DE1041193B - Einrichtung zur Vergasung von feinverteilten, festen Brennstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Vergasung von feinverteilten, festen Brennstoffen in der Schwebe mit Sauerstoff und gegebenenfalls endotherm reagierenden Vergasungsmitteln, bei der eine wenigstens teilweise Ausnutzung der fühlbaren Wärme des erzeugten Nutzgases in einer Dampfkesseleinrichtung stattfindet.

Es ist bekannt, die Dampfkesseleinrichtung oberhalb der Vergasungseinrichtung anzuordnen und baulich so mit dieser zu vereinigen, daß die heißen Nutzgase unmittelbar, d. h. ohne besondere Gasleitungen, von der einen in die andere Einrichtung übergehen können. Bei einer der bekannten Einrichtungen dieser Art hat man den heißen Nutzgasen der Staubvergasung vor oder bei deren Eintritt in die Dampfkesseleinrichtung Wasserdampf von sehr viel niedrigerer Temperatur, als die Gase sie aufweisen, zugesetzt. Bei anderen Ausführungsformen hat man den heißen Nutzgasen mehr oder weniger große Mengen bituminösen Brennstaub zugesetzt, in der Hoffnung, ao daß dieser unter Abziehung von Wärme aus den Nutzgasen wenigstens teilweise vergasen würde, wonach dann die Ausnutzung der restlichen fühlbaren Wärme in der Kesseleinrichtung erfolgen sollte.

Es wurde nun gefunden, daß die Ausnutzung der fühlbaren Wärme von Nutzgasen einer Staubvergasung nur dann auf die Dauer störungsfrei möglich ist, wenn man nicht nur jede durch Einführung von Stoffen, wie Wasserdampf von mittlerer Temperatur oder Brennstaub, bewirkte vorzeitige Abkühlung der Nutzgase vermeidet, sondern außerdem noch dafür sorgt, daß das Nutzgas der Staubvergasung eine erhebliche Wegstrecke ohne nennenswerte Temperatursenkung zurückgelegt hat, ehe es mit den Wärmeaustauschern der Dampfkesseleinrichtung in Berührung kommt. Beobachtet man diese Vorschrift nicht, so bilden sich, wie gefunden wurde, auf den Wänden der Kesseleinrichtung Ablagerungen aus der staubförmigen Asche der Nutzgase, die auf die Dauer die Gaswege verlegen und einen Stillstand der ganzen Anlage erzwingen.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Zuführungsorgane, durch die sämtliche Vergasungskomponente in Form von festem Brennstoff, Sauerstoff und Wasserdampf oder Kohlendioxyd gleichzeitig eingeführt werden, ausschließlich im unteren Teil des gegen Abkühlung geschützten Gaserzeugers angeordnet sind und ein freier Gasraum, der etwa zwei Drittel des Gaserzeugers beträgt, zwischen der eigentlichen Vergasungszone und dem Dampfkessel vorgesehen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der eigentliche Vergasungsteil zweckmäßig, jedoch nicht unbedingt notwendig, so angeordnet, daß seine Hauptachse senkrecht steht. Der mit dem Vergasungsteil Einrichtung zur Vergasung
von feinverteilten, festen Brennstoffen

Anmelder:
Heinrich Koppers

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
Essen, Moltkestr. 29

Willy Linder, Essen,
ist als Erfinder genannt worden

der Einrichtung zu einer baulichen Einheit verbundene Dampferzeugerteil wird auf jeden Fall oberhalb des Vergasungsteiles angeordnet. Die ganze Einrichtung ist zum Betrieb sowohl bei normalem Druck als auch bei Überdruck geeignet.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Bei der dargestellten Einrichtung besteht der eigentliche Vergaserteil 1 aus einem senkrecht stehenden, vorzugsweise zylindrischen Raum, der durch feuerfeste Wände 2 begrenzt wird. An der Außenseite wird der Vergaserteil 1 von einem gasdichten Eisenpanzer 3 umschlossen und zusammengehalten. Die erzeugten Nutzgase verlassen den Gaserzeuger durch eine praktisch den ganzen Schachtquerschnitt einnehmende Abzugsöffnung 4 und gelangen ohne irgendeine Zwischenbehandlung, insbesondere auch ohne Zufuhr von Wasserdampf oder Brennstaub, in den Wasserrohrkessel 5. Am unteren Ende des Gaserzeugerteils 1 befindet sich die Abzugsöffnung 6, durch die die Vergasungsrückstände kontinuierlich oder absatzweise abgezogen werden können.

Die eigentliche Vergasung des Brennstoffes findet vorzugsweise im unteren Drittel des Gaserzeugers 1 statt. Zu diesem Zweck sind eine Reihe von Vergaserköpfen 7 vorgesehen, die vorzugsweise die Form von zurückspringenden Nischen haben, die sich zum Vergasungsraum hin erweitern. Durch die kleinere Grundfläche der vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgebildeten Nischen werden der zu vergasende Brennstoff und die Vergasungsmittel eingeblasen. Eine besonders gute Vergasungsreaktion wird erzielt, wenn man zentral durch eine oder gegebenenfalls mehrere Düsen ein vorbereitetes Gemisch von feinverteiltem Brennstoff und Sauerstoff einbläst, welches durch die

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Leitung 8 der oder den Düsen zugeführt wird. Infolge der hohen Temperatur der Wände des Vergasungsraumes entzündet sich das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch unmittelbar nach seinem Eintritt in die nischenförmigen Vergaserköpfe unter Bildung von Vorzugsweise Kohlenoxyd. Gleichzeitig mit dem Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch wird durch die die zentrale Düse umgebenden Düsen, die auch zu einer Ringdüse zusammengefaßt sein können, ein endotherm mit Kohlenstoff reagierendes Vergasungsmittel durch Leitung 9 eingeführt. Als endotherm reagierendes Vergasungsmittel kommen Wasserdampf und Kohlendioxyd, vorzugsweise vorerhitzt, in Frage. Die Einführung der endotherm reagierenden Vergasungsmittel erfolgt so, daß diese Vergasungsmittel eine mehr oder weniger geschlossene Hülle um die zentrale, exotherme Zone bilden und auf diese Weise verhindern, daß in der exothermen Zone noch nicht völlig vergaster Bennstoff sowie glühende Brennstoffrückstände auf die Wände der Vergaserköpfe auftreffen. Die glühenden, festen Bestandteile müssen vielmehr die endotherme Gashülle durchdringen, wobei einerseits eine Umsetzung des glühenden Kohlenstoffes mit dem Wasserdampf bzw. dem Kohlendioxyd unter Bildung brennbarer Gase stattfindet und andererseits die glühenden Brennstoff rückstände (Asche) so abgekühlt werden, daß sie beim Auftreffen auf die Wände des Vergaserkopfes nicht anbacken.

Oberhalb der Ebene der Vergaserköpfe 7 befindet sich eine freie Wegstrecke, die etwa zwei Drittel der Gesamthöhe der Vergasungseinrichtung ausmacht. In dieser findet eine gewisse Nachreaktion von noch nicht vollständig vergastem Brennstoff statt, mit dem Effekt, daß Asche, soweit sie mit dem Gas nach oben getragen wird, ihre klebrigen Eigenschaften verliert.

Die heißen Gase verlassen den Vergasungsraum durch die Deckenöffnung 4 und kommen sofort in Berührung¹ mit den Rohren 10 des Wasserrohrkessels 5. Die Anordnung der Wasserrohre 10 ist so getroffen, daß die Gase in möglichst ruhiger Strömung an den Rohren vorbeistreichen und dabei ihre Wärme an das Rohrsystem abgeben. Die abgekühlten Gase verlassen den Wasserrohrkessel durch die Abzugsöffnung 11.

Das Kesselspeisewasser wird dem Kessel durch Leitung 12 zugeführt und gelangt nach Durchlaufen der Rohre zusammen mit dem erzeugten Dampf in den Abscheidetopf 13, in welchem die flüssige von der Dampfphase abgetrennt wird. Die flüssige Phase fließt durch Leitung 14 wieder in das Rohrsystem zurück, während der Dampf durch Leitung 15 einem Dampfüberhitzer 16 zugeführt wird, den er schließlich durch Abzugsleitung 17 verläßt. Die Dampf- und Wassersammelräume 18 bzw. 19 des Wasserrohrkessels können dabei einen Teil des gasdichten Metallpanzers 3 der Gaserzeugereinrichtung bilden. Auf diese Weise ist es möglich, die Wasser- und Dampfsammeiräume von außen leicht zugänglich" zu machen, so daß die einmündenden Wasserrohre von innen her gedichtet werden können, z. B. durch Aufwalzen.

Claims (1)

1. Patentanspruch·

   Einrichtung zur Vergasung von feinverteilten, festen Brennstoffen in der Schwebe mit Sauerstoff und gegebenenfalls endotherm reagierenden Vergasungsmitteln unter wenigstens teilweiser Ausnutzung der fühlbaren Wärme der erzeugten Nutzgase in einer mit der Vergasungseinrichtung baulich vereinigten und oberhalb derselben angeordneten Dampfkesseleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungs organe, durch die sämtliche Vergasungskomponenten in Form von festem Brennstoff, Sauerstoff und Wasserdampf oder Kohlendioxyd gleichzeitig eingeführt werden, ausschließlich im/©ke?eaTeil des gegen Abkühlung '- geschützten Gaserzeugers angeordnet sind und ein freier Gasraum, der etwa zwei Drittel des Gaserzeugers beträgt, zwischen der eigentlichen Vergasungszone und dem Dampfkessel vorgesehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 479 431, 579 419;
   deutsche Patentanmeldung B 1002 IVb/12i (bekanntgemacht am 13. 9. 1951);

   schweizerische Patentschrift Nr. 274 479;
   belgische Patentschrift Nr. 494 498.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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