måte hvis den skal transporteres i lange rørledninger.

I fig. 8 vises skjematisk en gassgenerator, i det vesentlige overensstemmende med generatoren ifølge fig. 1—5, forsynt med anordninger for forvarmning av for-brenningsluften ved hjelp av forbrenningsgassene. I denne figur har motsvarende deler samme betegnelser som i fig. 1—5.

Som det sees i fig. 8, går de fra syklonens 64 gassutløp 66 uttredende gasser gjennom en ledning 90. Fra denne går det ut en grenledning 91 til en varmeutveksler 92, gjennom hvilken forbrenningsgassene strømmer i motstrøm mot og under indi-rekte varmeutbytte med luft, som går inn gjennom innløpet 93 og ut gjennom ut-løpet 94. Fra dette strømmer den forvar-mede luft gjennom en ledning 95 til en vifte 96 som blåser luften inn i injektoren 52.

Den for forvarmningen anvendte forbrenningsgass innmates ifølge fig. 8 av en vifte 97 gjennom ledningen 49 i skruens 36 hule aksel og tjener således til å fremkalle den i det foregående nevnte fluidise-ring i røret 51.

I fig. 8 vises også ledninger 98 og 99, gjennom hvilke det i syklonene 69 og 64 utskilte støv innledes i sjaktens 1 nederste del umiddelbart over skruen 36, hvorigjen-nom det av denne direkte innledes i injektoren 52. Sluttelig vises i fig. 8 også en kanal 100, som forbinder sjaktens 1 øvre del over innsnevringen 8 med dens nederste del, og hvormed således en del av varmebæreren ved behov kan ledes forbi den egentlige forgasningssonen.

I overensstemmelse med beskrivelsen av generatorens arbeide forutsettes oven-for at det anvendte innmatede brensel ut-gjordes av et pyrolyserbart brensel. Dette er imidlertid ikke nødvendig, idet anordningen også kan arbeide med gassfritt brensel, f. eks. koks eller antracit, hvorved gassformige stoffer tilsettes utenfra. Hensiktsmessige gasser for dette formål er f. eks. vanndamp, kulldioksyd, metan eller 1 naturgass. Også i dette tilfellet får man i fordelen av en kvelstoffri produktgass.

De ubrennbare gasser som eventuelt i kommer til å inngå i produktgassen er ho-vedsakelig kulldioksyd og vanndamp og begge er relativt lette å fjerne hvis dette ønskes. Dette kan f. eks. være tilfellet ved fremstilling av vannstoffgass fra produkt-gassene gjennom en velkjent apparatur for konvertering og trykkvaskning.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte ved forgasning av tre, torv, skogsavfall, kull, koks og liknende, hvor den for forgasning nødven-dige varme tilføres det råmateriale som skal forgasses ved hjelp av glødende kull eller koks som blandes med råmaterialet i et forgasningsrom, formet som en hel eller delt sjakt, i hvis øvre del råmaterialet og den glødende kull eller koks mates inn og hvor blandingen synker nedover, hvorved det dannes et gassformet primærprodukt ved pyrolyse eller forgasning av råmaterialet, hvorpå den gassfrie kull eller koks utmates fra sjaktens nedre ende og pneumatisk tilbaketransporteres til forgas-ningsrommets overdel gjennom et kombi-nert transport- og forbrenningsrør, hvor kullet eller koksen under transporten del-vis forbrennes med surstoff som inngår i transportgassen, og en del av den varme som frigjøres ved forbrenningen oppvarmer resten av kullet eller koksen, som skilles fra transportgassen og innmates i sjaktens øvre del for der å blandes med til-ført råmateriale, karakterisert ved at det gassformede primærprodukt som er dannet i forgasningsrommet innen det tas ut av forgasningsrommet bringes til å passere oppover gjennom et lag av tilført glødende kull eller koks, som danner den øverste del av fyllingen i sjakten.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at forgasningsrommet holdes på det nærmeste fylt med blandingen og at dennes nivå holdes praktisk talt konstant ved påfylling i overensstemmelse med den mengde som uttas ved forgas-ningsrommets nedre ende.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, kakakterisert ved at råmaterialet føres inn i forgasningsrommet under over-flaten av den glødende kull eller koks.

4. Fremgangsmåte ifølge en av de foregående påstander, karakterisert ved at transportgassen utgjøres av luft, eventuelt med tilsetning av indifferent gass, f. eks. kvelstoff eller av forbrenningsgass med tilsetning av for forbrenning nødvendige mengder luft eller surstoff.

5. Apparat for utførelse av fremgangs-måten ifølge foregående påstander, be-stående av en som forgasningsrom tje-nende hel eller delt sjakt, forsynt med inntak for innføring av glødende kull eller koks i sjaktens øvre del, med anordninger for innmatning av for forgasning beregnet råmaterial i sjakten, med anordninger for uttakning av forgassingsrest fra sjaktens nedre del, samt med utløp for i forgasningsrommet dannet gass, og anordninger for pneumatisk transport av forgasningsresten til innløpet ved sjaktens øvre del under samtidig forbrenning av en del derav, karakterisert ved at ut-løpet for den dannede gass i forgasningsrommet befinner seg over der de varmebærende legemer innmates i sjakten.

6. Apparat ifølge påstand 5, karakterisert ved at den er forsynt med anordninger for å sikre en god blanding av det innmatede råmateriale og den glødende kull eller koks.

7. Apparat ifølge påstand 6, karakterisert ved at sjakten er forsnevret ved innføringsnivået for råmaterialet og at innføringsmunnstykket munner inn til-nærmelsesvis ved midten av denne innsnevring.

8. Apparat ifølge påstand 7, karakterisert ved at det under innsnevringen er anbragt i tverrsnitt omvendt V-formede plater, som strekker seg tvers over sjakten.

9. Apparat ifølge påstandene 5—8, karakterisert ved at anordningene for pneumatisk transport av forgasningsresten om-fatter et rør, som ved sin nedre ende er forbundet dels med utmatningsanordnin-gen for forgasningsresten fra sjakten, dels anordninger for innblåsning av en gass og som ved sin øvre ende står i forbindelse med innløpet for den glødende kull eller koks i sjakten.

10. Apparat ifølge påstand 9, karakterisert ved at røret er utformet med en stigende del som når høyere enn det som kreves for tilbaketransport av den glø-dende kull eller koks og oventil er bøyet til en fallende del, som hensiktsmessig har økende tverrsnitt.

11. Apparat ifølge påstand 9 eller 10, karakterisert ved at røret munner ut i en syklon.

12. Apparat ifølge påstand 9, 10 eller 11, karakterisert ved at røret munner ut i et kammer med betydelig større gjennom-strømningsareal enn røret, hvilket kammer står, i forbindelse med inntaket i sjakten.

13. Apparat ifølge påstandene 9—12, karakterisert ved at utmatningsanordnin-gen for forgasningsresten er anordnet til å innføre resten i en til rørets nedre del tilsluttet injektor, hvori gass innblåses.

14. Apparat ifølge påstandene 9—13, karakterisert ved at utmatningsanordnin-gen for forgassingsresten utgjøres av en ved sjaktens nedre ende anbrakt tran-sportskrue, som fortrinsvis har en konisk gjenge med mot utmatningsenden økende bredde.

15. Apparat ifølge påstand 14, karakterisert ved at skruen har en hul aksel og er tilsluttet anordninger for innblåsning av en gass gjennom akselen.