DE90415A - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wie in den Patentschriften Nr. 26985 und namentlich Nr. 37887 gezeigt ist, entstehen bei den bisherigen Verfahren zur Erzeugung von Wassergas immer zwei Gase, nämlich das eigentliche Wassergas C O + H₂ und das sogenannte Generatorgas C O + N. Letzteres besitzt einen aufserordentlich geringen Brennwerth und kann nur zur Heizung von Dampfkesseln und sonstigen Nebenzwecken verwendet werden. Es wird jedoch in so grofser Menge erzeugt, dafs man es in den meisten Fällen nur theilweise nutzbar machen kann und zum grofsen Theil unbenutzt entweichen läfst. Der hierdurch entstehende Verlust ist aber nicht unbeträchtlich und fällt besonders ins Gewicht, wenn man destillirbare Kohlen und bituminöses Material verwendet, weil dann das Generatorgas auch mit den Destillationsproducten dieses Materials vermischt ist.

Das neue Verfahren besteht nun darin, dafs das Generatorgas in dem Moment seines Entstehens in der Aufblasperiode unter Zuführung von frischer Luft in dem Generator selbst verbrannt wird. Man erhält also während des Auf blasens nur Abgase ohne jeden Brennwerth. Die durch diese Verbrennung während des Aufblasprocesses entstehende Wärme bewirkt nun eine trockene Destillation des in einer Verkokungskammer aufgespeicherten Brennmaterials und trägt dazu bei, die ganze Generatormasse rascher als wie bisher auf die für die Wassergasperiode nothwendige Temperatur zu bringen; aufserdem wird diese Wärme möglichst aufgespeichert und bewirkt somit, dafs das Brennmaterial fortwährend der trockenen Destillation unterworfen bleibt, wodurch das Wassergas mit schweren Kohlenwasserstoffen bereichert wird und hierdurch einen gröfseren Brennwerth und namentlich auch einen gröfseren Leuchtwerth erhält.

Durch die auf die angegebene Weise im Generator erzielte Verbrennung des Generatorgases und die hierdurch hervorgebrachte Steigerung der Hitze ist es aber möglich, • Steinkohlen, Torf und überhaupt das minderwerthigste Material zu verwenden, da die Hitze eine solche ist, dafs zunächst eine gründliche Verkokung dieser Materialien stattfindet, welche als rationell bezeichnet werden mufs, da die dabei entstehenden brennbaren Destillationsproducte während der Aufblasperiode nutzbar verbrennen und bei der Wassergasperiode das Wassergas bereichern.

Das neue Verfahren ist also gekennzeichnet durch die ständige Erzeugung und Leitung der Destillationsproducte aus dem das bituminöse Brennmaterial enthaltenden Verkokungsraum nach einer Kammer zwischen dem Verkokungsraum und dem Generator und durch die abwechselnde Verbrennung dieser Gase gleichzeitig mit den bei dem Aufblasen entstehenden Gasen oder Zumischung zu dem erzeugten Wassergas.

Es folgt hieraus ohne Weiteres, dafs man die bisherigen Wassergas erzeugenden Apparate nicht zur Ausführung vorliegenden Verfahrens benutzen kann, denn diese entnahmen das entstehende Gas immer aus der Verkokungskammer, während bei den Apparaten nach vorliegender Erfindung die Verkokungskammer während des Arbeitsprocesses beständig geschlossen sein, mufs, so dafs die darin ent-

wickelten Gase zunächst nach unten streichen müssen, woselbst sie während der Aufblasperiode mit Luft gemischt werden und verbrennen, während der Wassergaserzeugung aber mit den ,Wassergasen sich vermischen müssen. Die zur Ausführung des neuen Verfahrens dienenden Oefen sind daher im Gegensatz zu den durch die erwähnten Patentschriften Nr. 26985 und 37887 beschriebenen Oefen dadurch gekennzeichnet, dafs die unten offene Vorwärmekammer — hier besser Verkokungsraum genannt — keine obere Gasableitung besitzt. Der Abzug des Wassergases befindet sich bei den neuen Apparaten an solcher Stelle, dafs weder Wassergas noch Generatorgase die Verkokungskammer zu passiren haben, d. h. er befindet sich aufserhalb der Verkokungskammer in oder nahe der Verbrennungskammer.

Man kann auch das Verfahren mittels Oefen ausführen, welche eine geneigte Verkokungskammer besitzen, wie sie z. B. durch das amerikanische Patent Nr. 410474 bekannt geworden sind. Diese Apparate bedürfen jedoch eines Umbaues gleichfalls in der Weise, dafs der Auslafs für die Verbrennungsproducte an eine solche Stelle gelegt wird, dafs die Verbrennung unter, nicht innerhalb der geneigt liegenden Verkokungskammer stattfindet, welche natürlich ihre Schüttung nicht auf einem Rost, sondern auf einer den Verkokungsraum von dem Verbrennungsraum trennenden Scheidewand trägt. Die für die in dem Verkokungsraum entstehenden Gase nothwendige Verbrennungsluft mufs dann an dem Wendepunkte zugeführt werden, an welchem die Destillationsproducte aus der Verkokungskammer heraus und in den Verbrennungsraum münden.

Beiliegende Zeichnungen veranschaulichen Apparate der neuen Art.

Fig. ι ist ein Längsschnitt.

Fig. 2 ist ein Querschnitt.

Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt durch einen solchen.

Fig. 4. ist eine modificirte Construction des Apparates.

Der Apparat besteht aus einem gasdichten Mantel, der mit feuerfestem Material im Innern ausgekleidet ist. A ist der eigentliche Generator und B die Verkokungskammer, welche direct in den Generator einmündet; C C sind verhältnismäfsig grofse Kammern, die mit loser Ziegelsteinmasse ausgefüllt sind; letztere hat den Zweck, die Wärme zurückzuhalten und aufzuspeichern, so dafs diese auch noch während der Wassergasgewinnung die trockene Destillation weiter bewirkt. D ist die Verbrennungskammer, welche mit dem Generater A durch Kanäle L L verbunden ist (Fig. 1, 2 und 3). E ist der Schornstein, der zeitweise durch ein Ventil geschlossen werden kann. Der Generator ist mit Thüren HH versehen, welche zur Entnahme von Asche und Schlacke dienen; der obere Theil des Generators ist durch eine Thür H¹ zugänglich, während bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung der obere Theil der Verkokungskammer durch Thüren H² zugänglich gemacht ist. Das Feuerungsmaterial wird durch eine Thür O in den Generator eingeführt; in dem unteren Theile des Generators ist das Lufteinlafsrohr G vorgesehen und in dem oberen Theile ein zweites Lufteinlafsrohr G¹. Von letzterem Rohre wird die Luft mittels Düsen gg^l in den Raum D eingeführt. Die Wassergasauslafsöffnungen sind mit II¹ und /" bezeichnet. S S¹ sind die Dampfeinlafsöffnungen, während P (Fig. 2) eine zum Einlassen von OeI dienende Röhre ist. Sämmtliche OefFnungen können durch passende Ventile oder Hähne geschlossen werden. Das Feuer befindet sich in dem unteren Theile des Generators und wird daselbst vortheilhaft durch einen Rost getragen.

Der Generator A sowohl wie die Verkokungskammer B werden zunächst, nachdem das Feuer in Gang gebracht ist, mit Koks beschickt. Hierauf wird durch G so lange frische Luft eingelassen, bis der Koks in A in vollständiger Glut sich befindet. Die Luft kann entweder in G eingeprefst werden oder dieser Eintritt durch einen auf E einwirkenden Sauger hervorgerufen werden. Sobald das hierbei erzeugte Gas heifs genug ist, um sich mit Luft zu entzünden, wird Luft durch die Röhre G¹ eingeleitet, welche das erzeugte Gas verbrennt. Die hierbei resultirenden Verbrennungsproducte gehen durch den Raum C (Fig. 1 bis 3), umstreichen und erhitzen die Verkokungskammer B unter Vermittelung der Ziegelsteinschüttung zu einer beträchtlich hohen Temperatur.

In der in Fig. 4 dargestellten Modification gehen die Verbrennungsproducte durch die Verkokungskammer B hindurch und hierauf erst in den Raum C, welcher sich unterhalb der Sohle dieser Verkokungskammer befindet. In beiden Fällen werden jedoch die Gase durch die Esse E und geöffnete Ablafsklappe F aus dem Apparate herausgeleitet.

Sobald die Verkokungskammer genügend erhitzt ist, wird das Feuerungsmaterial, wie beispielsweise bituminöse Kohle, durch die Oeffnung O in die Verkokungskammer eingeführt und diese wieder vollgefüllt, während vorher infolge der in A stattfindenden Verbrennung der in B befindliche Koks herabgesunken ist; in der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird die frische Beschickung sich in dünner Schicht auf der geneigten Sohle auflegen. Unter dem Einflufs der Hitze, der die Verkokungskammer ausgesetzt ist, mufs die Beschickung schnell ihre flüchtigen Bestandtheile abgeben und verkoken. In dem Mafse, wie der Koks in A verbraucht wird, sinkt die verkokte Beschickung nach unten, so dafs der

Generator beständig gefüllt ist. Von Zeit zu Zeit wird frisches Verbrennungsmaterial durch O eingeführt, welches allmälig nach A herabsinkt, während es inzwischen zu Koks verwandelt ist. Bei der in Fig. ι bis 3 dargestellten Ausführungsform gehen die in B entwickelten verbrennbaren Gase und Theerdämpfe in den unteren Theil der Verkokungskammer B, vermischen sich daselbst mit den aus dem Generator^, durch L L nach D steigenden Generatorgasen und verbrennen; hierdurch tragen sie zur Erhitzung der Kammern C bei. Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung vermischen sich die in B gebildeten Gase mit den Verbrennungsproducten des Generators und verbrennen unter Vermittelung der durch die Düse G² zugeführten Luft. Die Verbrennungsproducte gehen nunmehr unter der Sohle der Kammer B hinweg, erhitzen diese und verhindern das Anhaften der Kohle auf dem Boden.

Wenn das in A befindliche Feuerungsmaterial gründlich erhitzt ist, werden Klappe F und die Luftzuführungsleitungen geschlossen, wohingegen der Gasauslafs /, sowie der Dampfeinlafs S geöffnet wird. Der Dampf setzt sich mit dem glühenden Koks in Wasserstoff und Kohlenoxyd um. Zu diesem Gemisch, kurz Wassergas genannt, mengt sich noch ein bestimmter Betrag von Kohlengas und Theerdämpfen, die in -B infolge der fortwährenden trockenen Destillation entwickelt werden; letztere wird verursacht durch die in der Ziegelsteinschüttung der Kammern C aufgespeicherte Wärme.

Der Dampf kühlt allmählich die in A befindliche Feuerung bis zu einer für die Wassergaserzeugung nicht mehr geeigneten Temperatur ab. Zu diesem Zeitpunkt wird der Dampfzufiufs abgestellt, der Gasauslafs / wird geschlossen, das Auslafsventil F geöffnet und wieder frische Luft durch G G¹ G² zur Anfeuerung eingelassen. Auf diese Weise ist der ganze Procefs intermittirend.

Da bekanntlich manche Feuerungsmaterialien während des Verkokungsprocesses sich ausdehnen, so erhalten die Verkokungskammern B eine nach unten sich erweiternde Querschnittgestaltung. Bei gröfseren Apparaten werden zwei oder mehrere Verkokungsräume oder Retorten angeordnet, da deren Querschnitt thunlichst nur so grofs sein soll, dafs ein vollständiges Durchdringen der Hitze möglich ist.

Obgleich der Apparat im Besonderen zur Vergasung bituminöser Materialien dienen soll, so eignen beide gezeichnete Ausführungsformen sich auch dazu, andere Materialien wie Koks oder Anthracit auf Wassergas zu verarbeiten. In solchen Fällen dienen die Verkokungskammern dazu, das Feuerungsmaterial gründlich vorzuwärmen und somit die darauf folgende Gasproduction zu erleichtern.

Bei den gezeichneten Ausführungsformen sind noch einige Einzelheiten besonders zu beachten, welche, obwohl nicht unbedingt zum Wesen der Erfindung gehörend, bei der praktischen Ausführung des Verfahrens doch von Wichtigkeit sind.

Die Grube für die Asche ist, wie aus den Figuren hervorgeht, von kreisförmigem Querschnitt. Direct über dem Roste ist der Durchmesser des Generators beträchtlich erweitert; kurz über dieser Erweiterung verengt sich die Ziegelsteinfüllung wieder stufenförmig bis zu einem Querschnitt, der nur wenig gröfser als der des Rostes ist.

Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, die geschmolzene Schlacke, welche an den Wandungen des Generators herabläuft, zu verhindern, sich an den Wandungen festzusetzen, und sie zu zwingen, sich lose auf den Rost aufzulegen, von wo sie leicht abgenommen werden kann. Da der Rost einen geringeren Durchmesser hat als wie die engste Stelle des Generators, so wird die Luft durch das Innere des Feuerungsmaterials getrieben, während sie anderenfalls an den Wandungen des Generators entlang streichen würde. Hierbei würde aber die gröfste Hitze dicht an der Ziegelsteinausfüllung entstehen und diese leicht beschädigen können.

Aufser dem Gasauslafs / und dem Dampfeihlafs S sind zu demselben Zwecke noch· weitere Oeffnungen I¹ und S¹ vorgesehen, so dafs gelegentlich der Procefs durch diese Oeffnungen weiter geführt werden kann, um ein zu starkes Erhitzen der unteren Theile des Generators zu vermeiden und gleichzeitig unter dem Einflüsse der lebendigen Kraft des einströmenden Dampfes die Schlacke brüchig zu machen, so dafs sie leicht herausgenommen werden kann.

Der in Fig. 1 bis 3 gezeichnete dritte Gasauslafs /" und die Oelzuflufsröhre P werden bei der Bereitung von Leuchtgas verwendet. In diesem Falle wird der Dampf gleichfalls durch S¹ eingeleitet, während durch die Röhre P OeI oder Petroleum eingelassen wird. Die dabei entstehenden Oeldämpfe vermischen sich mit dem Wassergas und verwandeln sich bei der Berührung mit den heifsen, in C angeordneten Ziegelsteinen in beständige Kohlenwasserstoffgase, welche dem verbrennenden Wassergas eine gröfsere Leuchtkraft verleihen.

Eine analoge Einrichtung kann natürlich auch an dem in Fig. 4 dargestellten Apparat vorgesehen werden. Die Neigung der Sohle in letztgenannter Ausführung wird derartig bemessen, dafs sich die Kohlenschicht auf der Sohle nicht zu dicht anhäuft, sondern stetig infolge ihres Eigengewichtes nach A hinab-

gleitet, so dafs zwischen Kohlenschicht und Decke noch genügend Raum verbleibt, um die in A entwickelten Gase entweichen lassen zu können.

Claims (1)

1. Patent-An Sprüche:

   ι . Ein Verfahren zur Erzeugung von Wassergas, insbesondere unter Verwendung bituminösen Brennmaterials, dadurch gekennzeichnet, dafs letzteres in der Verkokungskammer mittelst der dieselbe aufsen bestreichenden Verbrennungsproducte des im Generator erzeugten Generatorgases und der aus der Verkokungskammer entweichenden brennbaren Producte verkokt und hoch erhitzt wird, worauf das verkokte Material allmählich in den Generator gelangt und mittels Dampfes in Wassergas verwandelt wird.

   Ein zur Ausführung des Verfahrens dienender Apparat, dadurch gekennzeichnet, dafs die nach unten sich konisch erweiternde Verkokungskammer B vertical auf dem Generator steht und direct mit ihm verbunden ist, während die aus dem Generator entweichenden heifsen Gase vor ihrem Austritt die Kammer .B.von aufsen umspülen müssen und sie hier vortheilhaft unter Vermittelung der in C angebrachten Ziegelsteinfüllung erhitzen.

   Eine Abänderung des in Anspruch 2 gekennzeichneten Apparates dahingehend, dafs die Verkokungskammer B geneigt über dem Generator A angeordnet ist, während die Verbrennungsgase von A durch B hindurchgeleitet werden und von hier unterhalb der Sohle dieser Kammer B durch die Kammer C streichen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.