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Einrichtung zur Erzeugung von Wassergas im Wechselbetrieb und Verfahren
zum Betrieb derselben Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung
von Wassergas durch abwechselndes Heißblasen von Koks oder einem anderen Brennstoff
und darauffolgendes Dampfen.
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Es ist üblich, Wassergaserzeuger für Wechselbetrieb mit einer Zündkammer
zu verbinden, deren feuerfester Besatz zur Speicherung der fühlbaren Wärme der mit
relativ hoher Temperatur aus dem Gaserschacht entweichenden und dann verbrannten
Blasegase dient. In der Gasperiode wird der Wasserdampf durch die Zündkammer geleitet,
der sich dort in Berührung mit dem heißen Besatz regenerativ aufwärmt. Bisher wurden
die Zündkammern allgemein getrennt vom eigentlichen Gaserzeuger angeordnet und mit
diesem und gegebenenfalls einem Abhitzekessel und anschließendem Speisewasservorwärmer
durch Rohrleitungen verbunden. Der Raumbedarf einer üblichen Wassergasanlage mit
Zündkammern und Abhitzekessel ist beträchtlich. Auch ist der Brennstoffaufwand hoch.
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Es ist ferner bekannt, den Vergasungsschacht von Gaserzeugern durch
eine Rohrwand zu bilden, deren vorzugsweise senkrechte Rohre einen Teil einer Dampferzeugungsanlage
bilden und miteinander gasdicht verbunden sind.
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Die Erfindung erreicht nun einen wesentlichen Fortschritt im Wassergaserzeugerbau
dadurch, daß der eigentliche Wassergaserzeuger, dessen Vergasungsschacht von einer
als Teil einer Dampferzeugungsanlage angeordneten Rohrwand gebildet wird, und die
Zündkammer innerhalb eines gemeinsamen
Gehäuses angeordnet werden,
wobei die Zündkammer unmittelbar oben mit: ziem Kuppelraum des Vergasungsschachtes
und unten mit dem ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und der den Vergasungsschacht
bildenden Rohrwand verbunden ist, während der ringförmige Zwischenraum andererseits
mit dem Kamin in Verbindung steht.
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Der wesentliche Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin,
daß der Raum- und Baustoffbedarf der Anlage erheblich herabgesetzt sind. Ein besonderer
Abhitzekessel, wie er bei den bisherigen Anlagen notwendig war, fällt fort, weil
die heißen Blasegase nach Verlassen der Zündkammer an der den Vergasungsschacht
bildenden Rohrwand entlang geleitet «-erden und an diese ihre nutzbare Wärme abgeben.
Ferner ergibt sich durch die Erfindung eine beträchtliche Herabsetzung des Eisenbedarfs,
weil die Zündkammer, der eigentliche Wassergaserzeuger und der Abhitzekessel in
einem gemeinsamen Gehäuse liegen. Betrieblich hat der Erfindungsgegenstand noch
den Vorteil, daß der Wärmeverlust durch die gedrängte Anordnung vermindert und der
thermische Wirkungsgrad der Anlage erhöht wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der ringförmige Zwischenraum
zwischen der Schachtrohrwand und dem Gaserzeugergehäuse mit einem feuerfesten Gitterwerk
od. dgl. ausgesetzt. Dieses Gitterwerk wird ähnlich wie der Besatz der Zündkammer
durch die bei der Verbrennung der Blasegase entstehenden Abgase aufgeheizt und gibt
dann die gespeicherte Wärme durch Strahlung und gegebenenfalls Leitung gleichmäßig
an die zu der Dampferzeugungsanlage gehörende Rohrwand ab. Hierdurch wird die bisher
vielfach zu beobachtende stoßweise Belastung der Dampferzeugungsanlage beseitigt
oder wesentlich vermindert.
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Die Erfindung sieht weiter vor, die Verbindung des ringförmigen Zwischenraumes
zwischen der Schachtrohrwand und dem Gasergehäuse mit dem Kamin oder einem Speisewasservorwärmer
od. dgl. an der dem Heißgaseintritt gegenüberliegenden Seite anzuordnen. Hierdurch.
wird erreicht, daß die heißen Gase in gleichmäßiger Verteilung mit der gesamten
Umfläche der Schachtrohrwand in Berührung kommen.
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Weitere wesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
einer Ausführungsform an Hand der Zeichnung, in welcher Abb. i einen senkrechten
Schnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Gaserzeuger wiedergibt, während
Abb. 2 teils einen waagerechten Schnitt und teils eine Oberansicht der Anlage nach
Abb. i zeigt. Der Gaserschacht i, welcher unten von einem üblichen Drehrost 2 begrenzt
wird, wird gebildet von einer Reihe von gasdicht miteinander verbundenen senkrechten
Rohren 3, die oben an eine ringförmige Wasserkammer 4. und unten an eine ringförmige
Wasserkammer 5 angeschlossen sind. Von der oberen Wasserkammer .:1 führt die Rohrleitung
6 zu einem Dampfsammelgefäß 7, das durch die Rücklaufleitung 8 mit der. unteren
Wasserkammer in Verbindung steht.
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Oben wird der Gaserschacht durch die aus feuerfestem Mauerwerk bestehende
Kuppel 9 begrenzt, an welcher die Brennstoffbeschickungseinrichtung io angeordnet
ist. Seitlich liegt in der Kuppelwand der iL\Tutzgasaustritt i i und eine Öffnung
12, durch welche die Blasegase in einen von dem Absperrschieber 13 beherrschten
feuerfest ausgemauerten Kanal 1.4 austreten können, der zur Zündkammer 15 führt.
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Der Vergasungsschacht i und die unmittelbar danebenliegende Zündkammer
1 5 sind in einem gemeinsamen, an einer Seite vorteilhaft, wie Abb.2 zeigt, etwas
erweiterten Gehäuse i6 angeordnet, welches derart bemessen ist, daß zwischen der
Rohrwand 3 und dem Gehäuse 16 ein ringförmiger Zwischenraum 17 entsteht.
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Die Zündkammer 15 ist von dem ringförmigen Zwischenraum 17 durch eine
feuerfeste Wand 18 getrennt und mit einem feuerfesten Gitterwerk i9 oder einem anderen
für den Wärmeaustausch geeigneten Besatz versehen. Unten geht die Zündkammer in
einen Staubsack 2o über, aus dem der Staub durch die verschließbare Öffnung 21 abgezogen
werden kann. Nahe dem Boden der Zündkammes ist die Gasabzugsöffnung 22 angeordnet,
die in den ringförmigen Zwischenraum 17 führt, der ebenfalls mit einem feuerfesten
Gitterwerk oder sonstigem Besatz ausgestattet ist.
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Die heißen Blasegase, welche in der Zündkammer 15 verbrennen und dort
einen Teil ihrer fühlbaren Wärme abgegeben haben, gelangen durch die Öffnung 22
in den ringförmigen Zwischenraum 17, wo sie weitere Wärme teils an den dort vorgesehenen
Besatz und teils an die Rohrwand 3 abgeben.
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An der der Gaseintrittsöffnung 22 gegenüberliegenden Seite des Zwischenraumes
17 ist die Abgasöffnung 23 angeordnet, die zu einem Speisewasservorwärmer 2q.: führt.
Von dort gelangen die weitgehend abgekühlten Abgase in den Kamin 25.
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Die Gaseintrittsöffnung 22 wird vorteilhaft derart unterteilt, daß
der Gasstrom aus der Zündkammer aufgeteilt und gleichmäßig in den Zwischenraum 17
verteilt wird, so daß eine örtliche Überhitzung der Rohrwand nicht erfolgen kann.
Im Zwischenraum 17 können ferner senkrechte Leitwände vorgesehen werden, die die
durchziehenden Gase zu einer Zickzackströmung zwingen, welche den Wärmeübergang
verbessert. Gegebenenfalls können in dem Zwischenraum 17 statt des feuerfesten Besatzes
auch noch Dampf- oder Siederohre vorgesehen werden, welche mit den Wasserkammern
4 und 5, ähnlich wie die Schachtrohre 3, oder mit letzteren verbunden sind.
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Die zum Heißblasen dienende Luft wird in dem Gaserschacht durch die
mit dem Drehrost 2 verbundene Rohrleitung 26 eingeführt. Der Gasedampf tritt beim
Gasen von oben durch die Zündkammer und beim Gasen von unten durch die Rohrleitung
27 zu.
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Bei der dargestellten Anlage ergibt sich etwa folgender Betriebsstand:
Die Gastemperatur im unterenn
Teil des Brennstoffbettes mag etwa
120o° betragen. Die heißen Blasegase haben beim Austritt aus der Brennstoffsäule
eine Temperatur von etwa 60o bis 90o°. In der Zündkammer werden die Blasegase in
üblicher Weise mit Luft, die bei 28 und gegebenenfalls bei 29 eintritt, verbrannt.
Beim Austritt aus dem Gitterwerk mögen die Blasegase eine Temperatur von etwa iooo°
haben. Hinter dem ringförmigen Zwischenraum 17 ist die Gastemperatur etwa 35o°.
Im ringförmigen Zwischenraum 17 können auch ein oder mehrere vorzugsweise an einander
gegenüberliegenden Stellen angeordnete Dampfüberhitzer 3o eingebaut werden, die
überhitzten Dampf von etwa q.00° liefern.
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Es kann erfindungsgemäß schließlich auch der zur Wassergaserzeugung
dienende Wasserdampf vor seinem Eintritt in den Gaserzeugerschacht während der Gaserzeugungsperiode
(Dampfen) beispielsweise bei 31 in den ringförmigen Zwischenraum 17 unmittelbar
eingeleitet werden. Da die übliche im Kamin 25 angeordnete Kaminklappe (in der Zeichnung
nicht dargestellt) während der Gasungsperiode normalerweise geschlossen ist, durchströmt
der eingeleitete Wasserdampf den Zwischenraum 17 und die Zündkammer 15, sich in
beiden Räumen hoch überhitzend, und tritt bei geöffnetem Absperrschieber 13 durch
den Kanal 14 oben in den Gaserzeugerschacht i ein. Die Überhitzungswärme liefert
in diesem Falle die in der Blaseperiode (Heißblasen) im Gitterwerk des Ringraumes
17 und der Zündkammer 15 aufgespeicherte Wärme. Dieser Betriebsvorgang sichert beim
sogenannten Rückgasen (back-run) eine ganz wesentliche Steigerung der Gasleistung
und des thermischen Wirkungsgrades des Wassergasprozesses.