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Gaserzeuger
Es ist bekannt, in der Brennstoffmasse von Gaserzeugern besondere Reaktionskammern anzuordnen, die mit reduzierendem Brennstoff gefüllt und durch die sie umgebende glühende Brennstoffmasse erhitzt werden. Die im Generator erzeugten Gase werden durch diese Kammer durchgeleitet, um eine Teerzersetzung, eine vollständige Reduktion der Kohlensäure und eine Aufspaltung des Wasserdampfes nach der bekannten Wassergasreaktion zu erzielen. Zur Erreichung der hiebei erforderlichen hohen Temperatur kann auch zusätzlich Verbrennungsluft in die Kammer zugeführt werden. Der gedachte Zweck aller dieser Systeme war somit die ausschliesslich Erzeugung eines teerfreien hochwertigen Gases.
Nach der Erfindung ist es demgegenüber möglich, in einem mit einer zentral angeordneten Reaktionskammer und mit andern zweckdienlichen Einrichtungen ausgestatteten Gaserzeuger durch Rückführung von im äusseren Gaserzeugerteil hergestellten teerhaltigen Gas in entgegengesetzter Strömungsrichtung durch diese Kammer teerfreies verbessertes Gas oder auch wahlweise ein Mischgas aus derart hergestelltem teerfreien verbessertem Gas mit gewöhnlichem teerhaltigen, im äusseren ringförmigen Gaserzeugerteil hergestelltem und aus dem Gasraum oberhalb der Brennstoffschichte abgeleiteten Gas zu erzeugen, wobei die Regelung des Mischungsverhältnisses in an sich bekannter Weise durch Regelventile erfolgt.
Erfindungsgemäss ist es ausserdem auch möglich, den Betrieb des Gaserzeugers so zu führen, dass das Hauptgewicht auf die unmittelbare Entnahme von gewöhnlichem, teerhaltigen Gas aus dem Gasraum des äusseren ringförmigen Gaserzeugerteiles gelegt und die Entnahme von teerfreiem verbessertem Gas aus der Reaktionskammer weitgehend gedrosselt oder sogar ganz unterbunden wird. Dadurch wird der Kammer ihr ursprünglicher Zweck, nämlich Gasreaktionen herbeizuführen, genommen und ihr dagegen die Aufgabe zufallen, einen Teil der in den Gaserzeuger eingebrachten Kohle als entgastes Erzeugnis, also in Form von Koks, aus dem Erzeuger auszubringen, wobei naturgemäss das unmittelbar abgeleitete teerhältige Gas nach Massgabe der ausgebrachten Koksmenge eine Anreicherung durch die beim zusätzlichen Entgasungsprozesses freiwerdenden Schwelgase erfahren wird.
Bei
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rators in lotrechter Richtung gesehen, eine Unterbrechung auf, damit entgaste Kohle kontinuierlich in die Kammer nachgleiten und so diese andauernd in gefülltem Zustand erhalten werden kann.
Dies wird zwangsläufig durch Rippen besorgt, die zweckmässig gegen die Radialebene geneigt angeordnet sind, um eine Schaufelwirkung zu erzielen. Diese Rippen verbinden den am oberen Ende der eigentlichen Reaktionskammer befindlichen ringförmigen Flansch mit dem scheibenartig ausgebildeten Abschlussflansch des oberen Kammerteiles und bilden so gleichzeig das Tragorgan der ganzen Kammer, das seinerseits durch ein rohrförmiges Organ mit dem Traglager verbunden ist. Durch diese Anordnung wird der Kammerteil oberhalb der Unterbrechung
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unter Vermittlung eines Wasserabschlusses gasfrei erhalten.
Die Wandung der Kammer besteht aus feuer- festen Formsteinen mit lotrecht verlaufenden
Kanälen, die abwechselnd von Kühlwasser im
Gegenstrom durchflossene Rohre enthalten, die an ihrem unteren Ende in einen ringförmigen, die Kammerwandung tragenden Hohlkörper mün- den. Zur Bewerkstelligung des Kühlwasserzu-und -abflusses wird in dem das Traglager mit dem
Tragstück verbindenden Rohr konzentrisch ein
Rohrstück eingeschoben, das an seinem unteren offenen Ende durch einen Flansch gegen das vorerwähnte Rohr abgeschlossen ist, so dass in diesem zwei voneinander unabhängige Räume, u. zw. ein oberer und ein unterer geschaffen werden. Vom unteren Raum aus erfolgt die
Kühlwasserzufuhr, während die Rückleitung durch den oberen Raum vermittelt wird.
Das Kühlwasser wird dem Tragrohr mittels einer mit diesem verbundenen ringförmigen Rinne zugeführt bzw. vom Tragrohr analog durch eine jedoch feststehende ringförmige Rinne abgeführt. Die Kühlrohre selbst, die in ihrer Gesamtheit zugleich ein die erforderliche Festigkeit der Formsteinwandung der Kammer gewährleistendes Gerippe bilden, sind abwechselnd an den oberen oder unteren Wasserräumen des Tragrohres angeschlossen.
Die Reaktionskammer geht unterhalb des Rostes in ein Abzugsrohr von gleichem Durchmesser mit anschliessender kegelstumpfförmiger Haube über, die in den den Wasserverschluss bildenden Betonbehälter ragt und innerhalb welcher das Ableitungsrohr für das erzeugte hochwertige Gas mündet, dessen oberes Ende gegen das Einfallen des abwärts sinkenden Kokses durch einen kegelförmigen, jalousieartig ausgebildeten Abschluss geschützt ist.
Um die für die gewünschte Aufspaltung des im Gas ursprünglich enthaltenen Wasserdampfes nach der Wassergasreaktion in Wasserstoff und Kohlenoxyd unbedingt erforderliche hohe Temperatur in der Reaktionskammer verfügbar zu haben, wird in die im oberen Teil der Kammer befindliche Brennstoffmasse Zusatzluft mittels einer im Tragrohr konzentrisch angeordneten und durch den oberen Flansch des Tragorganes der Kammer hindurchgeführten Rohrleitung eingeblasen, deren unteres mit feuerfestem Material umgebenes Ende düsenartige Austrittsöffnungen aufweist.
Der in der Zeichnung dargestellte Gaserzeuger veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Von den Figuren zeigen Fig. 1 den Gesamtaufbau des Gaserzeugers in einem lotrechten Schnitt. Fig. 2 den mit den unteren Enden der Kühlrohre verbundenen ringförmigen die Reaktionskammer tragenden Hohlkörper in einem lotrechten Schnitt. Fig. 3 in ihrem linken Teil einen waagrechten Schnitt durch diesen Körper nach Linie I-I der Fig. 2, in ihrem rechten Teil einen waagrechten Schnitt durch das untere Ende der Reaktionskammer nach Linie lI-lI der Fig. 2. Fig. 4 in grösserem Massstab und detaillierter Darstellung einen lotrechten Axialschnitt durch den oberen Teil des Generators mit den Einrichtungen für die
Zufuhr der Zusatzluft und für die Zu-und
Ableitung des Kühlwassers.
Die Fig. ver- anschaulicht auch die die Reaktionskammer tragenden Elemente in ihrem Zusammenwirken.
In der lotrechten Achse des Gaserzeugers 1 (Fig. 1) ist die vom Brennstoff 2 umgebene, aus feuerfesten Formsteinen bestehende, zweckmässig zylindrische Reaktionskammer 3 angeordnet. Ihr unteres noch im Aschenraum be- findliches Ende bildet ein ringförmiger Hohlkörper 4 (Fig. 2 und 3), ihr oberes Ende das aus einem ringförmigen Flansch 6 (Fig. 1 und 4), einem oberen scheibenförmigen Flansch 7 und aus beide verbindenden Rippen 8 bestehende Tragorgan 5. Mittels des an den Flansch 7 angeschlossenen Tragrohres 9 ist die Kammer 3 am Oberteil des Kugeltraglagers 10 aufgehängt, dessen Unterteil auf dem Halslager 11 (Fig. 4) befestigt ist, welches zur Sicherung des Tragrohres gegen seitliche Verschiebungen dient und mit dem mittleren Abschlussdeckel verbunden ist.
Zum Unterschied von Fig. 1, gemäss welcher nur ein Traglager allein vorgesehen ist, welches an der Unterseite des mittleren Abschlussdeckels befestigt ist, wurde in Fig. 4 die Anordnung eines Trag-und Halslagers, die auf der Oberseite des Abschlussdeckels ruhen, gewählt.
Der auf dem Ringlager 13 (Fig. 1) ruhende ringförmige Drehrost 14 umgibt mit seinem inneren Umfang den Hohlkörper 4 der Kammer 3 und bewirkt mit seinen radial nach innen vorstehenden Mitnehmern 15 (Fig. 2), die mit den Mitnehmern 16 des Körpers 4 zusammenarbeiten, die Kammerdrehung.
Das zur Abführung des hochwertigen Gases bzw. des erzeugten Kokses dienende Abzugsrohr 17 (Fig. 1) der Kammer 3 ist an einen flanschartigen Ring des Drehrostes (Fig. 2) angeschlossen und trägt, nach unten anschliessend, die in den Wasserverschluss des Betonbehälters 19 tauchende Haube 18. Innerhalb dieser Haube tritt das erzeugte Gas über dem Wasserspiegel in die Abzugsrohrleitung 20 ein, deren oberes kegelförmig ausgebildetes Ende 21 durch sich jalousieartig einander überdeckende, kegelstumpfförmige Ringe abgeschlossen ist, die das Einfallen des sie umgebenden Kokses in die Rohrleitung 20 verhindern. Dies kann selbstverständlich auch durch andere ähnliche Anordnungen erreicht werden.
Zur Entnahme des oberhalb der Brennstoffschicht des Generators freiwerdenden, noch teerhaltigen Gases dient der Stutzen 48.
Die in den lotrechten Kanälen der feuerfesten Formsteine der Kammerwandung angeordneten Kühlrohre 24 und 25 sind an ihren unteren Enden im Hohlkörper 4 (Fig. 2) befestigt, in welchem die Umleitung des durch die Kühlrohre 24 abwärts strömenden Wassers in die Kühlrohre 25 erfolgt. In das Tragrohr 9 (Fig. 4) ist das unten offene und durch den Flansch 29 samt Dichtung und Ring gegen die Innenwand abgedichtete Kühlwasserzuleitungsrohr 28 eingebaut, so dass
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im Tragrohr eine obere und eine untere Wasserkammer 30 und 31 gebildet werden.
Mit dem Zuleitungsrohr Sist durch Vermittlung der beiden Rohrkrümmer 32 die offene ringförmige Zuflussrinne 33 fest verbunden, in welche das Kühlwasser durch den Zulauf 34 ständig einfliesst und in die untere Wasserkammer 31 gelangt. Die Kühlrohre 24 sind an ihren oberen Enden mittels Krümmer 26 an den unteren Wasserraum 31 des Tragrohres 9 angeschlossen, desgl. die Rohre 25 an den oberen Wasserraum 30, so dass das einfliessende Kühlwasser die Rohre 24 und 25 im Gegenstrom durchfliesst und durch den Abflussstutzen 34'in die ortsfeste ringförmige Abflussrinne 35 abgeleitet wird.
Die Formsteine der Reaktionskammer besitzen auf ihrer Innenseite Vorsprünge, die aneinander anschliessend eine schraubenlinienförmig verlaufende Rippe 39 bilden, die die an der Kammerinnenseite liegenden Brennstoffstücke zwangläufig durch die Kammerdrehung nach abwärts schiebt, wodurch ein Anbacken an der Wand verhindert wird.
Die Vergasungsluft für die Brennstoffmasse 2 (Fig. 1) wird dem Drehrost 14 durch den
Stutzen 22 des wie die Haube 18 in den Wasser- abschluss ragenden Zylinders 23 zugeführt. Sie wird beim Vorbeistreichen an der Haube und dem Rohr 17, die beide im Betrieb hohe Temperaturen aufweisen, vorgewärmt.
Das zur Zuführung der Zusatzluft in den oberen Teil der Reaktionskammer dienende, mit feuerfester Masse 37 (Fig. 4) überzogene und Austrittsöffnungen 38 aufweisende Rohrstück 36 ist an den Flansch 7 des Tragorganes 5 angeschlossen. Die Zusatzluft wird ihm über einen Wasserverschluss durch die Rohrleitung 47 zugeleitet, die konzentrisch im Wasserzuleitungsrohr 28 bzw. im Tragrohr 9 eingeschoben und ebenfalls an den Flansch 7 angeschlossen ist.
Durch den Druck der durch das Rohr 40 in den Wasserverschlusskörper 41 eintretenden Luft sinkt der Wasserspiegel 42 so weit ab, dass die untere Öffnung der Knierohre 43 freigegeben wird.
Wird dagegen die Luftzufuhr unterbrochen, so verschliesst auch der ansteigende Wasserspiegel selbsttätig die Knierohröffnungen. Der von dem oberen Teil 44 der Kammerwand, dem scheibenförmigen Flansch 7 und dem Wasserverschluss 45 umgebene Raum 46 bleibt gasfrei.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gaserzeuger mit einer zentral in der Brennstoffmasse angeordneten, zur Erzeugung eines teerfreien, vollständig reduzierten und wasserdampfarmen Gases dienenden, von dem zu reduzierenden, noch teerhaltigen Gas in Richtung von oben nach unten durchströmten Kammer, dadurch gekennzeichnet, dass die an ihrem oberen Ende offene Kammer (3) mit Organen zur zwangsläufigen Abwärtsbeförderung der dieses Ende umgebenden Brennstoffmasse durch die Kammer ausgestattet und ihr unteres Ende durch den Generatorrost hindurchgeführt ist, so dass aus diesem Ende das die Kammer abwärts durchströmende, verbesserte Gas austritt, welches entweder für sich oder mit noch teerhaltigem, oberhalb der Brennstoffschicht aus dem Gasraum des Gaserzeugers abgeleitetem Gas gemischt verwendet werden kann,
dass aber ausserdem aus diesem Kammerende Koks ausgebracht werden kann, wenn teerfreies Gas nicht erzeugt und nur gewöhnliches, teerhaltiges Gas dem Gasraum des Erzeugers entnommen wird.