CH387765A - Magnetogasdynamischer Generator für schwefelhaltige Brennstoffe - Google Patents

Description

      Magnetogasdynamischer    Generator für     schwefelhaltige    Brennstoffe    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Be  trieb eines     magnetogasdynamischen    Generators mit       halboffenem    Kreislauf zur Erzeugung elektrischer Ener  gie, durch dessen in einem Magnetfeld liegenden  Kanal heisses Arbeitsgas mit hoher Geschwindigkeit  strömt, welches beim Eintritt in den Kanal zur  Erlangung hoher elektrischer Leitfähigkeit durch Bei  mischung von Stoffen zusätzlich ionisiert wird, wobei  zur     Ionisierung    ein Element der ersten bis dritten  Gruppe des Periodischen Systems in reiner Form  oder als Verbindung verwendet wird, das nach dem  Durchströmen des Generators aus dem Arbeitsgas  zurückgewonnen wird,

   während das Abgas in die  Atmosphäre entweicht, nach Patent Nr. 382 842.  



  Durch die     Verfeuerung    üblicher Brennstoffe wer  den in einem     magnetogasdynamischen    Kraftwerk be  züglich des     Schwefeldioxydgehaltes    der Abgase die  gleichen Schwierigkeiten verursacht wie bei einem  konventionellen Kraftwerk. Schwefeldioxyd ist nicht  nur lästig, sondern für Lebewesen und Pflanzen ein  deutig schädlich, wobei eine scharfe Grenze zwischen  Störung und Schädigung nicht gezogen werden kann.  Manche Genehmigungsbehörden im Kraftwerksbau  lassen grössenordnungsmässig nur noch 0,5 mg  Schwefeldioxyd pro     Nm-    Abgas kurzzeitig zu. Diese  Verordnungen können jederzeit verschärft werden,  wodurch die Verwendung stark schwefelhaltiger  Brennstoffe vermehrt in Frage gestellt wäre.  



  Es wurde bereits vorgeschlagen, dem Arbeitsgas  eines     magnetogasdynamischen    Generators zur Er  höhung der elektrischen Leitfähigkeit ein Element  der 1. bis 111. Gruppe des Periodischen Systems  in jeder gewünschten Menge beizumischen, das in  reiner Form oder als Verbindung, beispielsweise als  Oxyd oder Karbonat, verwendet werden kann. Diese  Zusatzstoffe haben die Eigenschaft, bei Vorhanden  sein von Schwefeloxyden im Arbeitsgas in schwefel-         haltige    Verbindungen überzugehen. Da der Zusatz  stoff in beliebiger Menge zugesetzt werden kann, wird  er erfindungsgemäss dem Arbeitsgas zumindest in  jener Menge beigemischt, die genügt, um Schwefel  oxyde im Arbeitsgas zu binden.  



  Das so gewonnene Produkt ist industriell ver  wertbar, also nicht verloren. Aus naheliegenden  Gründen ist man aber bestrebt, das zurückgewonnene  Zusatzmaterial neuerlich dem Arbeitsgas vor dem  Generator zuzuführen, wie auch schon vorgeschlagen  wurde, was im allgemeinen nach Ausscheidung von  wasserunlöslichen Verunreinigungen ohne weiteres  möglich ist. Bei Anwesenheit von Schwefeldioxyd  ist die neuerliche Zufuhr des zurückgewonnenen Zu  satzmaterials jedoch nicht zulässig. Selbst bei grösstem       Überschuss    an Zusatzstoff würde dieser durch die  ständig wiederholte Verwendung kein Schwefeldioxyd  mehr binden können, das nun unvermindert und  unbehindert mit den Abgasen ins Freie ausströmen  würde.  



  Um trotzdem schwefelhaltige Brennstoffe ohne  Belästigung der Umgebung verwenden und den Zu  satzstoff dauernd im Kreislauf zu führen, wird bei  einer Ausführungsform der     Erfindung    der im zu  rückgewonnenen Zusatzstoff enthaltene Schwefel  durch Aufbereitung des Zusatzstoffes vor seiner  neuerlichen Beimischung in das Arbeitsgas zumindest  teilweise daraus entfernt. Es stehen dafür bereits  entwickelte Aufbereitungsmethoden der chemischen  Verfahrenstechnik zur Verfügung, die in den Kreis  lauf des Zusatzstoffes ausserhalb des Generators ein  geschaltet werden können.

   Die notwendige Kapazität  einer solchen Anlage richtet sich nach der in der  Zeiteinheit dem     magnetogasdynamischen    Generator  zugeführten Schwefelmenge, da verständlicherweise  in der gleichen Zeiteinheit die gleiche Menge wieder  ausgeschieden werden muss.      Es lassen sich hierbei zwei     grundsätzliche    Aus  führungsformen des Verfahrens nach der Erfindung  unterscheiden. Ist die im Brennstoff enthaltene  Schwefelmenge im Verhältnis zur Zusatzmenge gross,  dann ist es zweckmässig, den gesamten zurückgewon  nenen     Zusatzstoff    durch die Aufbereitungsanlage zu  schicken, wobei an die chemische Einheitlichkeit des  behandelten und wieder einsatzfähigen Zusatzstoffes  keine besonderen Ansprüche gestellt werden.

   Es ist  also nicht notwendig, dass absolute Schwefelreinheit  erreicht wird, wodurch sich verhältnismässig einfache  Anlagen ergeben. Ist die im Brennstoff enthaltene  Schwefelmenge gering, dann genügt es, nur einen  Teil des zurückgewonnenen Zusatzstoffes von Schwe  fel zu reinigen und das so aufbereitete Material dem  restlichen Teil vor dem neuerlichen Einbringen in  den Generator wieder beizumischen. Die Entnahme  des zu reinigenden Teils kann kontinuierlich oder  in     Chargen    erfolgen.  



  Die Wirkungsweise einer zweckmässigen Aufbe  reitungsanlage sei beispielsweise beschrieben. Dem  Arbeitsgas des     magnetogasdynamischen    Generators  werde Pottasche zur     Ionisierung    zugeführt. Die Ein  richtung zur     Abscheidung    des Zusatzstoffes aus den  Abgasen liefert die     wässrige    Lösung eines Gemisches  von Kalisalzen, aus dem beim Einengen     Kaliumsulfat     ausfällt. Der Niederschlag wird abgetrennt und als       wässrige    Suspension an einem in     Ammoniumform     vorliegenden festen oder flüssigen     Kationenaustau-          scher    aufgezogen.

   Es resultiert eine Lösung von  vorwiegend     Ammonsulfat,    das ein wertvolles Neben  produkt darstellt. Der     Ionenaustauscher    wird mit  10     1/o        igem    Ammoniak regeneriert und das     Eluat    Kali  lauge durch Umsetzen mit Abgas in Pottasche über  geführt, die nun neuerlich dem Arbeitsgas beige  mischt werden kann.  



  Der Schwefel fällt in einer gewerblich verwert  baren Form an, z. B. technisch rein, als Schwefel  säure oder als Düngemittel. Der Ertrag dieser Pro  dukte kommt von den Kosten der Aufbereitungs  anlage in Abzug. Ausserdem ist zu berücksichtigen,  dass auch der neu angelieferte Zusatzstoff im all  gemeinen vor der Verwendung einer     Vorbehand-          lung    bedarf; beispielsweise muss     Kaliumchlorid    rest  los entchlort werden. Die dazu benötigte Anlage  kann durch die Schwefelausscheidung und die da  durch ermöglichte Wiederverwendung des Zusatz  stoffes entsprechend klein und billig ausgeführt wer  den, wenn sie nur die unvermeidlichen Verluste an  Zusatzstoff ersetzen muss. In letzterem Fall kann  sogar schwefelhaltiger Zusatzstoff, z.

   B.     Kaliumsulfat,     zur Deckung der Verluste zugeführt werden, wenn  sich das als wirtschaftlich günstig erweisen sollte,  da nach der Rückgewinnung des Zusatzstoffes selbst  verständlich auch dieser Schwefelanteil in der Auf  bereitungsanlage entzogen wird. Ferner ist noch zu    beachten, dass nunmehr auch stark schwefelhaltige  Brennstoffe, die besonders billig erhältlich sind, be  denkenlos verwendet werden können. Neben den  gesundheitlichen Notwendigkeiten sprechen noch ge  wichtige andere, korrosionstechnische Vorteile für  die Aufbereitung des zurückgewonnenen Zusatzstof  fes. Auch ist zu bemerken, dass durch die Bindung  des     Schwefeldioxydes    keine Hochkamine mehr be  nötigt werden.

   Bei Berücksichtigung aller genannten  Faktoren zeigt sich, dass die zusätzliche Aufbe  reitungsanlage sich weitgehend bezahlt macht, in  den meisten Fällen sogar noch wirtschaftliche Vor  teile bringt und damit die Kosten des erzeugten  Stromes senkt.  



  Es ist zweckmässig, gleichzeitig mit dem Schwefel  auch noch andere, aus irgendeinem Grunde störende  Begleitelemente, z. B. das korrosive     Vanadium,    aus  zuscheiden. Die Möglichkeit hierfür ergibt sich da  durch, dass auch     Vanadium    durch die Elemente der  I. bis     III.    Gruppe gebunden wird und somit abgezo  gen werden kann. Die Beimischung dieser Zusatz  stoffe zum Arbeitsgas zwecks Reinhaltung der Luft  wäre selbstverständlich auch bei konventionellen  Kraftwerken anwendbar, doch ergibt sich gerade bei       magnetogasdynamischen    Kraftwerken, bei denen Zu  satzstoffe aus anderen Gründen unerlässlich sind, eine  wirtschaftlich tragbare Lösung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Betrieb eines magnetogasdynami- schen Generators nach dem Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass dem Arbeitsgas der Zusatzstoff zumindest in jener Menge beigemischt wird, die genügt, um Schwefel oxyde im Arbeitsgas zu binden. UNTERANSPRCCHE 1. Magnetogasdynamischer Generator nach Pa tentanspruch und mit neuerlicher Zuführung des zurückgewonnenen Zusatzstoffes zum Arbeitsgas vor dem Generator, dadurch gekennzeichnet, dass der im zurückgewonnenen Zusatzstoff enthaltene Schwefel durch Aufbereitung des Zusatzstoffes vor seiner neuerlichen Beimischung in das Arbeitsgas zumindest teilweise daraus entfernt wird.

   2. Magnetogasdynamischer Generator nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass zur Entfernung des Schwefels aus dem zurückgewonnenen Zusatzstoff eine Aufbereitungs anlage verwendet wird. 3. Magnetogasdynamischer Generator nach Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil des zurückgewon nenen Zusatzstoffes aufbereitet und dem restlichen Teil vor dem neuerlichen Einbringen in den Genera tor wieder beigemischt wird.