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Einrichtung zur Erzeugung von heizkräftigem Brenngas durch Vergasung
staubförmiger oder feinkörniger Brennstoffe Das Patent 765 992 bezieht sich auf
die Erzeugung von heizkräftigem Brenngas durch Vergasung von feinverteilten oder
staubförmigen Brennstoffen mit Sauerstoff (Luft) und Wasserdampf. Nach der Erfindung
des Hauptpatents wird die Vergasung des Brennstaubes in einem Reaktionsraum solcher
Größe und solcher Wärmeableitung durchgeführt, daß die Wandtemperatur des Reaktionsraumes
über dem Schmelzpunkt der Brennstaubasche liegt und die Asche im Reaktionsraum in
Form einer dünnflüssigen Schmelze anfällt.
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Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, eine zur Durchführung des
Gaserzeugungsverfahrens nach dem Hauptpatent besonders geeignete Einrichtung zu
entwickeln, und sie löst diese Aufgabe auf folgende Weise: Nach einem Merkmal der
Erfindung hat der Vergasungsraum die Form eines im wesentlichen senkrecht angeordneten
Zylinders, an dessen oberem Ende der Brennstaub und die Vergasungsmittel eintreten,
während am unteren Ende des Vergasungsschachtes eine Ablauföffnung für die geschmolzene
Schlacke und ein Abzug für das erzeugte Nutzgas angeordnet sind.
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Die Erfindung sieht weiter vor, auf die Höhe des Vergasungsschachtes
eine Reihe von düsenartigen Eintritten für die Vergasungsmedien zu verteilen,
wobei
diese Eintrittsöffnungen im wesentlichen tangential zur Schachtwand derart angeordnet
sind, daß die Vergasungsmittel durch den Reaktionsschacht in schraubenlinienförmiger
Bewegung strömen.
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Sodann erstreckt sich die Erfindung noch auf die Anordnung von Verteilkanälen
für die Vergasungsmittel über die Höhe des Gaserschachtes. An diese Verteilkanäle
sind die in den Gaserschacht führenden düsenartigen Eintrittsöffnungen gruppenweise
angeschlossen, gegebenenfalls unter Regelbarkeit der den einzelnen Düsen oder Gruppen
derselben entströmenden Gas- und Dampfmengen.
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Schließlich erstreckt sich die Erfindung noch darauf, daß neben dem
in Form eines stehenden Zylinders ausgebildeten Vergasungsraum senkrechte turmartige
Regeneratoren für die Vorwärmung der Vergasungsmittel angeordnet sind und daß diese
Regeneratoren am oberen Ende mit dem in der Wandung des Vergasungsraumes vorgesehenen
Verteilkanal für die Vergasungsmedien bzw. einer Mehrzahl solcher Verteilkanäle
derart erbunden sind, daß vorgewärmte Luft und Wasserdampf aus den Regeneratoren
in den Gaserschacht eingeführt werden können.
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Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden
Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, die in Abb. i der
Zeichnung teils in einem senkrechten Schnitt und teils in Seitenansicht und in Abb.
2 in einem waagerechten Schnitt nach Linie II-II der Abb. i wiedergegeben ist, während
Abb. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Vergasungsraumes zeigt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i und 2 ist der Vergasungsraum mit
i bezeichnet. Er wird gebildet von feuerfestem Mauerwerk 2, gegebenenfalls auch
von einer Stampfmasse, die in einem vorteilhaft gasdichten Gehäuse 3 angeordnet
ist.
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Der Vergasungsraum i hat im wesentlichen die Form eines senkrechten
Zylinders. An seinem oberen Ende, bei .4, ist der Eintritt für den zu vergasenden
Brennstaub angeordnet. Dieser wird aus einem Vorratsbunker 5 mittels einer Förderschnecke
6 stetig in die Brennstaubeinführungsöffnung 4 eingestreut.
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In der Seitenwand des Vergasungsraumes i ist eine Reihe von düsenartigen
Öffnungen 7 vorgesehen, die (vgl. Abb.2) annähernd tangential zur Innenwand des
Gasers verlaufen. Die Öffnungen 7 führen zu einem senkrechten Verteilkanal 8, an
dessen oberem Ende der Zuführkanal 9 angeschlossen ist, der über die Abzweige io
und i i zu den neben dem Gaser aufgestellten Regeneratoren führt.
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Die Regeneratoren sind bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage
im wesentlichen in Form der bekannten Hochofenwinderhitzer ausgeführt. Sie besitzen
ein feuerfestes Gitterwerk 12 bzw. 13, das in einem von feuerfestem Mauerwerk 14
bzw. 15 gebildeten Schacht angeordnet ist, der in einem gasdichten Gehäuse 16 bzw.
17 aufgebaut ist. Oben werden die Gitterwerksschächte 12 und 13 durch je eine Kuppeldecke
i8 (Abb. i) abgeschlossen, in welche die Leitungen io bzw. i i münden.
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In den. Kuppelräumen ist ferner eine Reihe von Gasluftbrennern i9
vorgesehen, die zum Aufheizen des Gitterwerks 12 bzw. 13 benutzt werden.
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Ferner sind noch in den Leitungen io, i i die Absperrorgane 2o und
21 vorgesehen und am Fuße der Regeneratoren je ein Abzug 22, beherrscht von dem
Schieber 23, der mit dem Fuchs 24 in Verbindung steht, und je eine durch ein Absperrorgan
25 beherrschte Rohrleitung 26, durch die die aufzuheizenden Medien in den Erhitzer
eingeführt werden.
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Beim Betriebe der Gaserzeugereinrichtung werden die Gaserhitzer 12
und 13 abwechselnd zur Vorwärmung der Vergasungsmedien benutzt. Für den Fall, daß
beispielsweise der Gaserhitzer 12 zum Vorwärmen der Vergasungsmedien dient, wird
das Rauchgasventil 23 am Fuße des Gehäuses 16 geschlossen und das Ventil 25 für
die Zuleitung eines Dampf-Luft- oder Dampf-Sauerstoff-Gemisches geöffnet. Das Absperrventil
2o in der Leitung io (Abb. 2) wird geöffnet und das Absperrventil 21 in der Leitung
i i, die zum Regenerator 13 führt, geschlossen. Die kalten Vergasungsmittel strömen
also aus der Leitung 26 unten in das in einer vorhergehenden Betriebsperiode hocherhitzte
Gitterwerk 12 und steigen in ihm hoch, wobei sie sich entsprechend erhitzen.
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Der Strom der auf hohe Temperaturen (i25o° und mehr) erhitzten Vergasungsmittel
gelangt in den Innenraum der Kuppel i8 des Gaserhitzers 12 und zieht von dort durch
die Rohrleitungen io und 9 in den Verteilkanal8 des Vergasungsschachtes. Hier verteilt
er sich, geleitet durch Regelorgane, in der gewünschten Weise auf die Düsen 7. Die
aus letzteren ausströmenden heißen Vergasungsmedien treffen im Schacht i auf den
Brennstaub und bewirken im Vergasungsschacht eine schraubenlinienförmige Bewegung
des Gemisches von Brennstaub und Vergasungsmitteln. Das Brennbare im Brennstaub
wird hierbei vergast, während die Asche verflüssigt und durch die Fliehkraft mehr
oder weniger in feinen Tröpfchen gegen die heißen Wände des Vergasungsschachtes
geschleudert wird. Die verflüssigte Schlacke fließt, unterstützt von der Abwärtsbewegung
der Reaktionsmittel, an den Wänden des Schachtes i nach unten.
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Das untere Ende des Schachtes i ist, wie bei 27 angedeutet, seitlich
abgebogen und führt zu einer Schlackenablauföffung 28. An letztere ist ein Fallrohr
29 angeschlossen, das in ein Wasserbad 30 eintaucht. Die durch die Öffnung 28 abtropfende
geschmolzene Schlacke fällt also in Wasser und erstarrt dort unter Granulation,
so daß die entstehende, ziemlich feinkörnige feste Schlacke leicht aus dem Wasserbad
3o entfernt werden kann.
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An den Vergasungsschacht i schließt sich dann noch ein zyklonartiger
Abscheider 31 an, welcher zur Abscheidung des Restes der mitgerissenen flüssigen
und festen Ascheteilchen aus dem Gase
dient. Vom Zyklon 31 führen
eine Schlackenablauföffnung 32 und ein Fallrohr 33 zu dem Wasserbad 30.
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Nutzgas wird aus dem Zyklon 31 durch die Rohrleitung 34 entnommen.
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Sobald das Gitterwerk 12 durch die Vorwärmung der Vergasungsmittel
so weit abgekühlt ist, daß diese nicht mehr auf die gewünschte Vorwärmtemperatur
kommen, werden die Regeneratoren gewechselt. Es wird also das Ventil2o geschlossen
und das Ventil 21 geöffnet und der Regenerator 13 zur Vorerhitzung der Vergasungsmittel
benutzt.
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Am Regenerator 12 wird das Ventil 25 geschlossen und das Rauchgasventi123
geöffnet. Alsdann wird den Gasluftbrennern i9 am Regenerator 12 Brenngas und Luft
zugeführt. Diese Medien verbrennen im Kuppelraum 18 des Regenerators. Die erzeugten
heißen Gase ziehen durch das Gitterwerk 12 abwärts und heizen dasselbe wieder auf.
Die abgekühlten Rauchgase gelangen durch die geöffnete Rohrleitung 22 zum Fuchs
24. In analoger Weise gestaltet sich auch die Wiederaufheizung des Regenerators
13.
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Anstatt, wie in der Zeichnung dargestellt, einen einzelnen Vergaserschacht
mit zwei Regeneratoren zu verbinden, ist es unter Umständen vorteilhaft, mehrere
Vergasungsräume mit zwei oder gegebenenfalls mehr Regeneratoren funktionell zu verbinden.
Man hat es dadurch in der Hand, nach Bedarf den einen oder anderen Vergasungsraum
der Batterie außer Betrieb zu nehmen, beispielsweise, um Reparaturen auszuführen.
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Abb. 3 der Zeichnung gibt noch eine andere Anordnung für die Eintritte
der Vergasungsmedien in den Reaktionsraum 4o wieder. Statt eines senkrechten Verteilkanals
8 (Abb. 2) sind bei der Ausführungsform nach Abb.3 mehrere Verteilkanäle 41 vorgesehen,
von denen mehrere Düsenreihen 42 ausgehen. An allen Düsen 42 sind dabei Regelorgane
vorgesehen, so daß diese Ausführungsform eine besonders sorgfältige Verteilung der
Vergasungsmittel auf den Innenraum des Vergasungsraumes 4o gestattet.