DE573112C - Verfahren zur Herstellung eines Generatorgases von hohem Heizwert im Abstichgaserzeuger - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Generatorgases von hohem Heizwert im Abstichgaserzeuger Seit Jahrzehnten hat man sich vielfach bemüht, Generatorgase von hohem Heizwert, wie Wassergas, Doppelgas usw., mittels Sauerstoffes in ununterbrochenem Betriebe herzustellen, doch haben bisher die diesbezüglichen Versuche zu keinem befriedigenden Ergebnis geführt. Der Grund lag zunächst darin, daß die Vergasung mit Sauerstoff eine überaus große Temperaturerhöhung, in vielen Fällen sogar über 2ooo°, in der unteren Reaktionszone des .Gaserzeugers zur Folge hat, bei welcher Temperatur auch die feuerfestesten Ziegel schmelzen. Will man dagegen die Wandbekleidung schützen, so muß man eine viel größere Menge an Wasserdampf, als erforderlich, in die Reaktionszone einströmen lassen, was die Bildung der Kohlensäure befördert, womit der Heizwert des Gases in erheblichem Maße herabgesetzt wird. Die thermodynamische Erklärung dieser Erscheinung besteht darin, daß die zum Verlauf der Wärmediffusion, durch welche der Wasserdampf auf die Reaktionstemperatur gebracht wird, zur Verfügung stehende Zeit nicht ausreicht, so daß der größte Teil der Wärmeüberschüsse zum Hochüberhitzen des Wasserdampfes und nicht zur endothermischen Zersetzung desselben verbraucht wird, woraus folgt, daß .der überhitzte Wasserdampf zufolge der exöthermischen Reaktionen in den oberen Zonen der Kohlensäule die Bildung von Kohlensäure fördert.
• Um diesen Nachteil der Vergasung mittels Sauerstoff zu beheben, muß der dem Gaserzeuger in, einer für die Aufrechterhaltung der Wassergasreaktion eben erforderlichen Menge zugeführte Wasserdampf auf eine höhere Temperatur als die der Reaktionszone überhitzt sein, damit die Wärmeüberschüsse fast ausschließlich für die hinsichtlich der Wassergasreaktion nutzbare endothermische Dampfzersetzung verbraucht werden. In Regeneratoren, Rekuperatoren oder Wärmeaustauschein läßt sich aber der Wasserdampf auf eine so hohe Temperatur nicht erhitzen. -Zu diesem Zwecke wurde bereits vorgeschlagen, im Schwebezustand befindliche staubförmige oder feinkörnige Brennst -)ffe mittels Sauerstoff im Gemisch mit Wasserdampf derart zu vergasen, d'aß ein Teil des erzeugten Nutzgases mit dem- Sauerstoff-Wasserdampf-Strom in den Gaserzeuger eingeführt und dort mit einem Teil des Sauerstoffes verbrannt wird, noch bevor die Vergasungsmittel.auf die zu vergasende Kohle einwirken, so daß in dieser Weise auf den staubförmigen Brennstoff der Sauerstoff und der Wasserdampf mit hoher Temperatur zur Einwirkung gelangen. Bei =diesem Verfahren geht die Verbrennung des zurückgeführten Nutzgases und somit die Hochüberhitzung des Wasserdampfes im Gaserzeugerschacht, und zwar. im unteren Teil desselben vor sich, so daß diese Prozesse und .die eigentliche Vergasung in einem und demselben Raum verlaufen. Das Verfahren läßt sich daher lediglich bei im Schwebezustand befindlichen feinkörnigen Brennstoffen anwenden und kann hierbei nur das Nutzgas als ein Mittel zum Hochüberhitzen des Wasserdampfes verwendet werden. Ferner können die beiden Prozesse aus dem oben angegebenen Grunde voneinander unabhängig nicht geregelt werden.
• DieErfinder haben nun gefunden, daß diesen Nachteilen in einfacher Weise dadurch abgeholfen werden kann, daß man die Herstellung des Generatorgases in voneinander unabhängige Teilprozesse unterteilt. Dementsprechend kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Generatorgases von hohem Heizwert in einem mittels Sauerstoff im Gemisch mit Wasserdampf und/oder Kohlensäure betriebenen Abstichgaserzeuger dadurch, -daß die Herstellung des Generatorgases in zwei getrennten Teilprozessen vorgenommen wird, und zwar im ersten Teilprozeß ein fester, flüssiger 'oder gasförmiger Brennstoff in einem von dem eigentlichen Gaserzeuger räumlich getrennten, aber damit organisch verbundenen Verbrennungsraum mit Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft, welcher bzw. welche mit einer beim Vergasungsprozeß erforderlichen Wasserdampfmenge gesättigt, gegebenenfalls mit Kohlensäure vermengt ist, verbrannt wird. und hierauf im zweiten Teilprozeß die Verbrennungsprodukte des ersten Teilprozesses, gegebenenfalls mit einem Sauerstoffüberschuß, zwecks Erzielung der Vergasung durch die glühende Kohlensäule - eines mit flüssiger Schlacke arbeitenden gewöhnlichen Abstichgaserzeugers hindurchgeleitet werden, Die Vergasung wird demnach mit Sauerstoff durchgeführt, der überwiegende Teil desselben wird aber dem Gaserzeuger nicht unmittelbar, sondern vorwiegend durch Vermittlung von Sauerstoffträgern, und zwar von Kohlensäure und Wasserdampf, zugeführt, Falls praktisch wasserstofffreies Generatorgas gefordert wird, das einen hohen Prozentsatz an Kohlenoxyd aufweist, so wird der Sauerstoff oder die mit Sauerstoff angereicherte Luft nur mit Kohlensäure vermengt. Man kann je nach Bedarf naturgemäß auch einen Teil des Wasserdampfes durch Kohlensäure ersetzen, um ein den besonderen Anforderungen entsprechendes Gas .im Gaserzeuger herzustellen.
• Zweckmäßigerweise wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung der Verbrennungsraum unter einem so hohen Druck gehalten, als es der Widerstand im Vergasungsraum erfordert.
• Gemäß der Erfindung werden daher zur Herstellung eines Generatorgases von hohem Heizwert zwei Brennstoffe verwendet, und zwar ein Primärbrennstoff, der im ersten Teilprozeß verbrannt, und ein Sekundärbrennstoff, der im zweiten Teilprozeß vergast wird. Der Primärbrennstoff kann von beliebiger Beschaffenheit sein. So kann man als Primärbrennstoffe auch minderwertige Brennstoffe, Kohlenstaub, Sägespäne, ferner Öl, Teer, auch Gas verwenden. Die jungen Braunkohlen, Torf usw. sind besonders vorteilhaft, weil sie einesteils einen großen Gehalt an Sauerstoff haben, wodurch die von außen zuzuführende Sauerstoffmenge vermindert wird, anderenteils viel Feuchtigkeit und Wasserstoff enthalten, wodurch die Menge des besonders herzustellenden Wasserdampfes herabgesetzt wird. Als Primärbrennstoff kann z. B. auch ein aus diesen Kohlensorten erzeugtes Schwachgas vorteilhaft verwendet werden, Der Sekundärbrennstoff kann aus zur Vergasung geeignetem stückigen, Kohlenwasserstoffe abgebenden Brennstoff beliebiger Art, wie Kohle, Holz usw., -bestehen.
• Die Strahlungswärme des Verbrennungsraumes für den Primärbrennstoff kann auch zur Dampferzeugung. dienen. Der auf diesem Wege erzeugte Dampf. kann nachher zum Betriebe der Sauerstoffanlage oder einer Kraftanlage beliebiger Art verwendet werden, deren Abdampf zur Deckung des Dampfverbrauches der Gaserzeugung herangezogen werden kann, Bei dem ersten Teilprozeß kann man die Temperatur im Verbrennungsraum durch Änderung der zugeführten bzw. erzeugten Dampfmenge regeln.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht, ein Generatorgas von hohem Heizwert in einem mit flüssiger Schlacke arbeitenden Gaserzeuger in ununterbrochenem Betriebe unter den besten wärmewirtschaftlichen Bedingungen herzustellen. Das erzeugte Gas kann auch als Stadtgas oder als Zusatzgas Verwendung finden. Bei dem vorliegenden Verfahren können auch derartige minderwertige Brennstoffe zur Verwendung gelangen, welche bisher zur Herstellung von Generatorgas von hohem Heizwert nicht angewendet werden könnten.
• Zufolge der Herstellung des Generatorgases 'in zwei Teilprozessen ist man in der Lage, zwei verschiedene Brennstoffe zu verwenden, ferner den Gaserzeugerbetrieb leicht zu regeln und den Anforderungen der synthetischen chemischen Industrie bezüglich .der Gaszusammensetzung in jeder Hinsicht im weitesten Maße entgegenzukommen.
• Es ist ferner von großem Vorteil, daß die Asche keinen brennbaren Rückstand enthält. Gemäß der Erfindung kann auch die Zusammensetzung der flüssigen Schlacke durch Zusatz von Schlackenbildnern geändert werden, so daß die Schlacke als hydraulisches Bindemittel verwendet werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung' eines kohlenwasserstoffhaltigen Generatorgases von hohem Heizwert in einem mittels Sauerstoff im Gemisch mit Wasserdampf undroder Kohlensäure betriebenen Abstichgaserzeuger, dadurch gekennzeichnet, _daß die Herstellung des Generatorgases in zwei getrennten Teilprozessen vorgenommen wird, und zwar im ersten Teilprozeß ein fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoff in einem von dem eigentlichen Gaserzeuger räumlich getrennten, aber damit organisch verbundenen Verbrennungsraum mit Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft, welcher bzw. welche mit einer beim Vergasungsprozeß erforderlichen Wasserdampfmenge gesättigt, gegebenenfalls mit Kohlensäure vermengt ist, verbrannt wird und hierauf im zweiten Teilprozeß die Verbrennungsprodukte des ersten Teilprozesses, gegebenenfalls mit einem Sauerstoffüberschuß, zwecks Erzielung der Vergasung durch die glühende Kohlensäule eines mit flüssiger Schlacke arbeitenden gewöhnlichen Abstichgaserzeugers hindurchgeleitet werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß der Verbrennungsraum unter einem so hohen Druck gehalten wird, als es der Widerstand im Vergasungsraum erfordert.