DE108158C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

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Bei der Gaserzeugung durch Entgasung backfähiger Mineralkohlen bedingt einerseits die Gewinnung des Koks regelmäfsig wiederkehrende Betriebsunterbrechungen, zur Füllung oder Entleerung der Retorten bezw. Kammern und andererseits die Gewinnung der Nebenproducte besondere Einrichtungen.When generating gas by degassing bakable mineral coals, on the one hand the Extraction of the coke regularly recurring business interruptions for filling or emptying the retorts respectively. Chambers and on the other hand the extraction of by-products special facilities.

Bei unmittelbarer Gaserzeugung aus nicht backfähigen kohlenhaltigen Stoffen geschieht die möglichst vollständige Vergasung der nicht flüchtigen Bestandteile entweder nur durch unvollkommene ■ Verbrennung in Generatoren, oder auch unter gleichzeitiger Zuführung von Wasserdampf zur Erzeugung von Kohlenoxyd und Wasserstoff (Wassergas).When gas is generated directly from carbonaceous substances that cannot be baked, this happens the gasification of the non-volatile constituents as complete as possible either only by imperfect ■ combustion in generators, or with simultaneous supply of Steam for the production of carbon oxide and hydrogen (water gas).

In beiden letzteren Fällen liefert der hohe Stickstoffgehalt der Verbrennungsluft jedoch übergrofsen Ballast an nicht brennbaren Gasen, die entweder die Heizkraft des Nutzgases -verringern oder, wie beim L ο We-Verfahren, während des sogenannten Heifsblasens unter erheblichen Betriebserschwerungen besonders abgeführt werden müssen, wobei das Ausbringen hochwerthiger Producte verringert und Nebenproductengewinnung wohl ausgeschlossen wird.In the latter two cases, however, the high nitrogen content of the combustion air delivers excessive ballast of non-flammable gases, which either reduce the heating power of the useful gas or, as in the L ο We process, especially during the so-called hot blowing with considerable operational difficulties must be discharged, whereby the output of high-quality products is reduced and by-product extraction is probably excluded.

Die gekennzeichneten Betriebserschwerungen zu beheben, sollten u. A. auch die Patente 26985 und 37887 der Klasse 26 dienen, ohne dafs der Zweck erreicht ist.To remedy the marked operational difficulties should also include the patents 26985 and 37887 serve class 26 without the purpose being achieved.

Nach beiden Patenten wird vorerst die Wärme zur Gasbereitung erzeugt unter Verwendung der hoch stickstoffhaltigen atmosphärischen Luft, worauf der erhitzte Koks zur Zerlegung nachträglich zugeführten Wasserdampfes dient. Gleichwie bei den meisten Wassergasapparaten bedingt dies einen regelmäfsigen Wechsel des Betriebes, was für die Erzielung ökonomischer Arbeit die Kupplung mindestens zweier solcher mit senkrechter Retorte ausgerüsteten Apparate verlangt. Nach jenen Patenten liefert nun jeder Einzelapparat zwar durch die Entgasung stetig Leuchtgas, aber während der wechselnden Perioden des Warm- und Kaltblasens in der ersten ganz geringwerthige ballastbeladene Feuergase und nur in der zweiten das verlangte hochwerthige Wassergas.According to both patents, the heat for gas preparation is initially generated using the highly nitrogenous atmospheric air, whereupon the heated coke becomes Decomposition of subsequently supplied water vapor is used. As with most of them Water gas devices this requires a regular change of operation, which for the Achieving economical work the coupling of at least two such with a vertical retort equipped apparatus required. According to those patents, every single device now delivers through the degassing steady luminous gas, but during the changing periods of the Warm and cold blowing in the first very low-value ballast-laden fire gases and only in the second the required high quality water gas.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. Dieselbe bezweckt eine wesentlich vereinfachte Darstellung von Sauerstoff-Wassergas in durchaus continuirlichem Betriebe unter Verwendung einzelner Schachtöfen. Das Verfahren erreicht eine stetig stattfindende möglichst vollständige Ent- und Vergasung nicht backfähiger, auch der aschenreichsten kohlenhaltigen Stoffe unter Mitverwerthung aller flüchtigen Nebenproducte einerseits und unter starker Verringerung vorerwähnter Ballastgase. Die Mittel zur Erreichung dieses Zweckes sind:This is where the present invention comes in. The same aims to be considerably simplified Representation of oxygen-water gas in completely continuous operations using individual shaft furnaces. The process achieves a continuously occurring as complete as possible Degassing and gasification of non-bakeable substances, including the carbonaceous substances with the greatest amount of ash Co-utilization of all volatile by-products on the one hand and with a strong reduction of the aforementioned Ballast gases. The means to achieve this end are:

Anwendung von des- gröfsten Theiles ihres Stickstoffgehaltes beraubter atmosphärischer Luft als Verbrennungswind und gleichzeitige Zuführung überhitzten Wasserdampfes in die Vergaserzone.Use of the greatest part of atmospheric air deprived of its nitrogen content as a combustion wind and simultaneous supply of superheated water vapor into the Carburetor zone.

Die in ihrer Wirkung von einander so scharf unterscheidbaren beiden Perioden des Warmund Kaltblasens der Patente 26985 und 37887 werden durch das neue Verfahren beseitigt und durch einen einheitlichen Vorgang ersetzt. Die Verbrennungstemperatur, welche durch den sauerstoffreichen Wind in dem Vergasungsraum der aus der Retorte herabsinkenden Koks er-The two periods of Warmund, which are so sharply distinguishable from one another in their effect Cold blowing of patents 26985 and 37887 are eliminated by the new process and replaced by a uniform process. The combustion temperature, which is determined by the oxygen-rich wind in the gasification chamber of the coke sinking from the retort

zeugt wird, stellt sich dabei so hoch, dafs die sofortige Beimischung des wärmeverzehrenden Wasserdampfes im Gestell zulässig, ja nothwendig wird. Die Höhe der trotzdem erzeugten Temperatur gestattet noch weitere besondere Wasserdampfzuführung auch in die über dem Gestell gelegene Rast, was der Haltbarkeit der feuerfesten Ausmauerung des Vergaserraumes sehr dienlich ist.is so high that the immediate admixture of the heat-consuming Water vapor in the frame is permissible, indeed necessary. The amount of generated anyway Temperature allows even more special water vapor supply also in the notch above the frame, which increases the durability the refractory lining of the gasifier room is very useful.

Dabei ist der Zulafs der an Sauerstoff angereicherten Luft in das Gestell und der Dampfzulafs hierher und in die Rast durch Anordnung besonders regelbarer Zulafsventile so sicher und leicht einstellbar, dafs unten die Schlacken des Koks unter gleichmäfsigem Flufs schmelzen, während oben die zur Vergasung des Koks und zur Zerlegung des Wasserdampfes nöthige Temperatur mit Sicherheit gehalten wird.This is the supply of oxygen-enriched air in the frame and the steam supply here and into the detent by the arrangement of specially controllable supply valves so safely and easily adjustable that the Melt the coke slag under a steady flow, while the top is used for gasification of the coke and the temperature necessary for the decomposition of the water vapor is kept with certainty.

Das Mischungsverhältnifs von Sauerstoff und Stickstoff in dem Verbrennungswind kann verschieden bemessen werden, je nachdem die Verwerthung des gewonnenen Gases gestattet, auf die Abscheidung des Stickstoffes mehr oder weniger Kosten zu wenden.The mixing ratio of oxygen and nitrogen in the combustion wind can vary be measured, depending on whether the recovery of the gas obtained is permitted, to apply more or less costs to the separation of the nitrogen.

Auch bei vorliegendem Verfahren mit Anwendung sauerstoffreicher Luft wird in der Retorte Leuchtgas erzeugt, jedoch im Gegensatz zu den erwähnten Patenten aufserdem ganz gleichmäfsig im Vergaserraum ein werthvolles stickstoffarmes Gemisch von Kohlenoxyd und Wasserstoff.Even with the present method using oxygen-rich air, the Retort generates luminous gas, however, in contrast to the patents mentioned, it also does so entirely uniformly in the gasifier room a valuable, low-nitrogen mixture of carbon monoxide and carbon dioxide Hydrogen.

Zur Ausübung des neuen Verfahrens dient der in der Zeichnung dargestellte, einem Cupölofen ähnliche, schachtförmige Generator, der auf einer auf niedrigen Säulen stehenden, ringförmigen, eisernen, in der Mitte durch eine Zugangsscheibe verschliefsbaren Grundplatte ruht und von einem gasdichten, oben durch einen für Wärmeausdehnung geeigneten ringförmigen Blechdeckel verschlossenen Blechmantel umhüllt ist. Dieser Mantel ist mit feuerfestem und die Wärmeausstrahlung verringerndem Material ausgefüttert. Der Aufnfs zeigt den Schacht im Durchschnitt.The cup oil oven shown in the drawing is used to carry out the new process similar, shaft-shaped generator, which stands on low pillars, ring-shaped, iron base plate, lockable in the middle with an access panel, and a gas-tight base plate through the top a closed sheet metal jacket suitable for thermal expansion is encased. This coat is with lined with fireproof material that reduces heat radiation. The recording shows the shaft on average.

Der Grundrifs giebt in seinem oberen Theile eine obere Ansicht, in der Mitte zwei Schnitte in den Horizontalen MiV und OPQR durch die Retorte bezw. die Abstichöffnung und die Gebläseform, unten zwei Schnitte in den Horizontalen STUV durch die Dampfformen o-o-o und den Verbindungskanal η η. The upper part of the basic riff gives an upper view, and in the middle two cuts in the horizontal lines MiV and OPQR through the retort and the tap opening and the blower shape, below two cuts in the horizontal STUV through the steam shapes ooo and the connecting channel η η.

Der obere Theil des Ofenschachtes enthält die nach unten erweiterte konische Retorte g-, welche von den aus der Rast f und dem Gestell e in dem Kranz senkrechter Feuerzüge d d und in dem ringförmigen Raum h h aufsteigenden Gasen umspült wir.d und in bekannter Weise zur Entgasung der kohlehaltigen Beschickung dient. Der untere Theil a a der Retortenwandung wird aus feuerfestem Material hergestellt, ebenso wie der ihn tragende, die Feuerzüge bildende Kranz d d und die umgebende Schachtausmauerung.The upper part of the furnace shaft contains the downwardly widened conical retort g-, which is washed around by the gases rising from the detent f and the frame e in the ring of vertical fire trains dd and in the annular space hh , and in a known manner for degassing is used for the carbonaceous charge. The lower part aa of the retort wall is made of refractory material, as is the wreath dd supporting it and forming the fire trains and the surrounding shaft lining.

Der obere Theil der Retorte kann aus einem gufseisernen Rohr b b bestehen, das mit seinem unteren Ende verschiebbar in den. feuerfesten Theil der Retorte hineinreicht. Dieses Rohr kann behufs besserer Wärmeaufnahme mit Aufsenrippen versehen, aus mehreren Segmenten zusammengesetzt und-vortheilhaft aus Stahlgufs hergestellt werden. Dasselbe ist am oberen Ende konisch erweitert und endigt in einen Flantschenring, mit dem es auf dem oben erwähnten ringförmigen Blechdeckel aufruht und lösbar befestigt ist, so dafs es leicht ausgewechselt werden kann. Auf seiner Erweiterung ruht der Gichtdeckel nebst Gichtöffnung und möglichst dichtem Gichtverschlufs. In dem Gichtdeckel ist das Abzugsrohr c für die in der Retorte sich bildenden, wenig warmen »Obergase« angebracht. Der Blechdeckel des ringförmigen Raumes h h trägt das zweite Abzugsrohr \ für die aus der Rast f und dem Gestell e aufsteigenden, auch nach Heizung der Retorte noch recht heifsen » Untergase «, deren Menge die der »Obergase«' erheblich überwiegt. Die Mischung der kühlen Obergase mit den heifsen Untergasen darf erst nach Abkühlung der letzteren erfolgen, damit die werthvollen Nebenproducte der Obergase nicht zerstört werden, und dies bedingt die gesonderte Abführung der beiden Gasarten. . ^; . ■The upper part of the retort can consist of a cast iron tube bb , the lower end of which can be slid into the. refractory part of the retort. This tube can be provided with outer ribs for better heat absorption, composed of several segments and advantageously made of cast steel. The same is conically widened at the upper end and ends in a flange ring with which it rests on the above-mentioned ring-shaped sheet metal cover and is detachably attached so that it can be easily replaced. The gout cover rests on its widening, together with the gout opening and the gout closure that is as tight as possible. The exhaust pipe c for the not very warm "upper gases" that form in the retort is fitted in the top of the furnace. The sheet metal cover of the ring-shaped space hh carries the second exhaust pipe \ for the "lower gases" which rise from the detent f and the frame e , which are still quite hot even after the retort has been heated, the amount of which considerably outweighs that of the "upper gases". The mixing of the cool upper gases with the hot lower gases may only take place after the latter have cooled, so that the valuable by-products of the upper gases are not destroyed, and this requires the separate removal of the two types of gas. . ^; . ■

Jedes der beiden Gasabzugsrohre c und \ ist mit einer besonderen Theervorlage von einer der Gasmenge entsprechenden Gröfse zu versehen. Each of the two gas outlet pipes c and \ is to be provided with a special tarpaulin of a size corresponding to the amount of gas.

Es empfiehlt sich, den Ringraum h h zur Ueberhitzung des erforderlichen Wasserdampfes zu benutzen, um die noch heifsen »Untergase« vor ihrem Eintritt in die Theervorlage möglichst abzukühlen. Der Ringraum kann auch von einem in der Zeichnung nicht angedeuteten Niederdruckkessel ummantelt werden, um den erforderlichen Dampf zu liefern.It is advisable to use the annular space hh to overheat the necessary steam in order to cool the still hot "lower gases" as far as possible before they enter the tarpaulin. The annular space can also be encased by a low-pressure boiler, not shown in the drawing, in order to supply the required steam.

In der Zeichnung bezeichnen die Buchstaben:In the drawing, the letters denote:

i das Dampfzuleitungsrohr, i the steam supply pipe,

k k die Heizröhren des Ueberhitzers von beliebiger Anordnung, kk the heating tubes of the superheater of any arrangement,

/ / die Dampfleitung zu den Gebläseformen,/ / the steam line to the blower molds,

xyw drei Ventile, welche die Dampf- und Luftzufuhr regeln. xyw three valves that regulate the steam and air supply.

Durch das Ventil χ tritt der überhitzte Wasserdampf behufs Erzeugung von Wassergas in den in dem Ofehmantel ringförmig ausgesparten Kanal η η, und von da durch senkrechte Kanälchen nach den radialen Formen ooo. Diese Formen sind äufserlich an Durchbrechungen des Blechmantels mit Schaugläsern ppp versehen und verschlossen.The superheated water vapor passes through the valve χ for the production of water gas into the channel η η, which is annularly recessed in the furnace jacket, and from there through vertical channels according to the radial shapes ooo. These shapes are provided with sight glasses ppp on the outside of the perforations in the sheet metal jacket and are closed.

Das Ventil y verbindet die "Dampfleitung I mit der die sauerstoffreiche Gebläseluft zu-The valve y connects the "steam line I with which the oxygen-rich blower air is supplied.

führenden Windleitung q, um die durch den hohen Sauerstoffgehalt bedingte Verbrennungstemperatur durch Vermischung der Gebläseluft mit Wasserdampf zweckentsprechend zu ermäfsigen. leading wind pipe q, in order to appropriately reduce the combustion temperature caused by the high oxygen content by mixing the fan air with water vapor.

Das Ventil w dient zur Regulirung der aus der Windleitung <j kommenden sauerstoffreichen Gebläseluft. Diese vertheilt sich in dem bogenförmigen Verbindungsrohr r nach den Windformen s s s, deren Zahl in dem Grundrisse der Zeichnung zu 3 angegeben ist. Es empfiehlt sich, dazu durch Wasser gekühlte Formen, wie bei Eisenhochöfen, zu verwenden, sowie die davon umschlossenen Winddüsen uu — wie die Zeichnung andeutet — derart mit der Windleitung zu verbinden, dafs sie leicht davon abgenommen werden können.The valve w is used to regulate the oxygen-rich blower air coming from the wind duct. This is distributed in the arched connecting pipe r according to the wind forms sss, the number of which is given in the plan of the drawing for 3. It is recommended that, in addition cooled by water forms, as in Eisenhochöfen to use, as well as the enclosed thereby tuyeres uu - as the drawing suggests - in such a way with the wind pipe to connect, that they can be easily removed therefrom.

Zur Beobachtung des Ofenganges sind die Düsen mit Glaslinsen 111 zu versehen.The nozzles are to be provided with glass lenses 111 in order to observe the course of the furnace.

Claims

Patent claims: <

i. Are fed to the combustion air and superheated steam at the same time and so Kohlenox) ^r d and hydrogen gas formed - A method for the production of water gas in continuirlichem operations, wherein the oxygen-rich material to be gasified in the generator ■ - ■ of its nitrogen content is more or less freed.
2. An embodiment of the method characterized under claim 1, in which the hot gas mixture generated by the method washes around the fresh carbonaceous materials to be fed to the process for the purpose of its previous degassing in countercurrent.

To carry out the method according to claims 1 and 2, a shaft-shaped generator, over whose gasifier zone (ef) ' a retort (aa) enclosed by the ascending gas outlet ducts (dd) is installed in such a way that degassing of the coal charge passing through it is effected in it, whereby Around the upper part of the retort there is a ring-shaped gas space (hh) , possibly enclosed by a low-pressure steam boiler, which can also serve to accommodate an overheating pipe system (k) for the steam to be introduced into the gasification zone.

1 sheet of drawings.