BR112013011447B1 - forno de gaseificação e sistema de gaseificação - Google Patents

forno de gaseificação e sistema de gaseificação Download PDF

Info

Publication number
BR112013011447B1
BR112013011447B1 BR112013011447A BR112013011447A BR112013011447B1 BR 112013011447 B1 BR112013011447 B1 BR 112013011447B1 BR 112013011447 A BR112013011447 A BR 112013011447A BR 112013011447 A BR112013011447 A BR 112013011447A BR 112013011447 B1 BR112013011447 B1 BR 112013011447B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
gasification
dry distillation
oxidant
punching plate
reformer
Prior art date
Application number
BR112013011447A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112013011447A8 (pt
BR112013011447A2 (pt
Inventor
Matsushita Yasuharu
Original Assignee
Kohei Matsushita
Matsushita Yasuharu
Ze Energy Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2010249640A external-priority patent/JP6055586B2/ja
Priority claimed from JP2010249639A external-priority patent/JP5688636B2/ja
Application filed by Kohei Matsushita, Matsushita Yasuharu, Ze Energy Inc filed Critical Kohei Matsushita
Priority to BR122019000133-2A priority Critical patent/BR122019000133B1/pt
Publication of BR112013011447A2 publication Critical patent/BR112013011447A2/pt
Publication of BR112013011447A8 publication Critical patent/BR112013011447A8/pt
Publication of BR112013011447B1 publication Critical patent/BR112013011447B1/pt

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/22Arrangements or dispositions of valves or flues
    • C10J3/24Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed
    • C10J3/26Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed downwardly
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/723Controlling or regulating the gasification process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/80Other features with arrangements for preheating the blast or the water vapour
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C10K3/003Reducing the tar content
    • C10K3/005Reducing the tar content by partial oxidation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0276Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using direct heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44Details; Accessories
    • F23G5/46Recuperation of heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/10Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/05316Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0056Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00103Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0255Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0833Heating by indirect heat exchange with hot fluids, other than combustion gases, product gases or non-combustive exothermic reaction product gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872Methods of cooling
    • C01B2203/0888Methods of cooling by evaporation of a fluid
    • C01B2203/0894Generation of steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/09Mechanical details of gasifiers not otherwise provided for, e.g. sealing means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1693Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with storage facilities for intermediate, feed and/or product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1869Heat exchange between at least two process streams with one stream being air, oxygen or ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1892Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00Pretreatment
    • F23G2201/40Gasification
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00Waste heat recuperation
    • F23G2206/20Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
    • F23G2206/203Waste heat recuperation using the heat in association with another installation with a power/heat generating installation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0075Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for syngas or cracked gas cooling systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

forno de gaseificação, sistema de gaseificação, reformador e sistema de reformação a presente invenção refere-se a um forno de gaseificação para gaseificação de uma fonte de biomassa em uma maneira produzindo uma baixa quantidade de alcatrão. o forno de gaseificação (10) é provido com uma placa de puncionamento (11) particionando o interior do forno em espaços superior e inferior; um orifício de suprimento de fonte de biomassa (10a) para suprimento de fonte de biomassa sobre a placa de puncionamento (11); um primeiro orifício de suprimento de oxidante (10c) e um segundo orifício de suprimento de oxidante (10d) para suprimento de um oxidante no forno; um primeiro caminho de suprimento de oxidante suprindo o oxidante a partir do primeiro orifício de suprimento de oxidante (10c) a partir de acima na direção abaixo de placa de puncionamento (11); um segundo caminho de suprimento de oxidante distribuindo e suprindo parar uma pluralidade de localizações dentro de uma área predeterminada na vizinhança da placa de puncionamento (11) a partir de segundo orifício de suprimento de oxidante (10d); e uma saída de gás de destilação seco (10b) para descarga de gás de destilação seco gerado pela pirólise e oxidação parcial da fonte de biomassa sobre a placa de puncionamento (11) para o exterior.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FORNO DE GASEIFICAÇÃO E SISTEMA DE GASEIFICAÇÃO.
CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um forno de gaseificação e um sistema de gaseificação para gaseificação de fontes de biomassa, e um reformador e um sistema de reformação para reformar gás de destilação seco gerado de fontes de biomassa.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] Como é genericamente conhecido, em anos recentes tornou-se uma prática mais popular gaseificar fontes de biomassa (fontes biológicas como restos e fragmentos de construção) e usar as mesmas como combustíveis. E gaseificação de biomassa é usualmente feita por forno de gaseificação do tipo de tiragem descendente (vide, por exemplo, literatura de patente 1), ou forno de gaseificação tipo tiragem ascendente (vide, por exemplo, literatura de patente 2), entretanto, ambos tipos de fornos de gaseificação produzem quantidade relativamente grande de alcatrão e escória durante gaseificação de fontes de biomassa. Os fornos de gaseificação existentes são aqueles de difícil controle de sua temperatura de forno (aqueles onde algumas vezes ocorre descontrole térmico).
[003] Além disso, gaseificação de fontes de biomassa é usualmente feita através de reformação de gás de destilação seco gerado pelo forno de gaseificação em um reformador (um forno de reformação, uma máquina de reformação). Entretanto, os reformadores existentes (vide, por exemplo, literatura de patente 2 e 3) como aqueles que requerem energia elétrica ou combustível para operação.
LISTA DE CITAÇÕES
LITERATURA DE PATENTE [004] Literatura de Patente 1: publicação de patente Japonesa laid-open 2008-81637
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 6/39
2/25 [005] Literatura de Patente 2: publicação de patente Japonesa Laid-Open 2006-231301 [006] Literatura de Patente 3: publicação de patente Japonesa Laid-Open 2008-169320
RESUMO DA INVENÇÃO
PROBLEMA TÉCNICO [007] Sob tais circunstâncias, é um objeto primário da presente invenção prover um forno de gaseificação e um sistema de gaseificação, capazes de reformar fontes de biomassa em uma maneira que produz pequena quantidade de alcatrão e/ou escória.
[008] Ainda, é um objeto secundário da presente invenção prover um sistema de gaseificação que não requer energia elétrica, etc., para reformar gás de destilação seco.
[009] Além disso, é um objeto terciário da presente invenção prover um reformador e um sistema de reformação que não requer energia elétrica, etc., para reformar gás de destilação seco.
SOLUÇÃO PARA PROBLEMA [0010] Para realizar o objeto primário acima, um forno de gaseificação para gaseificação de fontes de biomassa de acordo com a presente invenção, inclui: uma placa de puncionamento dividindo o interior do forno de gaseificação em espaços superior e inferior; um orifício de suprimento de fonte de biomassa suprindo fontes de biomassa sobre a placa de puncionamento; um primeiro orifício de suprimento de oxidante e um segundo orifício de suprimento de oxidante cada um suprindo oxidante no forno de gaseificação; um primeiro caminho de suprimento de oxidante suprindo oxidante, que é suprido do primeiro orifício de suprimento de oxidante, a partir de uma região superior da placa de puncionamento para baixo; um segundo caminho de suprimento de oxidante distribuindo oxidante suprido do segundo orifício de suprimento de oxidante para uma pluralidade de locais dentro de uma
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 7/39
3/25 área predeterminada próxima de placa de puncionamento; e uma saída de gás de destilação seco descarregando gás de destilação seco gerado por oxidação parcial e pirólise de fontes de biomassa sobre a placa de puncionamento.
[0011] Por exemplo, o forno de gaseificação da presente invenção tem uma configuração tal capaz de suprir oxidante sobre a fonte de biomassa (fragmentos de biomassa de madeira/herbáceo) enquanto suprindo oxidante para a camada inferior da biomassa que é empilhada sobre a placa de puncionamento. Embora detalhes (razão/causa específica de menos produção de alcatrão e escória) ainda não sejam claros, é entendido a partir de todo tipo de experimento que operação de forno de gaseificação da configuração acima enquanto suprindo oxidante aquecido (somente ar, ou ar e vapor d'água) para a camada inferior de fontes de biomassa empilhadas sobre a parte superior de placa de puncionamento, e suprindo oxidante aquecido (ar, por exemplo) para as fontes de biomassa a partir do alto, produz menos alcatrão e escória. Por isso, pode ser dito que o forno de gaseificação desta invenção pode gaseificar fontes de biomassa com mínima produção de alcatrão e escória.
[0012] Também é entendido que se a quantidade de oxidante que é suprida a partir da parte superior é canalizada, temperatura dentro do forno pode ser rapidamente diminuída. Pode ser dito que o forno de gaseificação nesta invenção pode facilmente controlar temperatura dentro do forno.
[0013] Para o forno de gaseificação desta invenção, tanto quanto oxidante que é suprido do segundo orifício de suprimento de oxidante pode ser distribuído para uma pluralidade de placas em uma área predeterminada próxima de placa de puncionamento, várias diferentes configurações/estruturas podem ser adotadas como o segundo caminho de suprimento de oxidante. Por exemplo, é possível adotar, como
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 8/39
4/25 o segundo caminho de suprimento de oxidante, um caminho distribuindo oxidante suprido do segundo orifício de suprimento de oxidante para uma pluralidade de locais em predeterminada área acima de placa de puncionamento e uma pluralidade de locais em predeterminada área abaixo de placa de puncionamento. Ainda, também é possível adotar, como o segundo caminho de suprimento de oxidante, um caminho incluindo uma pluralidade de tubos cada um dos quais tem uma pluralidade de orifícios através sobre sua superfície lateral, e passa através de placa de puncionamento.
[0014] O primeiro caminho de suprimento de oxidante de forno de gaseificação nesta invenção pode ser através de orifícios que são formados no forno de gaseificação (concha de forno do forno de gaseificação), ou tubos sólidos. Além disso, a placa de puncionamento para o forno de gaseificação nesta invenção não precisa ser a placa de puncionamento de sentido estreito, e itens que podem reter fontes de biomassa em uma forma que permita gás passar através (item onde fontes de biomassa não caem de; por exemplo, componentes como tela) são aceitáveis.
[0015] A placa de puncionamento para o forno de gaseificação nesta invenção também pode ser um membro tabular. Entretanto, vários experimentos provaram que quando a espessura das fontes de biomassa sobre a placa de puncionamento é desigual (parte de fontes de biomassa sobre a placa de puncionamento é mais espessa que outras), ela é menos provável de ser queimada de maneira errada. Por isso, para a placa de puncionamento, é desejável usar um membro não tabular, por exemplo, um membro em uma forma como faces laterais de uma pirâmide correspondendo à forma da seção transversa horizontal do forno de gaseificação.
[0016] Também, para realizar o objeto primário acima, o sistema de gaseificação do primeiro aspecto da presente invenção inclui: um
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 9/39
5/25 forno de gaseificação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6; um trocador de calor para gerar ar aquecido e vapor d'água usando calor de gás de destilação seco descarregado da saída de gás de destilação seco do forno de gaseificação; e um caminho de suprimento de oxidante para suprir o ar aquecido e vapor d'água gerados pelo trocador de calor como oxidantes para o segundo orifício de suprimento de oxidante.
[0017] Em outras palavras, o forno de gaseificação da presente invenção é usado no sistema de gaseificação do primeiro aspecto da presente invenção. Por isso, este é um sistema de gaseificação que pode gaseificar fontes de biomassa com pequena produção de alcatrão e escória. Também o sistema de gaseificação do primeiro aspecto da invenção tem a configuração onde oxidante que é suprido para o forno de gaseificação é aquecido pelo calor de gás de destilação seco descarregado de forno de gaseificação. Por isso, o sistema de gaseificação do primeiro aspecto desta invenção não requer energia elétrica para aquecer oxidante.
[0018] Para o trocador de calor no sistema de gaseificação do primeiro aspecto desta invenção, várias diferentes configurações podem ser adotadas. Por exemplo, como o trocador de calor, é possível adotar uma unidade formada por conexão de uma pluralidade de trocadores de calor unitários cada um tendo uma entrada e uma saída de objeto de aquecimento e uma entrada e uma saída de gás de fonte de calor de modo que o gás de destilação seco descarregado da saída de liberação de gás do forno de gaseificação passe através de trocadores de calor unitários um após outro, e através de conexão de entradas de alguns da pluralidade dos trocadores de calor unitários a saídas do resto da pluralidade dos trocadores de calor unitários de modo que alguns dos trocadores de calor unitários funcionam como meios para geração de ar aquecido e o resto dos trocadores de calor unitários
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 10/39
6/25 funcionam como meios para geração de vapor d’água. Através de adoção de tal trocador de calor (através de provimento de trocadores de calor unitários para tal trocador de calor), os sistemas de gaseificação de várias especificações com diferente requisito de quantidade e temperaturas de oxidante (ar, vapor d’água) podem ser fabricados de modo barato.
[0019] Além disso, adição de um reformador que reforma gás de destilação seco descarregado da saída de exaustão de gás e supre o mesmo para o trocador de calor para o forno de gaseificação, conduz ao sistema que produz menos alcatrão e escória durante gaseificação de fontes de biomassa.
[0020] Ainda, o sistema de gaseificação do segundo aspecto da invenção inclui: o forno de gaseificação de acordo com as reivindicações 1 a 6; e um reformador para reformar gás de destilação seco descarregado da saída de gás de destilação seco do forno de gaseificação usando ar aquecido gerado pelo calor do gás de destilação seco. [0021] Ou seja, no sistema de gaseificação do segundo aspecto desta invenção, o forno de gaseificação da presente invenção e o reformador que reforma gás de destilação seco descarregado do forno de gaseificação usam ar aquecido gerado pelo calor do gás de destilação seco. Por isso, este sistema de gaseificação pode gaseificar fontes de biomassa com pequena produção de alcatrão e escória, e ao mesmo tempo não requer energia elétrica para reformação de gás.
[0022] Notar que, como o reformador no sistema de gaseificação do segundo aspecto, é possível adotar uma unidade incluindo: um vaso reformador de construção oca e tendo uma entrada de gás de destilação seco para a qual gás de destilação seco descarregado da saída de gás do forno de gaseificação é enviado e saída de gás de destilação seco da qual o gás de destilação seco reformado é descarregado; uma pluralidade de tubos de recepção de calor ligados ao vaso refor
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 11/39
7/25 mador de modo que suas partes superiores formam um plano aproximadamente nivelado a uma superfície de montagem do reformador e eles passam através do vaso reformador; uma entrada de ar conectada com uma extremidade de cada um dos tubos de recepção de calor; uma placa de puncionamento para retenção de material de estocagem de calor que é instalada sobre partes da pluralidade dos tubos de recepção de calor, as partes estando no vaso reformador; material de estocagem de calor colocado sobre a parte superior da placa de puncionamento para retenção de material de estocagem de calor; uma pluralidade de tubos de exaustão de ar quente cada um tendo uma porção que é mantida em um espaço do vaso reformador sobre a placa de puncionamento para retenção de material de estocagem de calor, a porção tendo uma pluralidade de orifícios através em sua parede de tubo; e uma parte de conexão conectando a pluralidade dos tubos de exaustão de ar quente e a pluralidade dos tubos de recepção de calor de modo a permitir ar que passa através de pluralidade dos tubos de recepção de calor ser descarregado de cada orifício através de cada tubo de exaustão de ar quente.
[0023] Para realizar o objeto terciário acima, um reformador para reformação de gás de destilação seco da presente invenção, inclui: um vaso reformador; uma entrada de gás seco para introdução de gás de destilação seco no vaso reformador, uma saída de gás reformado para descarga de gás reformado definido como o gás de destilação seco após ser reformado, uma entrada de oxidante para introdução de oxidante no vaso reformador, cada uma das quais é provida sobre o vaso reformador; um trocador de calor para aquecer oxidante introduzido através de entrada de oxidante através de transferência de calor do gás de destilação seco da entrada de oxidante enquanto o gás de destilação seco introduzido a partir da entrada de gás de destilação seco e oxidante introduzido através de entrada de oxidante no reformador não
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 12/39
8/25 entram em contato um com o outro; e um orifício de descarga de oxidante para descarga de oxidante aquecido pelo trocador de calor no vaso reformador.
[0024] Em outras palavras, o reformador da presente invenção tem uma configuração tal que ele gera oxidante em alta temperatura (tal como ar aquecido) que é necessário para reformação de gás destilado seco (para queimar parte de gás destilado seco) através de uso de calor de gás destilado seco que é para ser reformado. O gás reformado/gás de destilação seco por natureza requer resfriamento. Por isso, este reformador não requer energia elétrica para reformação de gás de destilação seco, e será capaz de reformar gás de destilação seco através de utilização de calor de gás reformado/gás de destilação seco.
[0025] O reformador desta invenção pode ser fabricado em diferentes configurações com detalhes variáveis. Por exemplo, o reformador da invenção pode ser fabricado como um dispositivo com uma configuração de trocador de calor comum (o dispositivo que, entretanto, descarrega matéria aquecida no próprio trocador de calor ao invés de descarregar a mesma para o exterior do trocador de calor).
[0026] Ainda, o reformador da presente invenção pode ser atualizado como um dispositivo que inclui o trocador de calor tendo: uma pluralidade de tubos de recepção de calor ligados ao vaso reformador de modo que suas partes superiores formem um plano aproximadamente nivelado a uma superfície de montagem do reformador e eles passem através de vaso reformador; uma placa de puncionamento para retenção de material de estocagem de calor que é instalada sobre partes da pluralidade dos tubos de recepção de calor, as partes estando no vaso reformador; e material de estocagem de calor colocado sobre a placa de puncionamento para retenção de material de estocagem de calor, e a parte de descarga de oxidante tendo: uma pluralidade de tubos de exaustão de ar quente tendo uma porção que é manti
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 13/39
9/25 da em um espaço do vaso reformador acima da placa de puncionamento para retenção de material de estocagem de calor, a porção tendo uma pluralidade de orifícios através em sua parede de tubo; e uma parte de conexão conectando a pluralidade dos tubos de exaustão de ar quente e a pluralidade dos tubos de recepção de calor de modo a permitir que ar que passa através de pluralidade dos tubos recebendo calor seja descarregado de cada orifício através de cada tubo de exaustão de ar quente.
[0027] Deve ser notado que, o reformador da presente invenção também pode ser realizado como um dispositivo que é usado para alimentar oxidante em temperatura normal através de entrada de oxidante. Entretanto, quando o reformador desta invenção é realizado de tal maneira, gás de destilação seco/gás reformado normalmente percorrem menos livremente no interior (quando perda de pressão sobre gás de destilação seco/gás reformado é relativamente grande; quando conectado a forno de gaseificação, gás de destilação seco não é facilmente liberado de forno de gaseificação).
[0028] Por outro lado, gás de destilação seco/gás reformado fluirá mais livremente dentro de reformador, se o reformador de acordo com a reivindicação 1 ou 2 é usado junto com um trocador de calor para aquecer oxidante usando calor de gás reformado descarregado da saída de gás reformado no reformador; e um oxidante passa para suprir oxidante aquecido pelo trocador de calor no reformador através de entrada de oxidante.
[0029] Por isso, pode ser dito que o reformador da presente invenção é um que é preferível usar como um componente de um sistema reformador com tal configuração.
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [0030] De acordo com a presente invenção, é possível prover o forno de gaseificação e sistema de gaseificação que pode gaseificar
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 14/39
10/25 fontes de biomassa com pequena produção de alcatrão e/ou escória, e também é possível prover o sistema de gaseificação que não requer energia elétrica, etc., para reformação de gás de destilação seco. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0031] A Figura 1 é um diagrama exemplar de sistema de gaseificação de acordo com uma realização da presente invenção.
[0032] A Figura 2 é um diagrama de forno de gaseificação de um sistema de gaseificação de acordo com a realização.
[0033] A Figura 3 é uma vista em seção transversa de seta A-A na Figura 2.
[0034] A Figura 4 é um diagrama de reformador em sistema de gaseificação de acordo com a realização.
[0035] A Figura 5 é uma explicação de configuração interna de um reformador.
[0036] A Figura 6 é um diagrama de trocador de calor que é equipado no sistema de gaseificação de acordo com a realização.
[0037] A Figura 7 é um diagrama explanatório de um exemplo modificado do reformador de acordo com a realização.
DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES [0038] Uma realização da presente invenção será descrita a seguir em profundidade com referência aos desenhos.
[0039] Para iniciar, esboços de um sistema de gaseificação e um sistema de reformação de acordo com uma realização da presente invenção serão descritos com referência a Figura 1.
[0040] O sistema de gaseificação de acordo com a presente invenção é assim chamado sistema gerador de energia de biomassa. Como mostrado na Figura, o sistema de gaseificação inclui um forno de gaseificação 10, um reformador 20, um trocador de calor 30, um dispositivo controle 40, um sistema de suprimento de estoque de alimentação 50, um sistema de resfriamento 55, um reservatório de gás
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 15/39
11/25 e um gerador de energia 65. Ainda, o sistema de gaseificação contém o sistema de reformação de acordo com a presente realização, que consiste no reformador 20, o trocador de calor 30, e um caminho de ar aquecido conectando o orifício de suprimento de ar aquecido 20c do reformador 20 e entrada de ar 30c do trocador de calor 30.
[0041] O sistema de suprimento de estoque de alimentação 50 é um sistema que consiste em um triturador que tritura biomassa de madeira/herbácea que é transportada por caminhões, uma tremonha principal que retém biomassa de madeira/herbácea (daqui por diante chamada estoque de alimentação) que é triturada pelo triturador, um mecanismo de suprimento para suprir estoque de alimentação dentro de tremonha principal para o forno de gaseificação 10, e assim por diante. Componentes principais do mecanismo de suprimento deste sistema de suprimento de estoque de alimentação 50 são transportadores de cadeia, elevadores de cesto e transportadores em parafuso que podem ser controlados pelo dispositivo de controle 40.
[0042] O forno de gaseificação 10 é uma unidade gaseifica estoque de alimentação suprido a partir do sistema de suprimento de estoque de alimentação. Este forno de gaseificação 10 inclui um orifício de suprimento de estoque de alimentação 10a a partir do qual estoque de alimentação é suprido no forno (na concha de forno), e uma saída de gás de destilação seco 10a da qual gás de destilação seco gerado a partir do estoque de alimentação é descarregado. O forno de gaseificação 10 também inclui um primeiro orifício de suprimento de oxidante 10c do qual ar (ar não aquecido nesta realização) é suprido para o forno, e um segundo orifício de suprimento de oxidante 10b a partir do qual ar aquecido e vapor d'água são supridos no forno.
[0043] O reformador 20 é uma unidade que reforma gás de destilação seco descarregado da saída de gás de destilação seco 10b do forno de gaseificação 10. O reformador 20 inclui uma entrada de gás
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 16/39
12/25 de destilação seco 20a conectada à saída de gás de destilação seco 10b do forno de gaseificação 10, e uma saída de gás reformado 20b que é uma saída de gás reformado (gás de destilação seco reformado). O reformador 20 também inclui um orifício de suprimento de ar aquecido 20c que é uma entrada de ar aquecido para reformação (combustão parcial) de gás de destilação seco.
[0044] O trocador de calor 30 é uma unidade que gera ar aquecido e vapor d'água usando o calor de gás de destilação seco do reformador 20. O trocador de calor 30 inclui uma entrada de gás reformado 30a conectada à saída de gás reformado 20b do reformador 20, uma saída de gás reformado 30b para descarga de gás reformado fora de reformador 20, uma entrada de ar 30c, uma saída de ar aquecido 30d, uma entrada de água 30e, e uma saída de vapor d'água 30f.
[0045] Como mostrado na Figura, a saída de ar aquecido 30d do trocador de calor 30 está conectada a cada um do segundo orifício de suprimento de oxidante 10d do forno de gaseificação 10 e a entrada de ar aquecido 20c do reformador 20 através de tubos tendo válvulas de controle de fluxo. A saída de vapor d'água 30f está conectada ao segundo orifício de suprimento de oxidante 10d do forno de gaseificação 10 através de tubos tendo válvulas de controle de fluxo.
[0046] A entrada de água 30e do trocador de calor 30 está contatada a um tanque de água (não mostrado) através de um tubo (não mostrado) com uma bomba. A entrada de ar 30c do trocador de calor 30 está conectada a um soprador (um ventilador; não mostrado) através de um tubo.
[0047] O dispositivo controle 40 é um dispositivo (um assim chamado seqüenciador nesta realização) que controla o mecanismo de suprimento do sistema de suprimento de estoque de alimentação 50, cada uma das válvulas de controle de fluxo deste sistema, baseada em saída (TCs na Figura 1) de sensores de temperatura 42 (vide Figu
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 17/39
13/25 ras 2 e 4), que são instalados em vários locais no sistema, de modo que gaseificação de estoque de alimentação e reformação de gás de destilação seco operarão adequadamente.
[0048] O sistema de resfriamento 55 é um sistema que resfria gás reformado descarregado da saída de gás reformado 30b do trocador de calor 30. O reservatório de gás 60 é um vaso que estoca gás reformado resfriado através do sistema de resfriamento 55, e o gerador 65 é uma unidade (um assim chamado gerador de motor de gás) que gera energia baseada em gás reformado no reservatório de gás 60.
[0049] Baseado na premissa de que foi descrito, a configuração do sistema de gaseificação de acordo com a presente realização será significantemente explicada. Notar que, entre componentes do sistema de gaseificação nesta realização, o sistema de suprimento de estoque de alimentação 50, o sistema de resfriamento 55, o reservatório de gás 60 e o gerador de energia 65 também são usados em sistema de gaseificação (sistemas geradores de biomassa) já em existência. Por esta razão, somente explicação das configurações de outros componentes do sistema de gaseificação de acordo com esta realização será dada abaixo.
[0050] Primeiro, a configuração do forno de gaseificação 10 será descrita com referência a Figuras 2 e 3. Notar que, a Figura 3 é uma vista em seção transversa de seta A-A na Figura 2. Nestas Figuras e cada uma das figuras que serão usadas abaixo, escala de medição, número e localização de cada parte foram modificados arbitrariamente para tornar cada parte do forno de gaseificação 10 fácil de reconhecer. [0051] Como óbvio a partir de Figuras 2 e 3, o forno de gaseificação 10 é uma unidade com uma forma similar a prisma retangular regular afilado na parte superior e inferior. Ainda, o forno de gaseificação 10 (Figura 2) é uma unidade onde o orifício de suprimento de estoque de alimentação 10a e primeiro orifício de suprimento de oxidante 10c
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 18/39
14/25 mencionados acima são fixados em sua parte superior (superfície superior), e a saída de gás de destilação seco 10b e segundo orifício de suprimento de oxidante 10d mencionados acima são fixados sobre sua parte inferior (superfície inferior).
[0052] No forno de gaseificação 10, uma placa de puncionamento 11 tendo uma pluralidade de orifícios através (orifícios de 8mm de diâmetro nesta realização) é fixada de modo a separar a parte interna do forno em espaços superior e inferior. Esta placa de puncionamento tem forma como faces laterais de uma pirâmide quadrada (4 faces de uma pirâmide quadrada exceto o fundo). A placa de puncionamento 11 também tem uma pluralidade de orifícios através (vide Figura 3) nos quais tubos perfurados 13 (detalhes dos quais serão descritos posteriormente) são inseridos.
[0053] No forno de gaseificação 10, é fixado um segundo caminho de suprimento de oxidante que inclui, como componentes principais, um tubo circular grande e um tubo circular pequeno 12, a pluralidade de tubos perfurados 13 em comunicação com cada tubo circular 12, e tubos de conexão que conectam cada tubo circular 12 ao segundo orifício de suprimento de oxidante 10d.
[0054] Cada tubo perfurado 13 configurando o segundo caminho de suprimento de oxidante é um membro com forma de tubo cuja superfície lateral (parede de tubo) tem uma pluralidade de orifícios através e cuja uma extremidade (borda superior de Figura 2) é selada. Como cada tubo perfurado 13, é determinado baseado na espessura D do estoque de alimentação sobre a placa de puncionamento 11 durante operação contínua do sistema (nesta realização, um tubo cuja parte acima de placa de puncionamento 11 tem um comprimento de aproximadamente 0,6 x D).
[0055] Cada tubo circular 12 é um membro fabricado através de processamento de um tubo com uma pluralidade de orifícios através
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 19/39
15/25 sobre superfície lateral em uma forma quadrada e conectando ambas extremidades do tubo processado. Cada tubo circular 12 tem uma pluralidade de orifícios através para instalação de tubo perfurado 13 como ilustrado na Figura 2 e orifícios através para instalação de tubos de conexão mencionados acima. E, o segundo caminho de suprimento de oxidante consiste em combinação de partes de tais formas, que é para distribuição e suprimento de oxidante (ar aquecido e vapor d'água nesta realização) que é suprido para a segunda entrada de oxidante 10d para uma pluralidade de locais em área predeterminada próxima de placa de puncionamento 11.
[0056] O forno de gaseificação 10 é conectado a um alimentador rotatório 44 de modo a lançar estoque de alimentação a partir do sistema de suprimento de estoque de alimentação 50 no orifício de suprimento de estoque de alimentação 10a (para lançar estoque de alimentação no forno de gaseificação 10 com diferença de pressão). Ainda, o forno de gaseificação 10 inclui tubo para introdução de oxidante no forno (ar não aquecido nesta realização) que é suprido para a primeira entrada de oxidante 10c. Em adição, o forno de gaseificação 10 inclui um membro (não mostrado) para distribuição uniforme de ar a partir de tubo e estoque de alimentação a partir de orifício de suprimento de estoque de alimentação 10a para cada local sobre a placa de puncionamento 11 e cada local do estoque de alimentação sobre a placa de puncionamento 11.
[0057] O forno de gaseificação 10 inclui um orifício de ignição 10e sobre uma específica parede lateral (sobre parede lateral esquerda na Figura 2). O forno de gaseificação 10 também é equipado com um mecanismo de ignição (não mostrado) que é controlado por dispositivo controle 40, que introduz agente de ignição (metanol sólido), através deste orifício de ignição 10e, sobre o estoque de alimentação que está sobre a placa de puncionamento 11.
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 20/39
16/25 [0058] O forno de gaseificação 10 tem um parafuso de remoção de cinzas 16 sobre o fundo para remoção de cinzas geradas por gaseificação de estoque de alimentação fora do forno. O forno de gaseificação também é equipado com uma pluralidade de sensores de temperatura que medem temperaturas de cada área dentro do forno.
[0059] O forno de gaseificação 10 de acordo com a presente realização tem uma configuração como explicada, e é revestido com material floculento resiste ao calor (camada cerâmica) para minimizar perda de calor dentro de forno.
[0060] A seguir, é dada uma descrição da configuração do reformador 20 usando Figuras 4 e 5.
[0061] O reformador 20 (Figura 4) é uma unidade que consiste no vaso reformador 20', uma pluralidade de tubos de recepção de calor 22, uma pluralidade de tubos de exaustão de ar quente 23, etc.
[0062] O vaso reformador 20' é um vaso em uma forma similar a paralelepípedo retangular oco tendo borda inferior afilada. Como mostrado na Figura 4, este vaso reformador 20' é uma unidade onde a entrada de gás de destilação seco 20a é provida próxima do fundo, e a saída de gás reformado 20b é provida em uma posição mais alta que a entrada de gás reformado 20a.
[0063] Os tubos de recepção de calor 22 são tubos cada um dos quais é instalado de modo a passar através de vaso reformador 20'. Os tubos de recepção de calor 22 também são instalados de modo que suas partes superiores formam um plano aproximadamente nivelado à superfície de montagem do reformador 20.
[0064] Uma abertura de cada tubo de recepção de calor 22 é conectada a um coletor 21a que inclui uma entrada de ar aquecido 20c, e a outra abertura de cada tubo de recepção de calor 22 está conectada a um coletor 21b.
[0065] Cada tubo de exaustão de ar quente 23 é um tubo instalado,
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 21/39
17/25 dentro de vaso reformador 20', mais alto que cada tubo de recepção de calor 22 e mais baixo que extremidade de fundo da saída de gás reformado 20b, correndo através de vaso reformador 20'. Cada tubo de exaustão de ar quente 23 (vide Figura 5) dentro de vaso reformador 20' forma orifícios através em vários locais.
[0066] Uma abertura de cada tubo de exaustão de ar quente 23 é selada com flange de fechamento de extremidade de tubo, e a outra abertura de cada tubo de exaustão de ar quente 23 é conectada ao coletor 21b via um coletor 21c.
[0067] A placa de puncionamento 24 (vide Figura 5) com uma pluralidade de orifícios através 25a é instalada sobre a pluralidade dos tubos de recepção de calor 22 dentro de vaso reformador 20'. O espaço acima de placa de puncionamento 25 no vaso reformador 20' e enchido com suficiente material de estocagem de calor para enterrar cada tubo de exaustão de ar quente 23. Este material de estocagem de calor é para uniformização de distribuição de temperatura dentro de vaso reformador 20' e remoção de impurezas no gás reformado (e também gás de destilação seco durante reformação). Por isso, material de estocagem de calor com alto calor específico, alta resistência térmica, que é altamente resistente a gases ácidos como ácido acético, alcatrão e H2S, é desejado. Devido material de estocagem de calor que não é de cimento, e que tem menos perda de pressão ser desejável, componentes cerâmicos cilíndricos ocos, etc., são usados.
[0068] O vaso reformador 20' é equipado, no fundo, com um parafuso de remoção de cinza 26 para remoção de cinzas geradas por gaseificação de estoque de alimentação fora de forno. Além disso, o vaso reformador 20' também é equipado com dois sensores de temperatura para medição de temperaturas de seção onde material de estocagem de calor é preenchido no reformador 20 (o vaso reformador 20').
[0069] A seguir, a configuração do trocador de calor 30 será desPetição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 22/39
18/25 crita.
[0070] Como mostrado na Figura 6, o trocador de calor 30 é uma unidade que é fabricada através de conexão de cinco números dos trocadores de calor unitários cada um dos quais tem uma entrada e uma saída para objeto calor e uma entrada 31x (x= a ou b) e uma saída 31y (y = b ou a) para gás de fonte de calor, de modo que gás reformado que é descarregado do reformador 20 passa através de cada um trocador de calor unitário um após o outro. Ainda, o trocador de calor 30 é também uma unidade que é fabricada através de conexão de saídas 31y para objeto aquecido de alguns trocadores de calor unitários 31 para as entradas 31x para objetos aquecidos de outros trocadores de calor unitários de modo que dois trocadores de calor unitários 31 na parte traseira funcionam como “meios para geração de ar aquecido, tendo a entrada de ar 30c e a saída de ar aquecido 30d”, e três trocadores de calor unitários 31 na frente funcionam como “meios para geração de vapor d'água, tendo a entrada de água 30e e a saída de vapor d'água 30f”.
[0071] Em avanço de uma discussão detalhada sobre funções de dispositivo controle 40, a razão porque o forno de gaseificação 10, o reformador 20 e o trocador de calor 30 de configuração acima são usados no sistema de gaseificação da presente realização.
[0072] A configuração do forno de gaseificação 10 acima é pensada ser baseada no conhecimento obtido por todo tipo de experimento que “através de suprimento de oxidante em temperatura relativamente alta sobre camada inferior de estoque de alimentação sobre uma placa de puncionamento e suprimento de oxidante não aquecido (ar, por exemplo) para o estoque de alimentação a partir do alto, é possível gaseificar estoque de alimentação (fontes de biomassa) com mínima produção de alcatrão e escória”. Embora a razão pela qual o uso de configuração acima pode gaseificar estoque de alimentação com mí
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 23/39
19/25 nima produção de alcatrão e tal não tenha sido determinada, o fato de que esta configuração torna mais fácil para gás passar através de estoque de alimentação de gaseificação, e o fato de que esta configuração torna mais fácil controle de temperatura através de controle de quantidade de oxidante que ela fornece, melhor que forno de gaseificação com somente 1 orifício de suprimento de oxidante, podem ser as causas.
[0073] Entretanto, se o oxidante que é suprido para o forno de gaseificação 10 é aquecido por aquecedor elétrico, quantidade de saída de energia elétrica do sistema de gaseificação pode ser menor que a quantidade de energia elétrica necessária para aquecer oxidante. Também quando usando aquecedor elétrico para reformação de gás de destilação seco descarregado do forno de gaseificação 10, saída de energia elétrica do sistema de gaseificação também pode ser menor que a quantidade de energia elétrica necessária para reformação (aquecimento) de gás reformado.
[0074] Enquanto isso, quando aquecimento de oxidante e reformação de gás de destilação seco são realizadas usando calor de gás de destilação seco descarregado do forno de gaseificação 10, é possível obter um sistema de gaseificação sem tais problemas como mencionado acima. Para este propósito, o sistema de gaseificação de acordo com a presente realização emprega o trocador de calor 30 (Figura 6) para gerar vapor d'água e ar aquecido que são supridos para o forno de gaseificação 10, através de uso de calor gerado por gás de destilação seco no trocador de calor 30. Ainda, o sistema de gaseificação da realização emprega o trocador de calor 30 (Figura 4) que reforma gás de destilação seco do forno de gaseificação 10 usando ar aquecido gerado pelo trocador de calor 30, mais especificamente, o reformador 20 que aquece ar aquecido gerado pelo trocador de calor 30 usando gás de destilação seco do forno de gaseificação 10, e então
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 24/39
20/25 reforma gás de destilação seco do forno de gaseificação 10 usando ar reaquecido.
[0075] A seguir, o mecanismo controle através de dispositivo controle 40 para sistema de gaseificação será explicado.
[0076] Quando operação contínua (operação estável) do sistema de gaseificação é realizada, o dispositivo controle 40 controla o mecanismo de suprimento no sistema de suprimento de estoque de alimentação 50 de modo que o estoque de alimentação pode ser suprido no forno de gaseificação 10 em uma velocidade predeterminada. Ainda, o dispositivo controle também controla cada válvula de controle de fluxo no sistema de modo que cada temperatura (principalmente TC1-TC7 em Figuras 2 e 4) no sistema esteja dentro de uma faixa de temperatura predeterminada.
[0077] O processo (daqui por diante chamado o processo de válvula de controle de fluxo para operação contínua) que o dispositivo de controle 40 realiza é um processo de controle de cada válvula de controle de fluxo no sistema de modo que a temperatura TC5 pode permanecer dentro de 850 oC-900 oC, e a temperatura TC6 permanece dentro de 1050 oC-1100 oC.
[0078] Mais especificamente, o processo de válvula de controle de fluxo para operação contínua é um processo de controle de cada válvula de controle de fluxo de modo que ar aquecido possa ser suprido a partir segundo orifício de suprimento de oxidante 10d na razão de ar de 0,3 - 0,4, e mais ar pode ser suprido do que ar aquecido a partir do primeiro orifício de suprimento de oxidante 10d. E ar aquecido (em outras palavras, ar aquecido gerado pelo trocador de calor 30 que é suprido com gás reformado de 1050oC-1100oC) está a 400oC-550oC.
[0079] O processo de válvula de controle de fluxo para operação contínua também é, como uma regra, para ajustar TC5 através de controle de quantidade de suprimento de ar a partir do primeiro orifício de
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 25/39
21/25 suprimento de oxidante 10d.
[0080] Quando fazendo o sistema de gaseificação iniciar para gaseificar estoque de alimentação, o dispositivo controle 40, primeiro, controla o mecanismo de suprimento no sistema de suprimento de estoque de alimentação 50 de modo que uma específica quantidade de estoque de alimentação é suprida para o forno de gaseificação 10. A seguir, o dispositivo controle 40 introduz aproximadamente 100 g de metanol sólido no forno de gaseificação 10, através de mecanismo de controle de ignição instalado no orifício de ignição 10e do forno de gaseificação 10. O dispositivo controle 40 também controla um soprador conectado ao primeiro orifício de suprimento de oxidante 10c de modo que ar é suprido para o forno de gaseificação 10 a partir de primeiro orifício de suprimento de oxidante 10c.
[0081] A seguir, o dispositivo controle 40 inicia um processo de monitoração de temperatura (TC1 na Figura 2) detectada por sensor de temperatura 42 que é instalado na parte mais alta do forno de gaseificação 10 de modo a obter uma primeira temperatura específica que é predeterminada como uma temperatura quando combustão (combustão parcial) de estoque de alimentação no forno de gaseificação 10 progride para uma certa extensão.
[0082] Quando é detectado que TC1 atingiu a primeira temperatura específica, o dispositivo controle 40 controla cada válvula de controle de fluxo para ar aquecido e vapor d'água de modo que ar aquecido da saída de ar aquecido 30d e vapor d'água da saída de vapor d'água 30f do trocador de calor 30 são supridos para o segundo orifício de suprimento de oxidante 10d.
[0083] Então, o dispositivo controle 40 começa a monitorar temperatura TC5 de gás de destilação seco descarregado do forno de gaseificação 10 para obter uma segunda temperatura específica predeterminada, e quando TC5 atinge a segunda temperatura específica, ele
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 26/39
22/25 aumenta a quantidade de ar suprido para o forno de gaseificação 10 a partir do primeiro orifício de suprimento de oxidante 10c.
[0084] Notar que, o status onde TC5 atinge a segunda temperatura específica é um status onde zona de pirólise não é formada (status onde parte inferior do estoque de alimentação sobre a placa de puncionamento 11 é zona de decomposição oxidante, e parte superior é zona de calor seca) no estoque de alimentação sobre a placa de puncionamento 11.
[0085] A seguir, o dispositivo controle 40 começa monitoração de temperaturas TC1-TC5 em cada local no forno de gaseificação 10, assim temperatura no estoque de alimentação indicando zona de pirólise é formada sobre a placa de puncionamento 11. Então, quando temperaturas TC1-TC5 atingem tal temperatura, o sistema controle 40 inicia processo de controle de operação contínuo (inclui o processo de válvula de controle de fluxo para operação contínua já explicado) de modo que gaseificação contínua de estoque de alimentação é realizada através de suprimento de estoque de alimentação em uma temperatura específica.
<<Variações>>
[0086] O sistema de gaseificação acima de acordo com a realização, pode ter variações de qualquer tipo. Por exemplo, o forno de gaseificação 10 pode ser modificado em um forno que tem a placa de puncionamento 11 tendo uma forma tabular. Entretanto, vários experimentos provaram que quando a espessura do estoque de alimentação (fonte de biomassa) sobre a placa de puncionamento 11 é desigual (parte de fontes de biomassa sobre a placa de puncionamento é mais espessa que outras), ela é menos provável de queimar de modo errado. Por isso, para a placa de puncionamento 11, é desejável usar um componente não tabular tal como a placa de puncionamento 11 descrita acima.
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 27/39
23/25 [0087] Ainda, o forno de gaseificação 10 pode ser modificado para ser equipado com forno de gaseificação cilíndrico. Entretanto, forno de gaseificação de forma de prisma quadrado pode introduzir mais estoque de alimentação no interior, por isso, a forma descrita acima é desejável para forno de gaseificação 10.
[0088] Embora não possa ser capaz de utilizar energia calorífera de gás de destilação seco gerado pelo forno de gaseificação 10, o sistema de gaseificação pode ser modificado em um sistema no qual um reformador que requer energia elétrica de modo a operar é usado ao invés do reformador 20, ou em um sistema que usa energia elétrica para aquecer oxidante suprido para o forno de gaseificação 10. O sistema de gaseificação também pode ser modificado em um sistema para produção de metanol, etc.
[0089] O sistema de reformação (o sistema que consiste no reformador 20, o trocador de calor 30, e o caminho de ar aquecido conectando os mesmos) de acordo com a realização descrita acima pode ter variações de qualquer tipo. Por exemplo, o reformador 20 pode ser modificado em uma unidade para a qual ar de temperatura normal pode ser suprido. Notar que, tal modificação do sistema de reformação 20 pode ser obtida, por exemplo, como ilustrado na Figura 7, através de introdução de ar suprido através de orifício de suprimento de ar 20c a partir do tubo de exaustão de ar quente 23 no vaso reformador 20' após passagem através de uma pluralidade (2 na figura) dos tubos de recepção de calor 22 que correm através de vaso reformador 20'.
[0090] Além disso, o reformador 20 pode ser modificado em uma unidade que não tem material de estocagem de calor (uma unidade tendo a mesma configuração como aquela de um trocador de calor comum). Entretanto, ter material de estocagem de calor ali depositado equaliza cada temperatura dentro de vaso reformador 20', e também evita que os orifícios através de tubo de exaustão de ar quente 23 se
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 28/39
24/25 tornem entupidos com impurezas em gás reformado. Por isso, o reformador 20 pode variar em detalhes a partir da configuração descrita acima, mas ter material de estocagem de calor ali depositado é preferível.
[0091] Também é entendível que sistema de reformação pode ser feito par com forno de gaseificação de tipo tiragem descendente/tiragem ascendente, e o sistema de reformação pode ser usado no sistema de gaseificação para produção de metanol, etc.
LISTAGEM DE REFERÊNCIA
10 forno de gaseificação
10a sistema de suprimento de estoque de alimentação
10b saída de gás de destilação seco
10c primeiro orifício de suprimento de oxidante
10d segundo orifício de suprimento de oxidante
10e orifício de ignição
11,25 placa de puncionamento
11a,25a orifício
12 tubo circular
13,23 tubo
20 reformador
20' vaso reformador
20a entrada de gás de destilação seco
20b,30b saída de gás reformado
20c orifício de suprimento de ar aquecido
221a, 21b, 21c coletor
22 tubo de recepção de calor
23 tubo de exaustão de ar quente
30 trocador de calor
30a entrada de gás reformado
30c entrada de ar
Petição 870180167891, de 27/12/2018, pág. 29/39
25/25
30d
30e
30f saída de ar aquecido entrada de água saída de vapor d'água trocador de calor unitário o dispositivo controle sensor de temperatura alimentador rotatório sistema de suprimento de estoque de alimentação sistema de resfriamento reservatório de gás gerador

Claims (9)

1. Forno de gaseificação (10) para gaseificação de fontes de biomassa, o forno de gaseificação compreendendo:
uma placa de puncionamento (11) dividindo dentro do forno de gaseificação (10) em espaços superior e inferior;
um orifício de suprimento de fonte de biomassa (10a) suprindo fontes de biomassa sobre a placa de puncionamento (11);
um primeiro orifício de suprimento de oxidante (10c) e um segundo orifício de suprimento de oxidante (10d) cada um suprindo oxidante no forno de gaseificação (10);
um primeiro caminho de suprimento de oxidante suprindo oxidante, que é suprido a partir do primeiro orifício de suprimento de oxidante (10c) a partir de região superior da placa de puncionamento (11) descendentemente;
um segundo caminho de suprimento de oxidante (12,13) distribuindo oxidante suprido a partir do segundo orifício de suprimento de oxidante (10d) para uma pluralidade de locais dentro de uma camada inferior de recursos de biomassa que são empilhados sobre a placa de puncionamento (11); e uma saída de gás de destilação seco (10b) descarregando gás de destilação seco gerado por oxidação parcial e pirólise de fontes de biomassa sobre a placa de puncionamento (11), caracterizado pelo fato de que o segundo caminho de suprimento de oxidante inclui uma pluralidade de tubulações circulares dispostos abaixo da placa de puncionamento (11) para distribuir oxidante suprido a partir do segundo orifício de suprimento de oxidante (10d) para uma pluralidade de locais abaixo de placa de puncionamento (11), o segundo caminho de suprimento de oxidante (12,13) inclui uma pluralidade de tubulações cada uma das quais tem uma plurali
Petição 870190051253, de 31/05/2019, pág. 5/12
2/4 dade de orifícios através sobre sua superfície lateral, e passa através de placa de puncionamento (11).
2. Forno de gaseificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa de puncionamento (11) é um membro não tubular.
3. Forno de gaseificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa de puncionamento (11) é um membro em uma forma similar a faces laterais de uma pirâmide.
4. Forno de gaseificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma seção transversa horizontal do forno de gaseificação (10) é quadrada, e a placa de puncionamento (11) é um membro que tem uma forma de superfícies laterais de uma pirâmide quadrada, e é fixada no forno de gaseificação (10) com seu pico apontando para baixo.
5. Sistema de gaseificação compreendendo:
um forno de gaseificação (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:
um trocador de calor (30) para gerar ar aquecido e vapor d'água usando calor de gás de destilação seco descarregado da saída de gás de destilação seco do forno de gaseificação; e um caminho de suprimento de oxidante para suprir o ar aquecido e vapor d'água gerados pelo trocador de calor (30) para o segundo orifício de suprimento de oxidante (11d).
6. Sistema de gaseificação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o trocador de calor (30) é uma unidade formada através de conexão de uma pluralidade de trocadoras de calor unitários cada um tendo uma entrada e uma saída objeto de aquecimento e uma entrada e uma saída de gás fonte de calor de modo que o gás de destilação seco descarregado da saída de liberação
Petição 870190051253, de 31/05/2019, pág. 6/12
3/4 de gás do forno de gaseificação passa através de trocadores de calor unitários um após o outro, e através de conexão de entradas de alguns da pluralidade dos trocadores de calor unitários às saídas de resto da pluralidade dos trocadores de calor unitários de modo que alguns dos trocadores de calor unitários funcionam como um meio para geração de ar aquecido e o resto dos trocadores de calor unitários funciona como um meio para geração de vapor d’água.
7. Sistema de gaseificação, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um reformador (20) para reformar gás de destilação seco descarregado da saída de gás do forno de gaseificação (10) e para suprir o gás de destilação seco reformado para o trocador de calor (30).
8. Sistema de gaseificação compreendendo:
um forno de gaseificação (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4; caracterizado pelo fato de que ainda compreende:
um reformador (20) para reformar gás de destilação seco descarregado da saída de gás de destilação seco (10b) do forno de gaseificação (10) usando ar aquecido gerado pelo calor do gás de destilação seco.
9. Sistema de gaseificação, de acordo com a reivindicação
8, caracterizado pelo fato de que o reformador (20) inclui:
um vaso reformador (20’) de construção oca e tendo uma entrada de gás de destilação para a qual o gás de destilação seco descarregado da saída de gás do forno de gaseificação é enviado e saída de gás de destilação seco (10b) a partir da qual o gás de destilação seco reformado é descarregado;
uma pluralidade tubos de recepção de calor (22) ligados ao vaso reformador (20’) de modo que suas partes superiores formam um plano aproximadamente no nível de uma superfície de montagem do
Petição 870190051253, de 31/05/2019, pág. 7/12
4/4 reformador (20) e eles passam através de vaso reformador (20');
uma entrada de ar conectada com uma extremidade de cada um dos tubos de recepção de calor (22);
uma placa de puncionamento (11) para retenção de material de estocagem de calor instalada sobre partes da pluralidade de tubos de recepção de calor (22), as partes estando no vaso reformador (20');
material de estocagem de calor colocado sobre a placa de puncionamento (11) para retenção de material de estocagem de calor;
uma pluralidade de tubos de exaustão de ar quente (23) cada um tendo uma porção que é mantida em um espaço do vaso reformador (20') sobre a placa de puncionamento (11) para retenção de material de estocagem de calor, a porção tendo uma pluralidade de orifícios através em sua parede de tubo; e uma parte de conexão conectando a pluralidade dos tubos de exaustão de ar quente (23) e a pluralidade dos tubos de recepção de calor (22) de modo a permitir ar que passa através de pluralidade dos tubos de recepção de calor (22) ser descarregado a partir de cada um orifício através de cada tubo de exaustão de ar quente (23).
BR112013011447A 2010-11-08 2011-11-07 forno de gaseificação e sistema de gaseificação BR112013011447B1 (pt)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR122019000133-2A BR122019000133B1 (pt) 2010-11-08 2011-11-07 Reformador para reformação de gás de destilação seco e sistema de reformação

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010249640A JP6055586B2 (ja) 2010-11-08 2010-11-08 改質装置
JP2010249639A JP5688636B2 (ja) 2010-11-08 2010-11-08 ガス化炉及びガス化システム
PCT/JP2011/075583 WO2012063773A1 (ja) 2010-11-08 2011-11-07 ガス化炉,ガス化システム,改質装置及び改質システム

Publications (3)

Publication Number Publication Date
BR112013011447A2 BR112013011447A2 (pt) 2017-08-01
BR112013011447A8 BR112013011447A8 (pt) 2019-01-15
BR112013011447B1 true BR112013011447B1 (pt) 2020-02-04

Family

ID=46050919

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR122019000133-2A BR122019000133B1 (pt) 2010-11-08 2011-11-07 Reformador para reformação de gás de destilação seco e sistema de reformação
BR112013011447A BR112013011447B1 (pt) 2010-11-08 2011-11-07 forno de gaseificação e sistema de gaseificação

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR122019000133-2A BR122019000133B1 (pt) 2010-11-08 2011-11-07 Reformador para reformação de gás de destilação seco e sistema de reformação

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9315746B2 (pt)
EP (2) EP3246381B1 (pt)
KR (2) KR101907380B1 (pt)
CN (2) CN104593075B (pt)
BR (2) BR122019000133B1 (pt)
CA (2) CA2817375C (pt)
WO (1) WO2012063773A1 (pt)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015071697A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Apeiron Technology Incorporation Gasifier for the production of synthesis gas
CN105524663B (zh) * 2015-12-08 2018-06-22 廖冲 与气化炉连用的改性炉
CN105542804B (zh) * 2015-12-08 2019-04-19 靳琦 用于生物质资源气化的改性装置
JP6762715B2 (ja) * 2015-12-28 2020-09-30 松下 靖治 ガス化炉
WO2017132542A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-03 Barry Liss SYSTEM AND METHOD FOR REDUCING NOx EMISSIONS FROM GASIFICATION POWER PLANTS
CN105698181B (zh) * 2016-03-21 2018-07-20 安徽未名生物环保有限公司 一种垃圾燃烧处理装置
CN107421114B (zh) * 2017-06-14 2019-12-03 六安永贞匠道机电科技有限公司 一种渐缩、再热式余热循环加热机
KR102465674B1 (ko) * 2020-11-11 2022-11-11 한국생산기술연구원 탄소 기반 첨가제 연속 재생식 가스화 장치 및 이를 이용한 합성 가스 제조 방법
CN114591762B (zh) * 2022-03-11 2022-12-09 赣州市怡辰宏焰能源科技有限公司 一种可以产蒸汽的生物质气化炉

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2655442A (en) 1948-08-23 1953-10-13 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for the manufacture of synthesis gas
US3971847A (en) * 1973-12-26 1976-07-27 The United States Of America As Represented By The Adminstrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hydrogen-rich gas generator
US4057402A (en) * 1976-06-28 1977-11-08 Institute Of Gas Technology Coal pretreatment and gasification process
US4098586A (en) * 1977-08-01 1978-07-04 General Electric Company Grate for coal gasifier
WO1981001295A1 (en) * 1979-11-01 1981-05-14 Caterpillar Tractor Co Rotating fluidized bed gasifier system
US4306506A (en) * 1980-06-02 1981-12-22 Energy Recovery Research Group, Inc. Gasification apparatus
US4309195A (en) * 1980-06-02 1982-01-05 Energy Recovery Research Group, Inc. Apparatus for gasifying solid fuels and wastes
US4336769A (en) * 1981-03-31 1982-06-29 Foster Wheeler Energy Corporation Integral vapor generator/gasifier system
US4764185A (en) * 1987-10-28 1988-08-16 Mayer Edward F Gasifier apparatus
US4865540A (en) * 1989-02-01 1989-09-12 Foster Wheeler Energy Corporation Air flow measurement device for fluidized bed reactor
US5230716A (en) * 1992-07-14 1993-07-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Grate assembly for fixed-bed coal gasifier
US5588974A (en) * 1995-04-04 1996-12-31 Exxon Research And Engineering Company Process, and apparatus, for the injection of preheated oxygen into a high temperature reactor
CA2282948A1 (en) * 1998-09-16 2000-03-16 University Technologies International, Inc. Low temperature autothermal steam reformation of methane in a fluidized bed
TWI241392B (en) 1999-09-20 2005-10-11 Japan Science & Tech Agency Apparatus and method for gasifying solid or liquid fuel
JP3973840B2 (ja) 2001-01-18 2007-09-12 独立行政法人科学技術振興機構 固形燃料ガス化装置
US6833126B2 (en) * 2001-03-30 2004-12-21 Industries Co., Ltd. Method and apparatus for reforming fuel
JP2004035837A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱分解ガス化装置及び熱分解ガス化システム
US7341609B2 (en) * 2002-10-03 2008-03-11 Genesis Fueltech, Inc. Reforming and hydrogen purification system
US20040178765A1 (en) 2003-03-12 2004-09-16 O'brien John F. Integrated fuel reformer and heat exchanger
JP4312632B2 (ja) * 2004-03-03 2009-08-12 中外炉工業株式会社 バイオマスガス化システムおよびその運転方法
JP2006231301A (ja) 2005-02-28 2006-09-07 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 廃棄物ガス化装置
JP4481211B2 (ja) 2005-04-18 2010-06-16 幸三 野村 燃料ガス発生装置
JP2007238701A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Kurimoto Ltd ガス化炉
DE202006009174U1 (de) * 2006-06-08 2007-10-11 Rudolf Hörmann GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem festen Brennstoff
JP2008081637A (ja) 2006-09-28 2008-04-10 Tsukishima Kikai Co Ltd 木質バイオマスのガス化方法及び装置
JP4986080B2 (ja) * 2006-10-23 2012-07-25 学校法人長崎総合科学大学 バイオマスガス化装置
JP4324187B2 (ja) * 2006-10-25 2009-09-02 トヨタ自動車株式会社 蓄熱装置
CN1994865B (zh) * 2006-12-12 2011-05-18 华东理工大学 两段气化并耦合热量回收和洗涤于一体的气化装置和应用
JP2008169320A (ja) 2007-01-12 2008-07-24 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 改質炉
FI123850B (fi) * 2007-04-05 2013-11-15 Pauli Pieti Rosti
TWM323601U (en) 2007-07-02 2007-12-11 Suncue Co Ltd Material scraping bar for combustion device
JP5309620B2 (ja) * 2008-03-10 2013-10-09 株式会社Ihi ガス化設備のタール改質方法及び装置
JP5610561B2 (ja) 2008-05-19 2014-10-22 株式会社タクマ タール分解方法およびタール分解装置
CN101498291A (zh) * 2009-02-26 2009-08-05 哈尔滨工大格瑞环保能源科技有限公司 生物质高温热解气化发电系统

Also Published As

Publication number Publication date
US10195582B2 (en) 2019-02-05
EP2639288A1 (en) 2013-09-18
BR122019000133B1 (pt) 2020-09-15
CA2817375C (en) 2019-04-30
CN103314081A (zh) 2013-09-18
EP2639288B1 (en) 2019-10-09
CN104593075A (zh) 2015-05-06
US20160193584A1 (en) 2016-07-07
US20140053465A1 (en) 2014-02-27
KR20170129956A (ko) 2017-11-27
KR101907380B1 (ko) 2018-10-12
KR101867803B1 (ko) 2018-06-18
KR20130141573A (ko) 2013-12-26
US9315746B2 (en) 2016-04-19
EP3246381A1 (en) 2017-11-22
CA3006272C (en) 2020-06-23
BR112013011447A8 (pt) 2019-01-15
BR112013011447A2 (pt) 2017-08-01
CN104593075B (zh) 2017-05-31
CA3006272A1 (en) 2012-05-18
WO2012063773A1 (ja) 2012-05-18
CN103314081B (zh) 2015-06-03
EP2639288A4 (en) 2016-01-06
EP3246381B1 (en) 2020-09-09
CA2817375A1 (en) 2012-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112013011447B1 (pt) forno de gaseificação e sistema de gaseificação
JP2013510197A (ja) 「熱回収型」コークス炉からの煙道ガスのエンタルピー損失を補償する方法
JP5688636B2 (ja) ガス化炉及びガス化システム
BRPI0621742A2 (pt) sistema de célula de combustìvel
JP6055586B2 (ja) 改質装置
JP6392733B2 (ja) 固形燃料供給装置
JP4266879B2 (ja) ガス化炉及び複合リサイクル装置
JP2009132785A (ja) バイオマスガス化システム
JP7370576B2 (ja) 炭化装置
JP2004277551A (ja) 熱分解ガス配管
KR101892718B1 (ko) 폐열 회수율이 극대화된 소각 보일러
KR101306783B1 (ko) 온수발생부를 구비한 스털링 엔진의 연소장치
JP3179099U (ja) 炭化物製造装置
CN117102215A (zh) 叶片用链板热解装置
KR100366051B1 (ko) 폐타이어 건류가스 발생장치용 기화기
KR200287681Y1 (ko) 폐타이어 건류가스 발생장치용 기화기
CN113137603A (zh) 燃气分配装置及燃气热水器
JP2011063463A (ja) 水素生成装置
JPH08114316A (ja) 燃焼装置
CN105202531A (zh) 燃烧器
JP2014206096A (ja) ガスエンジンコージェネレーション装置
TW201120381A (en) Method for compensation of flue gas enthalpy losses from &#39;&#39;Heat Recovery&#39;&#39; coke ovens

Legal Events

Date Code Title Description
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 07/11/2011, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.

B21F Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time

Free format text: REFERENTE A 11A ANUIDADE.

B24J Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12)

Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2695 DE 30-08-2022 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.