Titel: | NEUERE GASERZEUGER MIT SELBSTTÄTIGER ENTSCHLACKUNG. |
Autor: | Hubert Hermanns |
Fundstelle: | Band 327, Jahrgang 1912, S. 481 |
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NEUERE GASERZEUGER MIT SELBSTTÄTIGER
ENTSCHLACKUNG.
Von Ingenieur Hubert Hermanns.
HERMANNS: Neuere Gaserzeuger mit selbsttätiger
Entschlackung.
Inhaltsübersicht.
Nach einem kurzen Hinweis auf die Entwicklung der Gaserzeuger mit
Drehrost und selbsttätiger Entschlackung werden einige von deutschen Firmen
ausgeführte Drehrostgaserzeuger hinsichtlich ihrer Konstruktionseinzelheiten
beschrieben und durch Versuche gewonnene Betriebsergebnisse mitgeteilt. Die
behandelten Gaserzeuger werden von Ehrhardt & Sehmer in Saarbrücken, Poetter
G. m. b. H. in Düsseldorf, Hugo Rehmann in Düsseldorf und
Hoeller & Bangert in
Köln gebaut.
––––––––––
Das Streben der modernen Industrie nach wirtschaftlich arbeitenden Maschinen
erstreckte sich nicht nur auf die Verbesserung der Kraftverbrauchs- und
Kraftumsetzungsmaschinen, sondern auch nicht zum wenigsten auf diejenigen Apparate,
die der Krafterzeugung dienen und die Kraftumsetzungsmaschinen mit Kraft versorgen.
Bei diesen setzten die Bestrebungen nach der Richtung ein, diese Apparate in der
Weise wirtschaftlicher zu gestalten, daß man einerseits die Verluste, die bei der
Krafterzeugung zwar unvermeidlich, jedoch vielfach unerträglich hoch sind, auf ein
normales Maß herunterzubringen versuchte, anderseits aber auch durch Schaffung
mechanisch arbeitender Einrichtungen die Bedienung der Krafterzeugungsapparate nach
Möglichkeit vereinfachte und verbilligte.
Textabbildung Bd. 327, S. 481
Fig. 1. Modell eines Morgan-Generators im Deut. Museum in München.
Dieses Bestreben kommt auch schon seit langen Jahren bei der Verbesserung der
Gaserzeuger zum Ausdruck, die in neuerer Zeit außer dem chemischen Vorgang, der ja
naturgemäß immer derselbe bleiben muß, mit den ursprünglich gebräuchlichen Apparaten
nur noch den Namen gemeinsam haben. Bekanntlich bestanden die Gaserzeuger in ihrer
alten Form aus einem einfachen Schachtofen mit unten eingebautem Treppenrost.
Durch eine Verlängerung der Schachtwandungen nach unten hin war die Feuerung gegen
die Außenluft mehr oder weniger dicht abgeschlossen. Die Notwendigkeit des
Abschlusses der Feuerung nach außen hin ergab sich daraus, daß es erforderlich war,
zum Zwecke der Beschleunigung des Vergasungsprozesses einen Windstrom in den
Generatorschacht zu blasen. Nicht nur sehr schwierig und mühsam, sondern auch in
betrieblicher Hinsicht sehr nachteilig gestaltete sich bei diesen Gaserzeugern die
Entschlackung des Rostes, die von Zeit zu Zeit vorgenommen werden mußte. Zu diesem
Zwecke mußte der untere, als Abschluß dienende Mantelfortsatz geöffnet oder auch
entfernt und die gebildete Schlacke von Hand losgelöst und herausgeschafft werden.
Natürlich mußte die Vergasungsarbeit während dieser Zeit unterbrochen, der Generator
also außer Betrieb gesetzt werden, so daß ein kontinuierlicher Betrieb nicht zu
erzielen war. Da außerdem bei großen Gaserzeugeranlagen damit gerechnet werden
mußte, daß ein oder mehrere Generatoren sich ständig im Zustande der Rostreinigung
befanden, so mußten mehr Erzeuger errichtet und in Betrieb gehalten werden, als
eigentlich durch die Anforderungen, welche die kraftverbrauchenden Apparate an die
Gaserzeugeranlage stellten, notwendig gewesen wären.
Um die Arbeit der Entschlackung ohne Außerbetriebsetzung des Generators vornehmen zu
können, also einen ununterbrochenen Betrieb des Generators zu erzielen, wurde im
großen erstmalig von Morgan in Amerika ein Gaserzeuger
gebaut, bei dem die Entschlackung von außen her ohne Betriebsunterbrechung vorgenommen werden
konnte. Auch waren schon vorher verschiedene Ausführungen von rotierenden
Rosttellern bekannt geworden. Fig. 1 zeigt das im
Deutschen Museum in München befindliche Modell dieses Generators. Der Morgansche Gaserzeuger, der sich heute in sehr vielen
Ausführungen in Betrieb befindet, besteht aus einem mit feuerfesten Steinen
ausgemauerten äußeren Mantel, der auf einem in ein kreisförmiges Wasserbecken
eintauchenden Ringe ruht. Die sich in dem Gaserzeuger ansammelnde Schlacke fällt in
das mit Wasser gefüllte Becken und kann hier von Zeit zu Zeit entfernt werden, ohne
die Gaserzeugung zu unterbrechen. Die zu vergasenden Kohlen ruhen auf der in dem
Wasserbecken sich ansammelnden Asche auf und rutschen entsprechend der Entfernung
der Asche nach. Die Windzufuhr zum Generator erfolgt durch ein zentrisch eingebautes
Rohr, das mit einer kegelförmigen Schutzhaube überdeckt ist. Die zu vergasenden
Kohlen werden entweder von Hand mittels eines Fülltrichters oder durch eine
rotierende Beschickungsvorrichtung aufgegeben, die in der Hauptsache darin besteht,
daß die Kohlen durch einen exzentrisch angeordneten Streutrichter gleichmäßig über
den ganzen Generatorquerschnitt verteilt werden.
Textabbildung Bd. 327, S. 482
Fig. 2. Querschnitt durch den Drehrostgaserzeuger von Ehrhardt &
Sehmer.
An die Erfindung dieses Morganschen Generators schloß sich
nun eine lange Reihe von Konstruktionen, die das Morgansche Prinzip festhielten, es jedoch weiter ausbauten und verbesserten.
In der Hauptsache bezogen sich die Verbesserungen darauf, die Herausschaffung der
Schlacken aus dem Wasserbehälter auf maschinellem Wege zu bewirken, den Rost den
verschiedenen Kohlensorten anzupassen, die Kohlenbeschickung zu vereinfachen
und die Wandungen des Schachtes nach verschiedenen Gesichtspunkten hin auszubilden.
Es mögen nun im folgenden einige in neuerer Zeit entstandene Konstruktionen von
Gaserzeugern solcher Art behandelt werden, auch hinsichtlich der mit denselben
erzielten Ergebnisse. Ich möchte dabei nicht verfehlen zu bemerken, daß mir die
mitgeteilten Betriebsergebnisse von den in Betracht kommenden Ausführungsfirmen zur
Verfügung gestellt wurden, wofür denselben auch an dieser Stelle noch bestens
gedankt sei. Wenngleich ich nicht beabsichtige, das hier in Frage stehende Thema
erschöpfend zu behandeln, da die in neuerer Zeit entstandenen Konstruktionen von
Gaserzeugern mit selbsttätiger Entschlackung sehr zahlreich sind, so wird sich doch
aus den nachstehend behandelten Ausführungsformen ergeben, welche Fortschritte der
Bau von Gaserzeugern in den letzten Jahren aufzuweisen hat.
Ein guter Generator muß folgenden Bedingungen in möglichst hohem Maße
entsprechen:
a) Auf den qm Querschnitt des Generators in der Feuerungszone
muß in der Zeiteinheit eine möglichst große Menge von Kohlen vergast
werden;
b) das erzeugte Gas muß neben dem erforderlichen
Wasserstoffgehalt einen hohen Gehalt an Kohlenoxyd aufweisen;
c) der in die Schlacke übergehende Teil an brennbaren Stoffen
muß möglichst gering sein.
Den hier genannten Bedingungen vermochte der alte Schachtgenerator mit festem
Treppenrost nur in wenig umfangreichem Maße gerecht zu werden, ganz abgesehen davon,
daß seine Leistung geringer, die Ausgaben für Bedienung dagegen wesentlich höher
waren als beim neuen Generator. Die Gaserzeuger mit Drehrost und selbsttätiger
Entschlackung besitzen eine sich ständig langsam drehende Aschenschüssel, um die
Schlacke in Bewegung zu halten und die Gefahr des Zusammenbackens der Schlacke zu
verhindern. Das anhaltende Umwenden der Schlacken und Kohlen bringt fortwährend neue Flächen des
Brennstoffs mit der durchströmenden Luft in Berührung und beschleunigt so die
Vergasung, Dazu kommt, daß die Drehrostgaserzeuger infolge des Wegfalls des Schürens
von Hand einen wesentlich größeren Querschnitt zulassen, wodurch natürlich auch die
Durchsatzmenge entsprechend größer wird. So ist ein Generator von 3 m ∅ in der Lage,
arbeitstäglich 20 bis 25 t Steinkohle und mehr als 30 t Braunkohle zu vergasen.
Nachdem ein von Kerpely in Oesterreich ausgeführter
Generator mit Drehrost bereits vor 25 Jahren gute Erfolge erzielt hatte, wurde die
Aufmerksamkeit der beteiligten Kreise in hohem Maße auf diese Generatorkonstruktion
gelenkt. Indessen zeigte sich, daß der Generator in der vorliegenden Form für die
harten deutschen Steinkohlen weniger geeignet war, da diese mit wesentlich höheren
Temperaturen vergasen. In der Folge wurde daher die Kerpelysche Konstruktion entsprechend geändert bezw. verbessert.
Fig. 2 veranschaulicht den von Ehrhardt & Sehmer in Saarbrücken gebauten
Generator mit Drehrost. Derselbe besteht, wie auch die sonstigen Drehrostgeneratoren
in der Hauptsache aus der oberen Beschickungsvorrichtung, dem Schacht und dem Rost
mit dem Aschenteller. Die Beschickungsvorrichtung kann nach verschiedenen
Gesichtspunkten ausgebildet werden, die sich in der Regel nach der Art der
Kohlenzuführung richten. Bei der Beschickung von Hand kommt die in Fig. 2 dargestellte Beschickungsvorrichtung in Frage,
die nach Art von Hochofenverschlüssen in der Weise konstruiert ist, daß die Kohlen
zunächst in einen nach oben hin offenen und nach unten hin durch eine Haube
verschlossenen Trichter gelangen. Nach Oeffnung der Haube mittels eines
Hebelgestänges fallen die Kohlen in einen zylinderförmigen Raum, der ebenfalls einen
durch Hebel betätigten Verschluß nach dem Generatorschacht hin besitzt. Nach Bedarf
können dann die Kohlen in den Generatorschacht abgelassen werden.
Textabbildung Bd. 327, S. 483
Fig. 3. Drehrostgaserzeuger mit Kohlenverteilvorrichtung von Ehrhardt &
Sehmer.
Der Schacht besteht aus einem oberen, durch feuerfeste Steine ausgemauerten
zylindrischen Teil und einem sich daran nach unten anschließenden, gleichfalls
zylindrischen Kühlmantel, der zur Verhinderung von Undichtigkeiten in der Feuerzone
aus einem Stück geschweißt ist. Mit einem unteren zylindrischen Fortsatz reicht
der Mantel in die mit Wasser gefüllte Aschenschüssel hinab, so in einfachster Weise
einen unbedingt dichten Abschluß erzielend. Gegen den reibenden Einfluß der Schlacke
ist der untere Teil des Mantels durch einen Verschleißring geschützt, dessen
einzelne Teile leicht ausgewechselt werden können. Der exzentrisch angeordnete Rost
stellt einen zylinderförmigen Unterteil mit darauf aufgebautem runden Treppenrost
dar. Die exzentrische Anordnung des Rostes verhindert ein Festbacken der Schlacke,
die immerfort gelöst und zerkleinert wird und in die mit Wasser gefüllte Schüssel
fällt. Die sich zusammen mit dem Rost drehende Schüssel ist auf Kugeln gelagert und
mit einem angeschraubten Schneckenrad versehen, das durch eine mittels Ratsche und
Exzenter mit Stange von einem Motor aus betätigte Schnecke in Drehung versetzt wird.
Der in Fig. 3 dargestellte Generator von Ehrhardt & Sehmer unterscheidet sich von dem vorher
beschriebenen zunächst durch die Ausbildung der Beschickungsvorrichtung, die
hauptsächlich den Zweck hat, selbsttätig eine gleichmäßige Verteilung der Kohlen
über den ganzen Schachtquerschnitt zu erzielen. Die drehbar angeordnete Vorrichtung
ist durch Wasserverschluß gegen den Schacht abgeschlossen. Der Antrieb der
Beschickungsvorrichtung kann entweder von einem besonderen Motor oder auch von einer
vorhandenen Transmission aus erfolgen. Die Aschenschüssel mit dem Rost ist hier auf
Rollen gelagert. Der unvermeidliche Seitendruck wird durch besondere Rollen
abgefangen. Es möge noch darauf hingewiesen
Tabelle 1.
CO2
CnH2n
CO
CH4
H
N
UntererHeizwert
Vorversuch 14. November 1910
3
0,4
24,2
2,9
8,7
60,8
1260
Durchschnittswerte vom 15. November
2,9
0,5
22,8
3,4
11
59,4
1310
16. November
2,1
0,7
26,1
3,6
8,3
59,2
1450
17. November
1,9
0,8
27,4
3,4
8,2
58,3
1490
18. November
2,4
0,8
25,7
4,2
8,7
58,2
1520
19. November
1,4
0,6
27,7
4,0
6,9
59,4
1480
20. November
2,1
0,7
25,6
4,2
7,4
60
1450
Durchschnittswerte des ganzen Versuchs
2,1
0,7
25,9
3,8
8,4
59,1
1450
werden, daß die Ausbringung der Asche aus der Schüssel selbsttätig mittels eines
mit einem verstellbaren Messer versehenen Kratzers erfolgt, der hinter einer
Ablaufschurre angeordnet ist. Hier häufen sich die ausgetragenen Aschenrückstände
und können dann in irgend einer Weise aufgefangen und abgefahren werden.
Bei Versuchen, die an einem nach dem beschriebenen System gebauten Generator
vorgenommen wurden und sechs Tage dauerten, wurden die in Tab. 1 mitgeteilten Zahlen
gefunden. Es wurden während dieser sechs Tage 80000 kg Kohlen, täglich also
durchschnittlich 13,3 t Kohlen durchgesetzt. Die mittlere Schütthöhe im Generator
betrug 1,25 m. Die Aschenrückstände, die ein Gesamtgewicht von 5110 kg hatten,
enthielten 10,32 v. H. Wasser und 11,2 v. H. brennbare Bestandteile, was einem
Verlust an brennbaren Stoffen, auf die durchgesetzte Kohlenmenge bezogen, von 0,73
v. H. entspricht. Der Kraftverbrauch betrug 0,65 PS. Der Rost machte in 2½ Std. eine
volle Umdrehung. Der Verbrauch an Wasser wurde zu 1,7 cbm i. d. Std. bei 12° Zulauf-
und 35° Ablauftemperatur festgestellt. Die Bedienung des Generators wurde von einem
Manne durchgeführt.
(Schluß folgt.)