Verfahren zur Erzeugung von Brenngas aus festen Brennstoffen. Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeu gung von Brenngas, wie es für Beleuchtung, Beheizung oder andere Zwecke benutzt wird, durch Vergasen von festen Brennstoffen, namentlich solchen minderer Qualität, wie Koksgrus.
Bei der Erzeugung von Koks aus Kohle fällt neben grossstüekigem Koks eine nicht un- beträehtlielie Menge Feinkoks in der Korn grösse 0 bis 1.0 mni an, bekannt als sogenannter Koksgrus. Für diesen Koksgrus gibt es bisher praktisch keine wirtschaftliche Verwert.ungs- mögliehkeit, und in vielen Fällen ist, der Wert des Koksgruses so gering, dass er als Baustoff für Strassen und dergleichen be nutzt wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, welches die Erzeugung von Brenngas aus Koksgrus mit hoher -Virt- schaftliehkeit gestattet.
Es ist zwar in vielen Gaserzeugungsbetrie- ben üblich, in Generatoren, die mit stückigem Steinkohlenkoks unter im wesentlichen nor malem Drtiek betrieben werden, eine ge wisse Menge Koksgrus mitzuverarbeiten. Die nähere Untersuchung dieser Gaserzeugung zeigt. jedoch, class hierbei nur eine sehr ge ringe Menge Koksgrus vergast wird. Der grösste Teil des Koksgruses wird vielmehr von dem erzeugten Gas mitgerissen und unverän dert aus dem Generatorgas abgeschieden.
Dies hängt damit zusammen, dass die Gasge schwindigkeit in den unter normalem Druck arbeitenden Generatoren zu hoch ist.. Um in üblichen Generatoren den im Koksgrus ent haltenen Kohlenstoff in demselben Ausmass zli vergasen wie den Kohlenstoff des Stückkokses von beispielsweise 20 bis 40 mm Korngrösse, müsste man die Gasgeschwindigkeit im Brenn stoffbett beträchtlich vermindern. Diese Ver minderung ginge so weit, dass ein Generator mit einem Schachtdurchmesser von 3 m, der pro Tag 50 t eines Stückkokses der Korn grösse 20 bis 40 mm durchsetzt, nur noch 5 t pro Tag Koksgrus von 1 bis 10 mm vergasen würde.
Die Erfindung besteht nun darin, dass der feste Brennstoff unter erhöhtem Druck in. einem Gaserzeuger mit feststehendem Rost vergast und das erzeugte heisse Netzgas von erhöhtem Druck in einer Abgasturbine zum Antrieb eines den Druck der Vergasungsluft auf den Arbeitsdruck des Gaserzeugers er höhenden Luftverdichters verwendet wird.
Die Vergasung von relativ feinkörnigen Brennstoffen in einem unter erhöhtem Druck betriebenen Gaserzeuger mit ruhendem Brenn stoffbett ist an sich bekannt. Sie konnte jedoch bisher nur dort. wirtsehaftlieh angewendet werden, wo leicht reaktionsfähige Brennstoffe zur Verfügung stehen, die ein Nutzgas von vergleichsweise hohem Methangehalt und dem gemäss hohem Heizwert bei der Vergasung unter Druck ergeben. Der Wert eines solchen heizkräftigen Gases ist. so gross, dass dadurch die Kosten für die Verdichtung der Ver gasungsluft auf den Arbeitsdruck des Gas erzeugers gedeckt werden können.
Dadurch, dass nun gemäss der Erfindiung die Luft unter Verwendung einer Abgas turbine verdichtet wird, in welcher Druck und Wärmeinhalt des Nutzgases zur Erzeugiuig mechanischer Arbeit ausgenutzt wird, ergibt sich die Möglichkeit, auch reaktionsträge, minderwertige Brennstoffe, wie Steinkohlen- koksgrus, in Brenngas mit hoher Wirtschaft lichkeit umzuwandeln.
Es hängt im wesentlichen von .den Eigen schaften der benutzten Gasturbine ab, wie sich die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemässen Vergasungsverfahrens gestaltet. Arbeitet die Gasturbine mit ausreichendem hohem Wir- ktngsgrad, so kann man bei einem Arbeits druck im Gaserzeuger von etwa 15 Atm mit der Gasturbine aus dem Nutzgas so viel me chanische Energie gewinnen, dass dadurch nicht nur der Kraftbedarf gedeckt.
wird, der für die Verdichtung der Vergasungsluft auf 15 Atm aufzuwenden ist, sondern, dass darüber hinaus noch eine nicht unbeträchtliche Energie menge verfügbar bleibt, z. B. für die Erzen-. ging von elektrischem Strom.
Man kann damit rechnen, dass unter gün stigen Bedingungen die Kosten für die Er zeugung von Brenngas bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf Stein- kohlenkoksgrus etwa 25% niedriger sind als bei der Verarbeitung von grossstückigem Koks in Gaserzeugern, die unter normalem Druck betrieben werden.
Hierbei ist übrigens noch angenommen, dass der Heizwert des Nutzgases, welches bei der Vergasung von Koksgrus unter erhöhtem Druck erzeugt wird, gleich dem Heizwert von i üblichem Generatorgas, erzeugt unter nor malem Druck aus Koksgrus, ist, während tat sächlich in vielen Fällen das bei dem erfin- dungsgemässen Verfahren entstehende Nutzgas infolge seines grösseren Methangehaltes einen bedeutend höheren Heizwert besitzt.
Der zu vergasende Koksgrus kann vor Ein tritt in den Gaserzeuger mit heissen Gasen, vorzugsweise dem warmen entspannten Nutz- gas, das aus der Abgasturbine kommt, behan delt werden, derart, dass aus dein Koksgrus das darin enthaltene Wasser und die Anteile unter 3 min ausgetrieben werden. Dadurch wird erreicht, dass der Koksgrus die Korn grösse 3 bis 10 mm hat und frei von Staub ist.
Es hat, sich gezeigt, dass das Nutzgas bei der Vergasung eines derartigen Koksgruses unter einem Druck von beispielsweise 1s> atü praktisch keine festen Bestandteile enthält, die nicht in einem Zyklon abgeschieden werden können.
Wendet man zum Trocknen und Vor ent stauben des Koksgruses das in der Turbine entspannte Nutzgas an, so ist aus ihm der mitgerissene Staub beispielsweise durch #'# a sehen mit Wasser oder elektrisch abzuscheiden. bevor das Nutzgas weiter verwendet wird. Die auf diese Weise aus dem Nutzgas abgeschie denen feinen Anteile des Koksgruses können gegebenenfalls der zu verkokenden Kohle vor Einfüllen in den Verkob-üngsofen wieder zu gemischt werden, falls es die Backfähigkeit der Kohle gestattet.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäss der Erfindung sei an Hand einer An lage erläutert, die auf der Zeichnung teils im Schnitt und teils in Ansicht dargestellt ist.
Bei der auf der Zeichnung dargestellten Anlage kommt der zu verarbeitende feinkör nige Brennstoff, vorzugsweise Steinkohlen koksgrus, aus denn Vorratsbehälter 1 zunächst in eine geschlossene Kammer 2, die am Boden mit gelochten. Zwischenwänden 3 versehen ist. In den Raum unter diese Zwischenwände 3 wird aus der Rohrleitung 4 ein erhitztes, vorzugsweise etwa 3000 G heisses Gas geleitet, welches finit solcher Geschwindigkeit durel, den Behälter 2 strömt, dass aus dem darin be findlichen Koksgrus oder dergleichen die feinen Anteile unter etwa 3 min von dem Gas strom mitgerissen werden.
Das Gemisch von Gas und Staub verlässt die Kammer 2 durch die Rohrleitung 5. Der von dem Staub be freite Brennstoff wird dann durch den Ver schluss 6 in einen Zwischenbehälter 7 abge zogen, der unter Vermittlung eines druck- festen Absperrorganes 8 mit dem Gaserzeu ger 9 in Verbindung steht. In dein Gaserzeu ger 9 wird ein erhöhter Druck, vorzugsweise 15 Atin, aufrechterhalten. Um den Brennstoff aus dein Behälter 7 in den Caserzeuger 9 ein zufüllen, wird zunächst das Absperrorgan 6 geschlossen und danach das Absperrorgan R geöffnet.
Es sind Mittel vorzusehen, um einen Druekausgleicli zwischen dem Behälter 7 und dem C Iaserzeuger 9 zu bewirken, so da.ss der Brennstoff nach Öffnen des Absperrorganes 8 in den Gaserzeuger 9 rutschen kann. Der Gaserzeuger 9 ist mit einem druckfesten Man tel<B>10</B> versehen. Er besitzt einen feststehenden ,Rost 11, über dein sieh ein Rührarm 12 be wegt, der ein Zusammenbacken der Schlacke verhindert und die Körnung der Schlacke bzw. Asche so fein hält., dass dieselbe durch den Rost fallen kann.
Die entstehende Asche sawinelt sich in dem Bodenraum<B>13</B> des Gaserzeugers an und kann dann über das drneksieliere Zwischengefäss 1:1, welches ähnlich wie der Zwischenbehälter 7 arbeitet, abgezogen werden.
Das in < lein Gaserzeuger 9 entstehende Gas zieht mit einer Temperatur von etwa 700" C durch die Rohrleitung 1 5 ab und < gelangt zuerst in einen 7Vklon 16, in welchem sieh die von dein Nutzgas etwa mit-erissenen (Trus- teilchen absetzen können.
Das praktisch staub freie (ras "ebt dann durch die Rohrleitung 77 zu der Abgasturbine 1h, in welcher es unter Abkühlung entspannt wird.
1.)ic :Vigasturüine 1S Wird vorteilhaft mit solchc@ii (x'e"endi#tiek betrieben, dass das aus ihr entweieliende, etwa 300" C heisse Abgas < lui#i#h die Rohrleitung -1 der Kammer ' zu geleitet werden kann, in welcher - wie bereits beschrieben - der zu vergasende Brennstoff getrocknet,
und von Staub befreit wird.
Das durch die Rohrleitun- <B>5</B> aus der Kammer 2 entweichende Gas kommt zunächst in den Staubabscheider 7.9 und danach in einen Waseher 20, in welchem es mit kaltem Was ser in Berührung gebracht wird, wodurch es gekühlt und von. dem in ihni enthaltenen Staub befreit wird. Das gereinigte und ge- kühlte Gas kann schliesslich durch die Rohr leitung 21 abgezogen werden.
Mit dem Rotor der Abgasturbine 18 ist direkt gekuppelt der Rotor des Luftverdich ters 22, der Frischluft durch die Rohrleitung 23 ansaugt. Der Luftverdichter 22 verdichtet die Luft etwas über den Arbeitsdreck im Gaserzeuger 9. Die verdichtete Luft, gelangt durch die Rohrleitung 24 in den Raum unter. halb des Gaserzeugerrostes 17., geht durch die Rostspalten und bewirkt dann die Vergasung im Brennstoffbett des Gaserzeugers 9.
Wasserdampf kann in bekannter Weise der Vergasungsluft im Raum 13 aus der Rohr leitung 25 zugesetzt werden.
In den Fällen, in denen die Leistung der Abgasturbine 18 grösser ist als der Kraft bedarf des Luftverdichters 22, ist vorteilhaft mit der Rotorwelle der Abgasturbine noch ein Stromerzeuger 26 gekuppelt.
Ferner ist mit der Rotorwelle der Abgas turbine noch ein Anlassinotor 27 verbunden. Die beschriebene Anlage eignet sich ausser zur Vergasung von Koksgrus, der als Abfall produkt bei der Erzeugung von normalem Koks entsteht, auch noch vorteilhaft zur Ver gasung von schlecht. backenden Kohlen, z. B. dem meist aschereichen, sogenannten Mittel produkt, welches bei der Aufbereitung von backenden Kohlen anfällt.
Diese lIittel- produkte ergeben bei der trockenen Destilla tion. keinen brauchbaren Koks ausreichender Stückgrösse, sondern im wesentlichen nur ein feinkörniges, wenig festes Produkt. Man kann dieses Produkt leicht auf eine Korn grösse unter 10 nim zerkleinern und hat dann einen sehr billigen Brennstoff zur Verfügung, aus dem sieh in der beschriebenen Anlage mit grosser Wirtschaftlichkeit ein wertvolles Heiz- as erzeugen lässt.