AT501131B1 - Druckaufgeladene, thermochemische energieumwandlungsanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anlage zum druckaufgeladenen Betrieb eines Reaktors zur Vergasung von Feststoffen, insbesondere zur Energiegewinnung aus biogenen Rohstoffen oder anderen Kohlenstoffträgern. Die Anordnung der Anlagenteile bezüglich der Druckniveaus stellt einen besonderen Vorteil der Anlage dar.

Hintergrund der Erfindung

Verfahren zur Biomasse- bzw. Holzvergasung sind seit langem bekannt. Eines der wesentlichen Probleme bekannter Vergasungsverfahren ist die Bildung von Teer neben den erwünschten Produktgasen. Der mögliche Wasseranteil im Rohstoff stellt ebenfalls ein einschränkendes Kriterium dar. Hoher Wasseranteil senkt wesentlich die sich einstellende Prozeßtemperatur, der Teer ist eine Folge zu niedriger Temperatur und zu geringer Verweilzeiten. Bisherige Anlagen zur Erzeugung mechanischer oder elektrischer Energie aus Biomasse oder anderen Kohlenstoffträgern bestehen aus einem Vergasungsreaktor, einer Gasreinigungsstufe und einem daran anschließenden relativ unabhängigen Motor oder Motor-Generator-Satz. Niedrige Gasqualität stellt dabei besonders für den Einsatz von Turbomotoren ein Problem dar, weil der Turbolader ein gegen Verschmutzen sehr empfindliches Bauteil ist. Es ist daher bisher versucht worden die Turbolader-Verschmutzung durch besonders aufwändige Gasbehandlung zu beheben oder man hat auf den Turbolader zu verzichten.

Die vorgestellte Anlage löst diese Probleme, indem: • der Verdichter des Turboladers einer das Gas nutzenden Verbrennungskraftmaschine vor den Vergasungsreaktor geschaltet wird, • die für den reinen Motorbetrieb nachteilige adiabate Erwärmung der Luft im Verdichter als Vorwärmung der (Primärvergasungs-) Luft zum Vorteil des Vergasungsreaktors dient.

Zur Aufladung kann ein herkömmlicher Abgas-Turbolader für Verbrennungskraftmaschine verwendet werden, wobei das charakteristische der Anlage in der Schaltung des Reaktors zwischen den Verdichter des Abgas-Turboladers und die Verbrennungskraftmaschine liegt.

Der Prozeß wird laufend mit Sensoren erfaßt und elektronisch geregelt, wobei in die Regelung neben der Verbrennungskraftmaschine und der angeschlossenen Arbeitsmaschine (z.B. ein Generator) auch der Vergasungsreaktor integriert sein kann.

Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 zeigt den wesentlichen Teil des Prozeßschaltbilds ohne Nebenaggregate

Die in Figur 1 gezeigte Anlage hat als wesentliche Eigenschaft die Anordnung der Aggregate im Stoffstrom des Gases: 1. Luftfilter 2. Verdichter des Abgas-Turboladers (ATL) (oder ein anderer Verdichter) 3. Luftstromteiler 4. Luftvorwärmer Heizseite (optional integriert, optional geteilt) 5. Vergasungsreaktor mit Einsatz- und Aschenschleuse (Schleusen nur angedeutet) 6. Grobfilter (Zyklon) 7. Luftvorwärmer Kühlseite (optional integriert, optional geteilt mit Katalysator) 8. Gaskühler (optional als Verdampfer ausgebildet) 9. Feinfilter 10. Schwachgas/Startgas-Luft-Mischer 11. Verbrennungskraftmaschine 12. Turbine des Turboladers (soweit keine anderer Verdichter verwendet wird) 13. Abgas-Wärmetauscher (optional)

Claims (5)

1. 3 AT 501 131 B1 Im Luftweg zwischen Luftstromteiler (3) und Gas-Luft-Mischer (10) oder der Verbrennungskraftmaschine (11) kann optional ein Ladeluftkühler (LLK) bzw. Gemischkühler vorhanden sein. An Stelle von Propan kann jedes geeignete Gas zum Starten des Prozesses verwendet werden. Die dargestellten Ausformungen stellen bevorzugte Bauformen dar, und haben nicht den Zweck, die allgemeinen Prinzipien der Erfindung einzuschränken. Patentansprüche: 1. Anlage für die thermochemischen Vergasung von Biomasse und anderer Kohlenstoffträger, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Abgas-Turboladers der das Gas nutzenden Verbrennungskraftmaschine zur Druckaufladung des Vergasungsreaktors in der Anlage.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Druckaufladung des Reaktors mit einem näherungsweise adiabat arbeitenden Verdichter.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein elektronisches Meß- und Regelsystem.
4. 4. Verfahren zum Betrieb einer Anlage nach einem der Ansprache 1-3, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Nutzung der Abwärme der Anlage.
5. 5. Verfahren zum druckaufgeladenen Betrieb eines Vergasungsreaktors in der Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Nutzung des Reaktor-Produktfluids vor und/oder während des Abbaus des Anlagedrucks in einer Turbine des Verdichter-Turbinen-Systems zur Erzeugung des Anlagendrucks. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen