CH265146A - Verfahren zur Erzeugung von brennbaren Gasen durch Vergasung von fein verteilten festen Brennstoffen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Erzeugung von brennbaren Gasen durch Vergasung von fein verteilten  festen Brennstoffen.    Die Erfindung bezieht sieh auf die Erzeu  gung von brennbaren Gasen aus fein verteil  ten festen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen  durch Umsetzen mit Sauerstoff     und    mit     endo-          therm    reagierenden Vergasungsmitteln in der  Schwebe in einem Reaktionsraum, dessen  Wände auf einer solchen Temperatur gehalten  werden, dass sieh die Brennstoffasche in fein  verteiltem festen Zustand absetzen kann.  



  Im Sinne dieser Erfindung wird unter  Sauerstoff reiner Sauerstoff oder Luft von  erhöhtem Sauerstoffgehalt verstanden.     Endo-          therm    reagierende Vergasungsmittel sind  z. B. Wasserdampf oder Kohlensäure oder       Cemische    solcher oder gegebenenfalls anderer  Stoffe. Die Erfindung versteht unter Ver  gasung in der Schwebe eine solche Arbeits  weise, bei welcher sich der Brennstoff in  Suspension in dein gasförmigen Vergasungs  mittel befindet, so dass die Strömung von  gasförmigen Stoffen und dem festen Brenn  stoff während der Reaktion im wesentlichen  gleich gerichtet ist.  



  Bei der Vergasung fester kohlenstoffhal  tiger Brennstoffe zwecks Erzeugung brenn  barer     CTase        kommen        hauptsäehlieli    folgende  Reaktionen in Betracht    2C =     (l..    = 2 CO  C     @-        H..0    = CO     -i-    H._.  C = CO., = 2 CO.

      Die erste Reaktion ist     eiotherm,    die an  dern beiden sind     endotherm.            Dureh    frühere     Untersuehungen    ist fest  gestellt worden,     da.ss    ein Nutzgas von hohem  Heizwert, das heisst also von hohem     Kohlen-          oxl-d-    und     gegebenenfalls    Wasserstoffgehalt,  dann entsteht, wenn die Reaktion des Kohlen  stoffes mit dem Sauerstoff bei Temperaturen  von 2000  C und mehr erfolgt und danach  die Reaktion des restlichen     Kohlenstoffes    mit.

    den     endotherm    reagierenden Vergasungsmit  teln unter entsprechender Temperaturerniedri  gung durchgeführt wird. Dies soll nach einem  bekannten Vorschlag dadurch erreicht wer  den, dass der fein verteilte Brennstoff mit  tels eines mechanischen     Transportorganes,     etwa. einer Transportschnecke, in den Ver  gasungsraum eingeführt und nun im Reak  tionsraum ein Sauerstoffstrahl gegen den aus  der     Schneeke    austretenden Brennstoff gerich  tet wird. Die praktische Nachprüfung dieser  Arbeitsweise hat jedoch ergeben, dass dabei  der erstrebte hohe Heizwert bei weitem  nicht erreicht wird.

   Dies hängt     damit    zu  sanmien, dass der Sauerstoff bereits beim  Auftreffen auf den aus der -Transportschnecke  her     ausquillenden        Brennstaub    zündet und die  Reaktion beginnt., bevor eine völlige     Zerstäu-          bung    der     Brennstoffgase    und eine wirksame  Gemischbildung erfolgt ist.

   Die     exotherme     Reaktion geht unter solchen     Umständen    nicht  in     Gegenwart    eines Überschusses von Kohlen  staub vor sich und verläuft. daher im     Sinne     der     CTleieliuny     C     0_    =     C0.         das heisst es entsteht primär nicht Kohlen  oxyd, sondern     überwiegend    Kohlensäure. Ent  sprechend findet eine zwar sehr hohe, aber  örtlich begrenzte     Wärmeentwicklung    statt,  welche auf einen Teil des Brennstoffes be  schränkt bleibt, während andere Partien nur  eine wesentlich niedrigere Temperatur an  nehmen.

   Diese kälteren Brennstoffanteile ent  ziehen sieh infolgedessen mehr oder weniger  der sekundär     durchzuführenden        endothermen     Reaktion, und das entstandene Nutzgas hat  einen - viel höheren Gehalt an Kohlensäure.  Auch ist die Ausnutzung des Wasserdampfes  bzw. des     Kohlenstaubgehaltes    des Brenn  stoffes     unzureichend.     



  Der Erfinder hat     früher    versucht, die       Vergasung    fein verteilter Brennstoffe mittels  Sauerstoff und     entotherm    reagierender     Ver-          gasungsmittel    derart     auszuführen,    dass die  Brennstoffasche vollständig schmilzt und in  leicht flüssigem Zustand von den Wänden des       Reaktionsraumes    abläuft.

   Um die dafür not  wendigen, sehr hohen Temperaturen im Re  aktionsraum zu erreichen, wurde vorgesehen,  den Brennstoff mit dem Sauerstoff bereits  vor Eintritt in den Reaktionsraum zu mischen,  die     Zündung    des Gemisches jedoch erst inner  halb des     Reaktionsraumes    unter Zusatz von       endotherm        reagierenden    Mitteln zum Gemisch       zuzulassen.    Der industriellen     Anwendung    die  ser Arbeitsweise hat sich aber vornehmlich  der Umstand entgegengestellt, dass es zur Zeit  kein wirtschaftlich in Betracht kommendes  Material gibt, das den dabei im Reaktions  raum bzw.

   an dessen Wänden auftretenden  hohen Temperaturen und dem gleichzeitigen  Angriff der geschmolzenen Brennstoffasche       standzuhalten    vermag.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung ist  dadurch     gekennzeichnet,    dass     zunächst    ausser  halb des     Vergasungsraiunes    aus dem fein  verteilten     Brennstoff        und    dem Sauerstoff ein       möglichst    homogenes Gemisch unterhalb der       Zündtemperatur    des Gemisches hergestellt  und dass danach dieses Gemisch     unter    Küh  lung     mit    solcher Geschwindigkeit in den     Re-          aktionsraum    eingeführt wird,

   dass die     exo-          tlierme    Reaktion     zwischen    Kohlenstoff und    Sauerstoff erst innerhalb des Reaktionsraumes  einsetzt, in dem ein     Llberschuss    der     endotlierm     reagierenden     Vergasungsmittel    anwesend ist.  



       Durch    die vorherige Vermischung des  Brennstoffes mit dem Sauerstoff wird primär  ein einwandfreier Ablauf der wichtigen     exo-          thermen    Reaktion erreicht. Es hat sich über  raschenderweise gezeigt,     da.ss    bei richtigem  Ablauf der     exothermen    Reaktion im Sinne  der Gleichung  2C     +        O@    = 2C0  auch einer unerwünschten Verflüssigung der       Brennstoffasche        entgegengewirkt    werden  kann, selbst wenn die     endotherm    reagierenden  Vergasungsmittel hoch     vorerhitzt    in den Re  aktionsraum eingeleitet werden.

   Durch den  gleichmässigen     Ablauf    der Primärreaktion  werden alle Teile des fein verteilten Brenn  stoffes, das heisst auch die gröberen     Partikel     desselben, gleichmässig auf eine so hohe Tem  peratur gebracht, dass die     endotherme    Sekun  därreaktion, z. B. C     +    L0 = CO     -i-    H  mit grosser Geschwindigkeit gleichmässig     unter     entsprechend plötzlicher     Herabsetzung    der  Temperatur und völliger     Verfestigung    des  Brennstoffrückstandes vor sich geht.

   Der  völlig fest gewordene Rückstand wird von  dein erzeugten Gas bzw. dem im     überschuss     zugeführten     endotherm    reagierenden Ver  gasungsmittel aus der Zone höchster Tem  peratur des Vergasungsraumes entfernt und  in fein verteilter fester Form ausgeschieden.  



  Die Qualität des erzeugten Nutzgases, ins  besondere dessen Gehalt an wertvollem Koh  lenoxyd und gegebenenfalls Wasserstoff, ist.  bei dem erfindungsgemässen Verfahren we  sentlich höher als bei der bekannten Arbeits  weise mit     Zerstäubung    des Brennstoffes inner  halb des Reaktionsraumes.     Aiich    ist die Aus  nutzung des Brennstoffes besser, weil sich  kein Teil des Brennstoffes der hohen Tem  peratur und der Vergasungsreaktion ent  ziehen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erzeugung von brennbaren Gasen aus fein verteilten festen kohlenstoff. haltigen Brennstoffen durch Umsetzen mit Sauerstoff und endotherm reagierenden Ver gasungsmitteln in der Schwebe in einem Re aktionsraum, dessen Wände auf einer sol chen Temperatur gehalten werden, dass sich die Brennstoffasche in fein verteiltem festem Zustand absetzen kann, dadurch gekenn zeichnet, dass zunächst ausserhalb des Reak tionsraumes ein möglichst homogenes Gemisch von Brennstoff und Sauerstoff.

   unterhalb der Zündtemperatur des Gemisehes hergestellt und dieses Gemisch unter Kühlung mit sol cher Geschwindigkeit. in den Reaktionsraum eingeleitet wird, dass die exotherme Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff erst innerhalb des Reaktionsraumes einsetzt, in dem das endotherm reagierende Vergasungs mittel im Überschuss anwesend ist.