Verfahren und Gaserzeuger zur Erzeugung von Wassergas aus staubförmigem Brennstof. :Die Erfindung bezieht sich .auf ein Ver fahren und einen Gaserzeuger zur Erzeu gung von Wassergas aus staubförmigem Brennstoff. Beider Erzeugung von Wasser gas durch Einwirkenlassen von Wasser dampf auf den glühenden Brennstoff wird be:kauntliah Wärme verbraucht, so dass die Zersetzungsk ammer von aussen beheizt wer den muss, um die für die Zersetzung erfor derliche Temperatur .aufrechtzuerhalten.
Man hat bereits vorgeschlagen, unter Be nutzung von staubförmigem Brennstoff Wassergas in der Weise zu erzeugen, d@ass man ein Gemisch aus dem Brennstoffstaub und Wasserdampf gegen eine Wandung .der Zersetzungskammer bläst, welche durch Aussenbeheizung glühend gehalten wird. Auch hat man den Brennstaubstrahl paral lel zu .der beheizten Wandung .der Zer setzungskammer in diese eingeführt.
Die Zersetzung ist bei diesen bekannten Verfah ren unvollkommen, @da .der Brenstoffstaub nur während der. sehr kurzen Zeit der Aussenbeheizung ausgesetzt ist, in welcher er entweder auf .die glühende Wandung .der Kammer trifft oder an dieser einmalig vor beistreicht.
Es werden dabei durch die Aussenbeheizung auch nur die Brennstoff teilchen auf die für die Zersetzung erfor derliche Temperatur gebracht, welche sich in unmittelbarer Nähe der von aussen beheiz ten Kammerwandung befinden, während .die weiter abliegenden Brennstoffteilchen nicht auf diese Temperatur kommen, so dass der aus der Kammer abziehende Wassergas strom einen grossen Teil urizersetzten Brenn stoffstaubes enthält.
Nach der Erfindung wird eine restlose Umwandlung des Brennstoffstaubes in Was sergas und Asche dadurch zu erreichen .ge sucht, dass der Brennstoffstaub und der Wasserdampf in mindestens eine Zer setzungskammer so eingeblasen werden, dass sie in dieser Kammer kreisen, wobei die Kammer von aussen beheizt wird.
Infolge der kreisenden Bewegung,des Gemisches -aus Brennstoffstaub und Wasserdampf werden die in dem Gemisch enthaltenen Brennstoff teilchen nicht nur einmalig mit den von aussen beheizten Kammerwandungen in Be rührung gebracht, sondern mehrmalig, und zwar solange, bis sie durch die Aussen beheizung auf die zur Erzeugung von Was sergas erforderliche Zersetzungstemperatur gekommen sind.
Denn .durch die Fliehkraft wirkung werden die urizersetzten Brenn stoffteilchen gegen die von aussen beheizte Kammerwandung geschleudert und, erst wenn .diese Teilchen zu Asche zersetzt sind, entfernen sie sich infolge ihres geringeren spezifischen Gewichtes von der Kammer wandung und ziehen mit dem erzeugten Wassergas aus der Kammer ab. Es kom men also alle Brennstoffteilchen mit den von aussen beheizten Kammerwandungen in Berührung, bis sie zersetzt sind, so dass die Umwandlung vollkommen ist. Dabei kann dem Gemisch eine hohe Strömungsgeschwin digkeit erteilt werden, ohne d ass die Abmes sungen der Zersetzungskammer wesentlich wachsen.
Je grösser die Strömungsgeschwin- digkeit des Gemisches ist, desto besser ist aber der Wärmeübergang von den Heizgasen durch die Wandung der Zersetzungskammer hindurch auf das kreisende Gemisch. Die Erzeugung des Wassergases wird dadurch wesentlich beschleunigt.
Man hat auch schon vorgeschlagen, den Brennstoffstaub in eine Gaserzeugungskam- mer mittelst tangential einmündender Düsen so einzublasen, dass er in der Kammer eine kreisende Bewegung .ausführt.
Es . wurde aber bei diesen bekannten Gaserzeugern der Brennstoffstaub in dieser Kammer ver- bra,ät, indem Luft eingeführt wurde. Es dient dann ein Teil des Brennstoffstaubes zur Deckung der für die Verbrennung erfor derlichen Wärme. Es handelt sich also dort nicht um die Erzielung einer möglichst guten Wärmeübertragung von einer Aussen beheizung auf den Brennstoff im Innern der Kammer.
Hat die Zersetzungskammer einen run den oder annähernd ovalen Querschnitt, so ist zweckmässig die Leitung zur Abführung ,des Wassergases und der Asche in der Mitte der Kammer angeordnet und durch die Stirnwände der Kammer dicht nach aussen hindurchgeführt, wobei sie durch Offnungen mit dem Kammerinnern in Verbindung steht.
Das erzeugte Wassergas tritt dann durch diese zentrale Abführungsleitung aus der Kammer zusammen mit der Asche aus, die einerseits unter der Wirkung der Flieh kraft, durch welche sie von den schwereren Brennstoffteilchen getrennt wird, anderseits, unter der Wirkung des in der Abführungs- leitung herrschenden Saugzuges in diese Leitung eintritt.
Für die gute Übertragung der Aussen beheizung auf den in der Zuführungskammer kreisenden 'Strom aus Brennstoffstaub und Wasserdampf ist es vorteilhaft, dass die Aussenibeheizung möglichst gleichmässig sich über die zu beheizenden Wandungen verteilt. Dies kann dadurch erreicht werden, d.ass das Heizgas und die Verbrennungsluft in die Heizkammer so eingeführt werden, dass sie in dieser Kammer eine kreisende Bewegung ausführen.
Es bildet sich dann in der Heiz- kammer eine kreisende Flamme, in welche das Gemisch aus Heizgas und Verbrennungs luft eintritt, so dass sofort eine gute Vertei- lung der frisch eintretenden -Stoffe über die ganze Oberfläche der Heizkammer gesichert ist. Es ist also die Entstehung von Stich- flaimmen, welch= stellenweise Überhitzungen der Kammerwandungen hervorrufen könnten, vermieden.
Auch -die Leitung für die Ab führung der Abgase aus der Heizkammer kann in der Mitte der Kammer angeordnet und durch die Stirnwände der Kammer -dicht rech .aussen hindurchgeführt sein, wobei sie durch Öffnungen mit dem Kammerinnern in Verbindung steht. Der Heizgasstrom bewegt sich dann in -der Heizkammer spiralförmig vom Umfange nach den Abführungskanälen hin.
Dabei kann eine Vorwärmung des Heiz gases und der Verbrennungsluft dadurch er zielt werden, d.ass diese Stoffe vor ihrem Ein- tritt in die Heizkammer einen diese umgeben den Heizmantel durchströmen.. Die Wärme verluste der Heizkammerdurchstrahlung sind dadurch zugleich vermindert. Dabei kann sieh der Heizmantel .auch über die Zer setzungskammer erstrecken, so dass diese all seitig von .aussen beheizt wird.
Vorteilhaft werden mehrere Zersetzungs kammern und sie beiderseits begrenzende Heizkammern zu einer Batterie vereinigt. Zweckmässig kann -dann ein durch die Mitte der Zersetzungskammern und Heizkammern tlurchgehender Leitungskörper einerseits mit einem Sammelkanail für das Wassergas und die Asche und anderseits mit einem ',am- melkanal für die Abgase der Heizgase ver sehen sein,
wobei der eine -Sammelkanal durch Öffnungen mit dem Innern der Zer setzungskammern und der andere 3.ammel- kana: durch Öffnungen mit dem Innern der Herzkammern in Verbindung steht.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungs form eines zur Durchführung des Verfahrens tlieiipnden Gaserzeugers beispielsweise dar gestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch einen senkrech ten Längsschnitt durch eine Ga.serzeuger- bittterie; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine Zer- sptzungskammer nach -der Linie A-B der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Querschnitt .durch eine Heizkammer nach der Linie C-D ider Fig. 1.
Die dargestellte Gaserzeugerhatterie setzt sich aus einzelnen nebeneinandergereihten ZersE-tzungska.mmern 1 und dazwischen lie genden Heizkammern 2 zusammen. Jede Zer- setzungskammer 1 besteht aus dem zylindri schen Mantel 3 aus feuerfestem Stoff und den '-tirnwänden 4., die zugleich- die Stirn- wände der zylindrischen Heizkammern \? bil- len. An die ;
Mäntel 3 der Zersetzungskam- i@ierr. schliessen sich die zylindrischen Mäntel .5 der Heizkammern 2 an.
In den untern Teil der zylindrischen Mäntel 3 der Zersetzungskammern 1 münden drei Düsen 6 annähernd tangenhal ein, denen ein Gemisch aus Kohlenstaub und Wasser- dampf zugeführt wird. Der Mantel 5 jeder Heizkammer 2 ist von einem Heizmantel 7 umgeben, dessen Hohlraum in zwei halb kreisförmige Teile 8, 9 unterteilt ist. Der Teil 8 mündet in die Zuführungsleitung 10 für .die Heizgase und mit einer Düse 11 in die Heizkammer 2.
An den Teil 9 ist idie Zu führungsleitung 12 für die Verbrennungsluft angeschlossen, und dieser Teil mündet mit einer im gleichen Sinne annähernd tangential gerichteten Düse 13 in die Heizkammer 2. Durch die Mitte der Stirnwände 4,der beiden Kammern 1 und 2 ist ein Leitkörper 14 gas dicht hirndurchgeführt, der mit zwei vonein ander getrennten Sammelkanälen 15, 16 ver sehen ist.
Der Sammelkanal 15 ist durch Öffnungen 17 mit den Zersetzungskammern 1 und .der Sammelkanal 16 durch etwa tan- gential gerichtete Öffnungen 1'8 mit den Heizkammern 2 in Verbindung gesetzt. Der Heizmantel 7 kann sich auch über den Man tel 3 der Zersetzungskammern 1 erstrecken.
Das Gemisch aus Kohlenstaub und Was sergas wird in .die Zersetzungskammern 1 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit eingeblasen und führt infolge seiner tangentialen Ein führung durch die Düsen 6 in der Kammer eine kreisende Bewegung aus. In die an grenzenden Heizkammern 2 werden die Heiz gase durch die Düse 11 und die Verbren nungsluft durch die Düse 13 auch tangential eingeführt. Es entsteht dort eine kreisende Flamme, durch welche die Zersetzungskam mern 1 von aussen beheizt werden.
Das kreisende Gemisch aus Kohlenstaub und Wasserdampf in den Zersetzungskammern 1 wird also mit hoher Strömungsgeschwindig keit an den heissen Kammerwandungen vor beigeführt, und zwar so lange, bis der Koh lenstaub restlos zu Asche zersetzt ist, denn die Staubteilchen werden durch die Flieh- kraftwirkung gegen den Mantel 3 der Kam mer -geschleudert. Erst wenn diese Teilchen durch die Aussenbeheizung auf die Zer setzungstemperatur gekommen sind, was erst nach mehrmaligem Umlauf der Fall sein kann, werden sie zu Asche verwandelt und erhalten dadurch ein kleineres spezifisches Gewicht.
Dies hat zur Folge, dass sie der Fliehkraft nur noch in geringem Masse unter liegen, so dass der in dem )Sammelkanal 15 wirkende Saugzug überwiegt und die Asche zusammen mit dem erzeugten Wassergas durch .die Öffnungen 17 in,den Kanal 15 ent weicht. _ Die Ansammlung von Kohlenstaub am Boden des zylindrischen Mantels 3 ist dadurch ausgeschlossen, .dass sich dort die Düsen 6 befinden, so dass .sich absetzender Kohlenstaub -durch .den eintretenden Strom wieder in den Kreislauf mitgerissen wird.
Es enthält daher der .abziehende Wasser gasstrom nur noch Asche, aber keinen unzer- setzten Kohlenstaub mehr. Dabei ist die Wassergaserzeugung dadurch wesentlich beschleunigt, dass das Gemisch aus Kohlen staub und Wasserdampf mit hoher Ge- schwindigkeit ,an den beheizten Wandungen der Kammer 1 vorbeiströmt und demgemäss .der Übergang der Wärme von den in den Heizkammern 2 kreisenden Heizgasen durch ,die Wandungen 4 und 3 der Kammern 1 hin durch auf das Gemisch entsprechend schnell erfolgt.
Der Wassergaserzeuger hat somit eine hohe Leistung.
Durch den Kreislauf der Flamme in den Heizkammern 2 wird die Wärme auf den ganzen Umlauf der Kammern äusserst gleich mässig verteilt. Die Heizgase unid die Ver brennungsluft werden bei ihrem Eintritt in die Kammern durch .die Düsen 11 bezw. 13 sofort von der kreisenden Flamme erfasst und verteilt. Es ist daher eine örtliche Über hitzung .der Zersetzungskammern 1 wirksam vermieden.
Die Abgase treten unter der Wir kung des Saugzuges durch ,die Öffnungen 18 in den Sammelkanal 16 und ziehen nach aussen ab. Heizgase und Verbrennungsluft werden ferner beim Durchtritt durch den Heizmantel 7, 8 bezw. 7, 9 vorgewärmt, wo bei zugleich die Verluste der Kammern durch Strahlung vermindert sind.
Der Leitkörper 14, der alle Kammern 1 und 2 ,durchsetzt, ist an einem Ende (Fig. 1) mit seinem iSammelkanal 15 für das Wasser gas und die Asche .an eine Leitung 19 ,ange- schlossen, die zu einem -Dampfüberhitzer 20 führt. Aus diesem gelangt der Gasstrom in einen ;Skrubber 21, in dem er von,der Asche befreit wird.
Von idort wird das W=assergas ,der Verbrauchsstelle oder dem Gastbehälter zugeleitet. Der Sammelkanal 1,6 für -die Ab gase der Heizkammern 2 steht mit einer Wärmeaustauschvorrichtung 22 in Verbin dung, in der Heizgase und Verbrennungsluft vorgewärmt werden. Die Heizgase treten durch eine Leitung 23 in,die 7m@führungslei- tung 10 (Fig. 3) und die Verbrennungsluft tritt @durch eine Leitung 24 in die Zufüh rungsleitung- 12.
Die Abgase gelangen ;aus der Wärmeaustauschvorrichtung 22 in einen Abhitzekessel 25, in dem -der für die Wasser gaserzeugung benötigte Dampf erzeugt wird. Dieser Dampf tritt durch die Leitung 26 in den Überhitzer 20 und gela .ngt durch eine Leitung 27 zu den Düsen 6 der Zersetzungs kammern 1.
Der Kohlenstaub kann auch getrennt von dem Wasserdampf in die Zersetzungskam mern eingehlasen werden.
Anstatt den Brennstoff mit dem Dampf in die Zersetzungskammern einzü-blasen, kann auch ein permanentes Gas dazu verwendet werden. Verwendet man unverkokte oder halbverkokte Brennstoffe, so kann man zum Beispiel ein solches Gas erzeugen, welches aus vergastem Teer, Leuchtgas und Wasser gas besteht. Anstatt Kohlenstaub oder fein gemahlene Kohle zu verwenden, kann natür lich auch irgend ein anderer staubförmiger Brennstoff Verwendung finden.