CH361079A - Verfahren zur Herstellung von wasserstoffhaltigen und kohlenmonoxydhaltigen Gasgemischen - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Herstellung    von wasserstoffhaltigen und     kohlenmonoxydhaltigen    Gasgemischen    Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung  von     wasserstoffhaltigen    und     kohlenmonoxydhaltigen     Gasgemischen durch partielle Verbrennung eines  Kohlenwasserstoffes mit Sauerstoff oder einem sauer  stoffreichen Gasgemisch, gegebenenfalls Sauerstoff  und Dampf unter Überdruck.  



  Nach dem vorliegenden Verfahren wird der  Kohlenwasserstoff durch eine Öffnung in der Wand  der Reaktionskammer zerstäubt, wobei der Sauer  stoff gleichfalls durch diese     öffnung    in die Reaktions  kammer mit einer sich um die Achse derselben dre  henden Bewegung zugeführt wird, damit der Kohlen  wasserstoff sich schnell mit den Gasen vermischt  und die Reaktion schnell abläuft. Der Sauerstoff und  gegebenenfalls der Dampf werden von einem Raum,  der eine Wirbelkammer umgibt, durch eine Anzahl  von Schlitzen in die Wirbelkammer eingeleitet, die  an der     Stirnseite    der Reaktionskammer angeordnet ist.  



  Ein Verfahren wie das obenerwähnte ist z. B. im  schweizerischen Patent Nr. 349361 beschrieben.  



  Bei der unvollständigen Verbrennung von     Koh-          lenwasserstoffen    zu einem wasserstoffhaltigen und       kohlenmonoxydhaltigen    Gasgemisch ist es von ausser  ordentlicher Bedeutung, dass das Gas der Reaktions  kammer über eine Wirbelkammer zugeführt wird,  denn dadurch wird es     zur    Durchführung der Reaktion  in der gewünschten Weise so einheitlich als möglich  verteilt, wodurch     Änderungen    im Reaktionsablauf  und ebenso Änderungen in der Zusammensetzung des  resultierenden Gasgemisches vermieden werden.  



  Die bis jetzt übliche Einführung von Gas, die  z. B. in dem obenerwähnten Patent beschrieben ist,       erfolgt    über eine Anzahl     tangential    angeordneter  Düsen oder Schlitze, wobei besondere Abmessungen  erforderlich sind, um die einheitliche Verteilung des  Gases, nämlich Sauerstoff oder ein sauerstoffreiches  Gas zu erreichen.    Aufgabe der Erfindung ist es, diese Verteilung  bei einem Verfahren zur Herstellung eines wasser  stoffhaltigen und     kohlenmonoxydhaltigen    Gasgemi  sches, wie es in der     Einleitung    angegeben ist, zu ver  bessern.

   Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,  dass der Sauerstoff so in den die     Wirbelkammer    um  gebenden Raum und von dort durch die     Schlitze    in  die Wirbelkammer eingeführt wird, dass der grösste  Druckunterschied infolge der örtlichen Differenz in  der kinetischen Energie der Gase zwischen Aussen  seite und Innenseite des die Wirbelkammer umgeben  den Raumes klein ist, im Vergleich zum Druck  abfall durch die Schlitze.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ergibt natürlich  einen grösseren Druckverlust, doch ist dies belanglos  bei einer Vergasungsanlage, deren Betrieb bei einem       beträchtlichen    Überdruck     durchgeführt    wird.  



  Die Anordnung der     Schlitze    ist vorzugsweise so,  dass der     Sauerstoff        und    der gegebenenfalls     verwendete     Dampf in die     Wirbelkammer    in     tangentialer    Richtung  zu einem gedachten Zylinder mit einem Durchmesser  eintritt, der     beträchtlich        kleiner    ist als der grösste  Durchmesser der     Wirbelkammer,    z. B. kleiner als  dieses Durchmessers.  



  Dadurch wird gewährleistet, dass die eintretenden  Gasströme noch weiter homogenisiert werden. Durch  Abrunden der Schlitze an der     Einlassseite        kann    der  Gasstrom durch die Schlitze eingeleitet werden, die  selbst keine Verengung aufzuweisen brauchen, so dass  ein     einheitliches    Einströmen begünstigt wird. Um  noch eine weitere Verbesserung in der Einheitlichkeit  des Gasstromes durch die verschiedenen Schlitze zu  bewirken, kann das Gas dem     ringförmigen    Raum um  die Wirbelkammer     tangential    in     einer    solchen Weise  zugeführt werden, dass sich die Gase in diesem Raum  und in der Wirbelkammer in derselben Richtung  drehen.

        Die     Erfindung    wird im folgenden anhand der  Zeichnung erläutert, wobei eine Ausführungsform  einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs  gemässen Verfahrens gezeigt ist.     Fig.    1 stellt einen  Längsquerschnitt der Vorrichtung und     Fig.    2 einen  vertikalen Querschnitt entlang der Linie     II-II    der       Fig.    1 dar.  



  In     Fig.    1 ist mit 1 der Halter für den Zerstäuber  bezeichnet, an dessen einem Ende 2 der Kohlen  wasserstoff     zugeführt    wird, der durch den am anderen  Ende angeordneten Zerstäuber so zerstäubt wird, dass  er einen hohlen, konischen Strahl bildet. Der     Zer-          stäuberhalter    ist in der     zylindrischen        Führung    3 an  geordnet, die zentral in der Wirbelkammer 8 vor  gesehen ist.

   Die im wesentlichen zylindrische Reak  tionskammer 4, deren Wände aus einem schwer       schmelzbaren    Material hergestellt sind, ist mit der       Wirbelkammer    durch eine Öffnung 5 verbunden, die  einen kleineren Durchmesser besitzt als die Durch  messer der Kammern 4 und B.  



  Ein Einsatzstück 6 (vgl. auch     Fig.    2) ist um die       Wirbelkammer    8 angeordnet und mit einer Anzahl  von Schlitzen 7 versehen. Diese Schlitze sind     tangen-          tial    zu einem gedachten Zylinder angeordnet, der  einen kleineren Durchmesser als der grösste Durch  messer der     Wirbelkammer    hat. Infolgedessen wird  der rotierende Gasstrom noch weiter homogenisiert.  



  Der Sauerstoff und gegebenenfalls verwendeter  Dampf werden über ein     Zufuhrrohr    9     tangential    zur  äusseren Begrenzung eines ringförmigen Raumes 10  zugeführt, der das Einsatzstück 6 umgibt.  



  Die Reaktionskammer 4 ist ferner mit einem  hohlen     Kühlmantel    11 umgeben, der ein     Zufuhrrohr     12 und ein     Abflussrohr    13 für ein     Kühlmittel,    z. B.  für Wasser, aufweist. Sie ist ferner mit einem oder  mehreren Stutzen 14 versehen, um     Thermoelemente     anzuordnen und die Vorrichtung zünden zu können.  Die Reaktionskammer 4 mündet in den Reaktions  raum 16, der einen grösseren Durchmesser als die  Kammer 4 aufweist. Der untere Teil der Wirbel  kammer ist in der Nähe der Öffnung bzw. Ver  engung 5 mit einem besonderen Kühlkanal 15 ver  sehen.

   Ein solcher ist an diesem     Teil    der Wirbel  kammer erwünscht, da er mit dem heissesten Teil  der Reaktionskammer in     Berührung    steht, der Tem  peraturen von etwa 1500  erreicht.  



  Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemässe  Verfahren mit einer Vorrichtung mit folgenden Ab  messungen zu guten Ergebnissen führt (vgl. Zeich  nung):  
EMI0002.0028     
  
    Querschnittsfläche <SEP> des <SEP> Zufuhrrohres
<tb>  für <SEP> Sauerstoff <SEP> 7050 <SEP> mm <SEP> 2
<tb>  Grösster <SEP> Durchmesser <SEP> des <SEP> ringförmigen
<tb>  Raumes <SEP> (10) <SEP> 280 <SEP> mm
<tb>  Äusserer <SEP> Durchmesser <SEP> des <SEP> Einsatz  stückes <SEP> (6) <SEP> 190 <SEP> mm
<tb>  Innendurchmesser <SEP> des <SEP> Einsatzstückes <SEP> (6) <SEP> 150 <SEP> mm
<tb>  Anzahl <SEP> der <SEP> Schlitze <SEP> (7)
<tb>  im <SEP> Einsatzstück <SEP> (6) <SEP> 8     
EMI0002.0029     
  
    Breite <SEP> der <SEP> Schlitze <SEP> (7) <SEP> 3 <SEP> mm
<tb>  Wirksame <SEP> Länge <SEP> der <SEP> Schlitze <SEP> (7)

   <SEP> (das
<tb>  heisst <SEP> die <SEP> Abrundung <SEP> an <SEP> der <SEP> Einlassseite
<tb>  ist <SEP> in <SEP> Abzug <SEP> gebracht <SEP> worden) <SEP> 15 <SEP> mm
<tb>  Höhe <SEP> der <SEP> Schlitze <SEP> (7) <SEP> 183 <SEP> mm
<tb>  Durchmesser <SEP> des <SEP> gedachten <SEP> Zylinders,
<tb>  zu <SEP> dem <SEP> die <SEP> Schlitze <SEP> tangential <SEP> ange  ordnet <SEP> sind <SEP> 78 <SEP> mm       Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung der  Vorrichtung mit den obenerwähnten Abmessungen  der Druckabfall durch die Schlitze ungefähr 21/2 mal  so gross war als die grösste Druckdifferenz im Raum  um die     Schlitze.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffhalti gen und kohlenmonoxydhaltigen Gasgemisches durch partielle Verbrennung eines Kohlenwasserstoffes mit Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gasgemisch unter Überdruck, wobei der Kohlenwasserstoff durch eine Öffnung in der Wand einer Reaktionskammer zerstäubt und der Sauerstoff gleichfalls durch diese Öffnung in die Reaktionskammer mit einer Dreh bewegung um die Achse derselben eingeführt wird, damit der Kohlenwasserstoff schnell mit den Gasen vermischt wird und die Reaktion schnell vor sich geht, und wobei der Sauerstoff von einem eine Wir belkammer umgebenden Raum durch eine Anzahl von Schlitzen in die Wirbelkammer eingeführt wird,

   die an der Stirnseite der Reaktionskammer ange ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass man den Sauerstoff so in den die Wirbelkammer umgebenden Raum und von dort durch die Schlitze in. die Wir belkammer einleitet, dass die grösste Druckdifferenz zwischen Aussenseite und Innenseite des die Wirbel kammer umgebenden Raumes klein ist im Vergleich zum Druckabfall durch die Schlitze. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Lage der Schlitze derart ist, dass der Sauerstoff in die Wirbelkammer in tangen- tialer Richtung zu einem gedachten Zylinder eintritt, dessen Durchmesser kleiner ist als der grösste Durch messer der Wirbelkammer. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauer stoff durch Schlitze eintritt, die über ihre Länge keine Verengung aufweisen. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Sauerstoff tangential zur äusseren Begren zung des Raumes um die Wirbelkammer in der Weise zuführt, dass die Gase in diesem Raum und in der Wirbelkammer in der gleichen Richtung rotieren.