ÜBER EINE NEUE BAUART DES KERPELY-GASERZEUGERS. Von Ingenieur Hubert Hermanns. HERMANNS: Ueber eine neue Bauart des Kerpely-Gaserzeugers. Inhaltsübersicht. Von der Gesellschaft für Gasfeuerungstechnik G. m. b. H. wird neuerdings ein Gasgenerator zur Erzeugung von Kraftgas ausgeführt, der zur Vergasung geringwertiger Brennstoffe dient. Die überschüssige Wärmemenge des erzeugten Gases wird zur Dampferzeugung ausgenutzt. Es werden eine Reihe von Versuchsergebnissen dieser Bauart mitgeteilt. –––––––––– Es ist bekannt, daß der Kerpely-Gaserzeuger vor gar noch nicht langer Zeit die besondere Beachtung der beteiligten technischen Kreise auf sich zog, weil er einerseits eine sehr bemerkenswerte Weiterbildung und Verbesserung des dem System nach von Morgan erfundenen stetig arbeitenden Generators mit Wasserabschluß darstellte, anderseits aber auch bei der Vergasung der verschiedensten Kohlen sehr günstige Ergebnisse aufwies. Dieser Generator wurde später auf Grund der Erfahrungen im Steinkohlenbetrieb umgeändert, und hat seitdem in allen Ländern und Industrien Eingang gefunden. Heute stehen über 600 Apparate bereits im Betriebe. Der Kerpely-Generator war somit eigentlich die Ursache dafür, daß der deutsche Gaserzeugerbau die beherrschende Stellung errang, die er heute in der Tat unbestritten einnimmt. Neuerdings ist nun von der Gesellschaft für Gasfeuerungstechnik G. m. b. H., welche die Kerpely-Patente ausführt, ein Generator zur Erzeugung von Kraftgas konstruiert und ausgeführt worden, der eine sehr beachtenswerte Weiterbildung der Generatorkonstruktionen darstellt. Es soll nachstehend dieser Generator kurz beschrieben und einige Versuchsergebnisse mitgeteilt werden, die mit demselben erzielt wurden. In der Hauptsache verfolgte man bei der Konstruktion des in Fig. 1 dargestellten Generators den Zweck, die hohe Gastemperatur, die insbesondere bei der Vergasung von Koksabfall und Anthrazit entsteht, nutzbringend zu verwerten. Bei Kraftgasgeneratoren war es schon bisher üblich, in die Gasleitung Verdampfer oder Ueberhitzer einzubauen, die die Ausnutzung des Temperaturüberschusses des Gases gestatteten. Jedoch weisen diese Konstruktionen beträchtliche Mängel auf, die zu beseitigen das Ziel bei der Konstruktion des vorliegenden Gaserzeugers war. Ohne auf die bekannten Konstruktionseinzelheiten des Kerpely-Gaserzeugers, wie Beschickungsvorrichtung, Entschlackung, Anordnung und Ausbildung des Rostes usw., einzugehen, sei bemerkt, daß der Mantel des neuen Gaserzeugers als Dampfkessel ausgebildet ist, in dem die überschüssige Wärmemenge des Gases ausgenutzt wird. Um einerseits einen geeigneten Abzug des Gases zu erzielen, anderseits aber auch die überschüssige Wärmemenge möglichst voll ausnutzen zu können, ist der Dampferzeuger in einen oberen und unteren Teil getrennt, die durch Rohre miteinander verbunden sind. Zur Gewährleistung einer guten Zugänglichkeit der Rohre zwecks Reinigung derselben sind in dem äußeren Gasmantel in Höhe der Rohre Oeffnungen vorgesehen. Der Dampferzeuger ist ferner mit einem weiteren Mantel versehen, der an seinem unteren Ende den Gasabzugstutzen trägt, so daß der untere Teil des Dampfkessels, in dem die Dampferzeugung vor sich geht, sehr weitgehend von den heißen Gasen umspült wird, woraus sich eine gute Ausnutzung der überschüssigen Wärme ergibt. Der obere Teil des Dampfkessels trägt die erforderliche Armatur, wie Sicherheitsventil und Wasserstandsmesser usw. Der erzeugte Dampf wird zum Teil für den Betrieb des Gaserzeugers selbst verwendet, da bekanntlich die Koksvergasung einen höheren Dampfzusatz verlangt als die Vergasung von Steinkohlen. Daß die mit einem Generator dieser Bauart erzeugte Dampfmenge nicht gering ist, geht aus den Betriebsergebnissen der Wiener Gaswerke hervor, die 20 dieser Gaserzeuger in Betrieb haben. Mit dem überschüssigen Rest des Dampfes werden dort Dampfmaschinen angetrieben, die ihrerseits sämtliche Exhaustoren, Ventilatoren, die Pumpen der Reinigeranlage und die Generatoren selbst antreiben. Das Ergebnis eines Dauerversuches, der dort vorgenommen wurde, soll nachstehend mitgeteilt werden. Es wurden in den drei Generatoren in 24 Stunden zusammen 31610 kg Koksabfall durchgesetzt, der folgende Zusammensetzung aufwies: C H N O S Wasser Asche 61,5 0,3 0,7 1,0 9 11,7 15,8 v. H. Textabbildung Bd. 327, S. 150 Fig. 1. Aus dieser Zusammensetzung ergibt sich ein unterer Heizwert für den Koks von 5636 Kal., so daß in der Gesamtmenge des vergasten Koks 178153960 Kal. enthalten waren. In derselben Zeit wurden in den Generatormänteln 43061 l Wasser verdampft. Die durchschnittliche Dampfspannung betrug 5,36 at, die Temperatur des Speisewassers 45,9° C. Von der Gesamtwassermenge wurden für die Dampferzeugung 26347402 Kal. aufgewendet. Die Temperatur des erzeugten Gases wurde 94 mal gemessen; es ergab sich hierbei eine Höchsttemperatur von 360° C, eine niedrigste Temperatur von 133°C und eine Durchschnittstemperatur von 284,4° C. Das Gas zeigte folgende Zusammensetzung: CO2 O CO H N 2,6 0,4 26,8 6,8 63,4 v. H. und besaß demnach einen Heizwert von 981 Kal. f. d. cbm. Aus der Gesamtkoksmenge wurden 139753 cbm Gas erzeugt, die einen Heizwert von zusammen 137097693 Kalorien ergeben. Die Vergasung erforderte einen Dampfzusatz von 18 kg für 100 kg Koks (gemessen mit dem Gehreschen Dampfmesser), so daß dem Generator durch den Dampf 3729323 Kal. zugefühlt wurden, Die spez. Wärme von 1 cbm Gas rechnet sich zu 0,31, so daß durch das heiße Gas 12321183 Kal. entführt wurden, die als verloren zu bezeichnen sind, da das Gas gereinigt wird und somit auf Lufttemperatur abgekühlt werden muß. Die Bilanz des Gaserzeugerbetriebes ergibt sonach folgende Zahlen: Es werden zugeführt im Koks 178153960 Kal. durch den Dampf 3729323 „ –––––––––––––– zusammen 181883283 Kal. Für Dampferzeugung werden verbr. 26247402 Kal. Der Heizwert des Gases beträgt 137097693 „ Die verlorene Eigenwärme ist 12321183 „ –––––––––––––– Zusammen also 175666278 Kal. Die gesamte Nutzwirkung berechnet sich also zu 96,58 v. H., wovon 14,43 v. H. für die Dampferzeugung und 75,38 v. H. als Heizwert des Gases verwertet wird, während 6,77 v. H. durch die Kühlung verloren geht. Die praktische Nutzwirkung beträgt also nach Abzug des letztgenannten Betrages 89,81 v. H. Die gesamte Heizfläche der drei Generatordampfkessel mißt 180 qm. Es wurden demnach für 1 qm Heizfläche und Stunde 9,97 kg, für 1 kg Koks 1,36 kg Dampf erzeugt. Für asche- und wasserfreien Koks ergibt sich also eine Verdampfungszahl von 1,88 kg. Ein weiterer sehr interessanter Versuch wurde für das Gaswerk Budapest mit Pilis-Vörösvarer Braunkohle vorgenommen, die, auf den Heizwert bezogen, billiger ist als Abfallkoks. Andererseits ist die Reinigung von teerhaltigem Braunkohlen- und Steinkohlengas wegen der kostspieligen Apparatur bedeutend teuerer als diejenige von Koksgas, wozu noch kommt, daß Braunkohlenteer ein fast wertloses Nebenerzeugnis darstellt. Um deshalb eine größere Wirtschaftlichkeit der Gasreinigung zu gewährleisten, wurden die Vergasungsversuche unter dem Gesichtspunkte weitergeführt, eine möglichst hohe Ammoniakausbeute zu erzielen. Diese Bestrebungen haben ein überraschend günstiges Ergebnis gezeitigt. Die Braunkohle von Pilis-Vörösvar hat folgende Zusammensetzung: C H O N S Asche Wasser 49,5 3,4 12,79 1,01 4,5 12,8 16,0 v. H. Der Heizwert der Kohle berechnet sich zu 4550 Kal. Die Destillation von 1 kg Braunkohle ergibt 0,143 cbm Gas folgender Zusammensetzung: CO2 CO CH4 H O N H2S Heizwert 18,4 11,0 31,4 26,5 0,6 3,0 5,6 v. H. 4429 Kal. Die Versuche mit der Braunkohle wurden unter drei verschiedenen Gesichtspunkten durchgeführt: 1. Normale Vergasung. 2. Vergasung unter gesteigertem Dampfzusatz. 3. Vergasung mit Kalkzusatz. Nachstehend die Versuchsergebnisse: 1. Normale Vergasung. Durchsatz i. d. Std. 850 kg Kohlen. Windpressung unter dem Rost 100 bis 120 mm Wassersäule. Dampfzusatz 0,3 kg f. d. kg vergaste Kohle. Dampf überhitzt auf 225° C. Durchschnittliche Gasanalyse CO2 CO CH4   H Heizwert 4,5 29,7 2,4 14,7 v. H. 1440 Kal. Feuchtigkeitsgehalt des Gases 150 g f. d. cbm. Teer- und Staubgehalt des Gases 43 g f. d. cbm. Ammoniakgehalt des Gases 0,95 g f. d. cbm. Aus 1 kg Kohle werden 2,52 cbm Gas erzeugt. Ausbeute des Kohlen-Stickstoffes im Gas 19,5 v. H. 2. 2. Vergasung unter gesteigertem Dampfzusatz. Durchsatz i. d. Std. 850 kg Kohlen. Windpressung unter dem Rost 100 bis 130 mm Wassersäule. Dampfzusatz 0,58 kg f. 1 kg vergaste Kohle. Durchschnittliche Gasanalyse CO2 CO CH4   H Heizwert 9,1 23,9 3,0 19,1 v. H. 1420 Kal. Teer- und Staubgehalt des Gases 49 g f. d. cbm. Feuchtigkeitsgehalt des Gases 199 g f. d. cbm. Ammoniakgehalt des Gases 2,22 g f. d. cbm. Gasausbeute 2,56 cbm Gas f. 1 kg vergaste Kohle. Ausbeute des Kohlen-Stickstoffes als Ammoniak im Gas 45,5 v. H. Aschenanalyse 17 v. H. brennbare Bestandteile, 2 v. H. Verluste an vergaster Kohle. Gastemperatur im Durchschnitt 200° C. 3. Vergasung mit Kalkzusatz. Durchsatz i. d. Std. 800 kg Kohlen. Windpressung unter dem Rost 100 bis 130 mm Wassersäule. Dampfzusatz 0,62 kg für 1 kg vergaste Kohle. Kalkzusatz rund 4 v. H. Jede Gicht von 500 kg erhielt einen Zusatz von 20 kg gebranntem Kalk. Der Kalkzusatz i. d. Std. betrug also rund 34 kg. Durchschnittliche Gasanalyse CO2 CO CH4    H Heizwert 9,1 22,1 3,0 18,7 v. H. 1360 Kal. Feuchtigkeitsgehalt des Gases 223 g f. d. cbm. Teer- und Staubgehalt des Gases 43 g f. d. cbm, Ammoniakgehalt des Gases 2,41 g f. d. cbm. Gasausbeute 2,7 cbm Gas f. 1 kg vergaste Kohle. Ausbeute des Kohlen-Stickstoffes als Ammoniak im Gas 53 v. H. Durchschnittlicher Kohlenverlust 1,25 v. H. Mittlere Gastemperatur 200° C.