CN101448729A - 用于气化固态有机材料的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种用于气化固态有机材料的方法、用于该目的的新颖装置及其系统。一种独特方法和装置通过控制独特气化器中用于生物质的“不足空气”燃烧的燃烧空气中的氧含量产生高能量、低温度和颗粒含量低的合成气。含有预定量的新鲜空气的再循环废气被用于提供其中的氧含量和用于控制所述方法。

Description

用于气化固态有机材料的方法及其装置

本发明涉及的人

应当知道的是密歇根州普雷斯克岛地区普雷斯克岛市的居民Robert G.Graham，一位美国公民以及加拿大不列颠哥仑比亚省的居民Dejan Sparica，一位加拿大公民，发明了本方法。

本申请要求2006年5月18日申请的美国临时专利申请60/801,574和2007年5月8日申请的美国实用新型申请11/801,030的优先权。

技术领域

在这里公开和要求权利的本发明涉及一种用于气化固态有机材料的方法，用于该目的的新颖装置及其系统。本发明是通过在独特气化器中控制用于“缺空气”燃烧生物质的燃烧空气中的氧含量来产生高能量、低温度和颗粒含量低的合成气的独特方法。与预定量的新鲜空气混合的再循环废气用于提供其中的氧含量和用于控制所述方法。

背景技术

更特别地，本发明涉及一种用于气化生物质材料的方法，所述生物质材料例如为林业和农业残余物，工业废料例如锯材浆，纸制品，禽褥草(例如鸡褥草和火鸡褥草)和烃基塑料等。

本发明也涉及一种装置，该用于将化学能转换成热能或气态产品，具体地说是合成气，也被称为生产气。合成气是一种含有非常少的颗粒材料的可压缩的合成的可燃气体。因此，本发明也可以被视为一种生产合成气的方法。

很久以来人们就认识到许多工业和农业固态有机副产品(例如林业和农业残余物等)是大量化学能的潜在来源。在20世纪70年代期间发生的传统燃料例如化石燃料、石油和天然气的成本的显著增长提供了很大的经济诱因以试图开发有效和高效的技术来回收这些有机副产品中的能量，这些能量在传统上没有任何程度的回收。经常被称为“生物质”材料的这样的有机材料现在在某种程度上被成功地用作一些很大的工业系统中的燃料，例如用于点火纸浆或造纸厂中的动力锅炉和回收锅炉。然而迄今为止与生物质能量回收系统关联的高资本费用阻碍了它们成功地用于小型甚至中型尺寸的能量回收系统。

中型尺寸的能量回收系统用于社区中心、学校、疗养院和小型工业和商业设施中，并且迄今为止，生物质燃料还未令人满意地用作这样的设施的加热系统中的燃料。涉及从木屑或类似有机材料回收能量的已颁布美国专利例如为1992年8月18日颁布给Morey等人的美国专利5,138,957；1980年1月22日颁布给Palm等人的美国专利4,184,436；1982年1月26日颁布给Smith等人的美国专利4,312,278；1983年1月4日颁布给Goodine的美国专利4,366,802；1982年3月30日颁布给Schmidt等人的美国专利4,321,877；1984年2月14日颁布给Schafer等人的美国专利4,430,948；1986年6月10日颁布给Pedersen等人的美国专利4,593,629；1987年9月8日颁布给Cordell等人的美国专利4,691,846；和1990年11月20日颁布给Cordell的美国专利4,971,599。

然而，并不知道这些专利中所述的任何发明已成功地适合于在小型和中型尺寸的能量回收系统中在成本合算的基础上回收生物质能量。

因此，气化器在本领域中并不是新的并且有许多出版物涉及这样的设备和它们在其中被使用的系统，但是作为举例说明，可以关注1987年9月8日颁布给Cordell等人的美国专利4,691,846，其中描述了一种用于气化固态有机材料的方法和装置，其中详细描述了系统，重点在于储料器及其操作方式。应当注意该气化器被显示和描述成穹形结构，带有用于固态有机材料的底部给送机构以及将气态流出物移动到副室的上排气系统。

第二个公开可以在2000年9月19日颁布给Cordell等人的US6,120,567中发现，其中描述了一种用于气化固态有机材料的方法，并且其中阐述了如‘846专利中所公开的类似装置和系统。‘567专利与‘846专利有关。同样，需要强调的是气化器被显示和描述成穹形结构，其具有底部给送装置和用于气态流出物的上排气装置。

现有技术中的典型和一般工艺可以在1997年10月14日以Morey等人的名义颁布的加拿大专利2,058,130中发现，其中阐述了底部进料、生物质材料和气化系统。该系统从下面给送燃料(例如未加工的和潮湿的木屑)向上通过固定的、穿孔的火台的中心开口，所述火台支撑由此形成的墩状燃料床。在火台下方并且围绕燃料供给管的多个环状歧管根据产生的可燃气体的需要以受控方式分别地被提供空气。

发明内容

因此本发明涉及一种用于气化固态有机材料的方法、在这样的方法中使用的装置及其系统，具体地说，在一个实施例中本发明涉及一种组合地包括外壳的用于气化固态有机材料的气化器，其中所述外壳具有下部分和上部分，和由所述下部分支撑并且附连到所述上部分的圆形侧壁。

给所述外壳设有顶部，所述顶部由所述圆形侧壁支撑并且与其一体化。设有用于排出合成气流出物的通过所述顶部的至少一个开口和用于感测装置的至少一个开口，并且用于从所述气化器移走合成气的装置位于并且连接到所述顶部开口。

用于感测包含在所述外壳中的任何固态有机材料的任何质团的高度(elevation)的至少一个装置位于并且与所述感测装置开口关联，所述感测装置是雷达装置，该雷达装置安装在任何感测装置开口上并且装在覆盖所述开口的非金属板的顶上。

用于支撑确定保留在所述气化器内的不可燃材料的量的装置的至少一个开口位于下外壳中，并且用于确定保留在所述气化器内的不可燃材料的量的至少一个装置位于并连接到所述外壳的下部分，并且在所述用于支撑确定保留在所述气化器内的不可燃材料的量的装置的开口内。

用于支撑将氧化气体提供给固态有机材料的至少一个装置的至少一个开口位于所述圆形壁中，所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的再循环废气。用于将氧化气体提供给固态有机材料的装置位于并且连接到氧化气体开口。

用于所述气化器的底板位于所述气化器的下部分中，所述底板具有顶表面和底表面，所述底板具有至少一个开口，通过所述开口允许固态有机材料进入所述气化器的内部，其中所述底板的顶表面在每个底板开口的外部具有滞留壁以形成滞留池，从而将固态有机材料滞留在所述气化器的下部分中以形成无底板炉膛。

设有用于在向上运动中将固态有机材料移动通过所述底板开口并移到所述气化器中的装置和用于向固态有机材料的下侧提供和保持锥形结构的装置。

所述气化器具有用于在所述滞留池上方收容固态有机材料的装置和在所述气化器的下部分中允许不可燃物移动到所述气化器之外的至少一个开口，以及在所述滞留池中用于从所述气化器去除不可燃材料的装置。

最后，设有互相联系的用于所述气化器内的固态有机材料的质团的量的控制和监视器以及用于所述气化器中的不可燃物的量的控制和监视器。该类型的气化器在本领域中已知为圆形气化器。

在另一实施例中，本发明涉及方形或矩形“块状”气化器。因此，该实施例涉及一种用于气化固态有机材料的气化器，该气化器包括外壳，其中所述外壳具有下部分和上部分，并且所述外壳具有由所述下部分支撑并且附连到所述上部分的四个侧壁，因此与上述圆形气化器不同。

块状气化器具有顶部，所述顶部由所述四个侧壁支撑并且与其一体化，所述气化器具有用于排出合成气流出物的通过侧壁的至少一个开口和用于感测装置的通过所述顶部的至少一个开口。

用于从所述气化器移走合成气流出物的装置位于并且连接到所述侧壁开口，并且用于感测包含在所述外壳中的任何固态有机材料的任何质团的高度的至少一个装置位于并且与所述感测装置开口关联，所述感测装置是雷达装置，该雷达装置安装在任何感测装置开口上并且装在覆盖所述开口的非金属板的顶上。

用于支撑确定保留在所述气化器内的不可燃材料的量的装置的至少一个开口位于下外壳中，并且用于确定保留在所述气化器内的不可燃材料的量的至少一个装置位于和连接到所述外壳的下部分，并且在刚刚所述的开口内。

用于支撑将氧化气体提供给固态有机材料的至少一个装置的至少一个开口位于所述侧壁中，所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的再循环废气。用于将氧化气体提供给固态有机材料的装置位于并且连接到所述氧化气体开口。

用于所述气化器的底板位于所述气化器的下部分中，所述底板具有顶表面和底表面。所述底板具有至少一个开口，通过所述开口允许固态有机材料进入所述气化器的内部，其中所述底板的顶表面在每个底板开口的外部具有滞留壁以形成滞留池，从而将固态有机材料滞留在所述气化器的下部分中以形成无底板炉膛。

设有用于将固态有机材料移动通过所述底板开口并移到所述气化器中的装置和用于给固态有机材料的下侧提供和保持锥形结构的装置。

此外，设有用于在所述滞留池上方加热固态有机材料的装置和在所述气化器的下部分中允许不可燃物移动到所述气化器之外的至少一个开口，以及在所述滞留池中用于将不可燃材料移出所述气化器的装置。

最后，设有互相联系的用于所述气化器内的固态有机材料的质团的量的控制和监视器以及用于所述气化器中的不可燃物的量的控制和监视器。

在另一实施例中，通过在所述气化器的中间部分中提供缩窄结构修改刚刚所述的圆形气化器以改变流出物的流动。因此，设有一种用于气化固态有机材料的气化器，该气化器包括外壳，其中所述外壳具有带顶部的下部分和带底部的上部分，并且所述外壳具有由所述下部分支撑并且附连到所述上部分的圆形侧壁，其中所述圆形侧壁具有缩窄部分，在所述缩窄部分处所述下部分的顶部和所述上部分的底部会合并且联接。

在本发明的又一实施例中，刚刚所述的块状气化器也被修改。因此，设有一种用于气化固态有机材料的气化器，该气化器包括外壳，其中所述外壳具有带顶部的下部分和带底部的上部分，并且所述外壳具有由所述下部分支撑并且附连到所述上部分的四个侧壁，所述侧壁具有缩窄部分，在所述缩窄部分处所述下部分的顶部和所述上部分的底部会合并且联接。

本发明还有一个实施例，所述实施例是一种气化固态有机材料以产生气态流出物和固态残余物的方法，所述方法包括提供固态有机材料的供应以及提供如本公开中所述的圆形气化器。

其后，从所述气化器的下部分向上将固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团。固态有机材料被点火，然后在所述气化器中被加热，同时将氧化气体提供给所述气化器，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气。

在所述气化器内提供了流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料而迁移、混合和反应，由此形成的合成气从所述气化器向外输送并且任何不可燃固体被输送到所述气化器之外。

本发明的进一步实施例是一种气化固态有机材料以产生气态流出物和固态残余物的方法，所述方法包括提供固态有机材料的供应；提供如本公开中所述的块状气化器；以及从所述气化器的下部分向上将固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团。

固态有机材料被点火，然后在所述气化器中被加热，同时将氧化气体提供给所述气化器以提供气态流出物，其中所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气。

在所述气化器内提供了流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料而迁移、混合和反应，由此形成的合成气从所述气化器向外输送并且任何不可燃固体被输送到所述气化器之外。

在本发明的范围内可以预见提供这样的系统，所述系统利用在本发明中公开和要求权利的各种气化器中的每一个。

附图说明

图1A是利用本发明的气化器和方法的本发明的实施例的示意图，显示了实施例的一部分。

图1B是利用本发明的气化器和方法的本发明的实施例的示意图，显示了实施例的其它部分。

图2是本发明的圆形气化器的整体前视图。

图3是通过线A-A的图2的气化器的横截面前视图。

图4是用于本发明中的雷达装置的放大细节。

图5是本发明的分段、圆锥形给送器的一个配置的透视图。

图6是本发明的分段、方锥形给送器的一个配置的透视图。

图5A是本发明的整体式、圆锥形给送器的透视图。

图6A是本发明的整体式、方锥形给送器的透视图。

图7是图3的指定区域28的横截面图，显示了可移动锥形给送器和底部风口的细节。

图8是本发明的方形或矩形、块状(loaf)气化器的整体前视图。

图9是通过线B-B的图8的块状气化器的横截面端视图。

图10A是显示具有隔离层的本发明的气化器的壁和顶部的详细构造的横截面图。

图10B是显示本发明的另一实施例、没有隔离层并且使用空气作为绝缘体的壁和顶部的详细构造的横截面图。

图11是本发明的块状气化器的顶部的放大图，显示了两个出口以及雷达怎样放置在其上。

图12是图11的顶部的横截面图，显示了顶部的构造。

图13是图8的气化器的灰收集系统的顶视图。

图14是本发明的气化器1的侧视图，其中侧部敞开以显示本发明的炉篦系统的另一实施例。

图15是通过图14的线C-C的图14的炉篦系统的侧视横截面图。

具体实施方式

现在参考图1，在其中显示了本发明的圆形气化器1的整体前视图，该气化器具有固态质团给送装置2和除灰系统4。

因此，显示了本发明的气化器1是圆形气化器，其配备有固态质团给送装置2(图1中所示)，其具有收集储箱5，该收集储箱通过螺旋给送器3连接到气化器1的底部9(图2)。应当注意固态质团给送装置2在气化器1的下面基本水平地7延伸，然后转动九十度基本竖直地延伸8，因此从气化器1的底部9的中心向气化器1进料。固态质团给送装置2在水平延伸部7中可以被套罩或者它可以是敞开槽。固态质团给送装置2被显示成由封闭螺旋给送器3的护罩6覆盖(图3)。

如果是林业产品，固体材料首先被粉碎或切碎，使得它将容易流动和点火。如果成片材料在任何尺度上至多为3英寸或以下，通常该碎材料最容易被处理。如果固体材料是鸡褥草或火鸡褥草，则不需要切碎。

图2是本发明的圆形气化器的放大前视图，显示了气化器1、螺旋给送器3、护罩6、水平延伸部7和竖直延伸部8。气化器本身组合地包括外壳10，该外壳具有由外壳10的通常被显示成12的下部分支撑的圆形侧壁11。圆形侧壁11附连到通常被标识成13的上部分。外壳10顶上装有顶部14，顶部14由圆形侧壁11支撑并且与其一体化。

在图3中显示了通过顶部14的排出口15，该出口用于排出来自本发明的方法的合成气。也显示了感测装置16，该感测装置定位在开口17上(如图3中所示)。感测装置16是雷达，该雷达用于监视图3中所示的固态质团18的顶部。为了图解目的，仅仅显示了一个这样的装置16，但是使用一个以上这样的装置16也在本发明的范围内，并且优选的是在气化器上使用至少三个这样的装置16，更优选的是使用至少五个这样的装置16，原因是固态质团堆18的高度对于提供无颗粒、高品质合成气是关键的。在图4中显示了装置16的构造的细节并且在图3中显示了它可以怎样定位在气化器1上。

堆高度的控制对于燃烧控制和气态可燃物(即“生产气”)的释放是非常关键的。给送锥(一个或多个)25和竖直螺旋推送器(一个或多个)被设计成提供具有宽裕深度的堆，并且其具有大体平坦的上周边。该平坦的、平顶状的上表面在60-70％的底板区域上延伸，大体填充气化器1的下部分，并且邻近壁11向下急剧渐缩。被称为休止角的该向下锥度取决于使用的燃料的类型。平坦燃料堆是获得均匀燃烧而没有桥接的关键。该平坦配置导致均匀的堆深度，这又导致堆18内的均匀气压，因此最小化堆的沟道效应。保持堆深度是非常重要的。大约6英寸或以上的灰保持在堆的活跃燃烧部分之下以防止给送锥25和除灰系统4热损伤。

当气化器1中的18中的给送材料移动到给送锥25到达质团的中心和顶部时，它变得越来越热，这种材料和燃烧产物中的易挥发成分开始从堆的表面消散，部分地借助于这种材料上升的气体。当堆18中的给送材料失去越来越多的易挥发和热解成分时，它将开始形成高分子量含碳衍生物并且焦化直到它最终暴露于气化器1内部的完全工作温度。该材料通常水平向外移动，然后朝着外壁和下底板向下移动，在那里它通过用于更完全反应的风口阵列32和34暴露于进一步的氧化剂，在这时这种给送材料的所有有机成分将气化并且将作为可燃物(合成气)的不完全氧化气态流出物经过气化器1，所述流出物通过隔热排出管道52离开气化器1。在燃料堆上方以及在排出管道之外的流出物的速度保持低，从而减少颗粒携带。

在本发明的范围内可以预见通过装配在气化器1和60上的相应风口将空气改良的废气(氧化气体)，蒸汽改良的环境空气或蒸汽改良的纯氧气提供给燃烧堆18和71。

通过监视和控制气化器1内的燃料堆高度监视和控制进入气化器1中的给送速度。提供未显示的合适设备从而以堆18的高度中的给送材料的顶部的高度为函数控制通过给送组件将给送材料输送到气化器1中的速度以将这样的高度保持在基本恒定的数值，由此将给送材料的堆18保持在基本不变的形状。

参考图4，显示了圆形气化器1的顶部14，雷达装置16安装在该顶部上。装置16容纳在敞开外壳21中并且由可调节紧固件19支撑，并且能够在旋转紧固件20上调节角度使得气化器1的内部的固态质团18的轮廓可以被感测。在其外壳21中的装置16安装在非金属板22上。板22必须是非金属的使得装置16可以扫描到气化器1的内部并且感测固态质团堆18的顶部。应当注意气化器中的开口仅仅是金属覆层中的开口，而不是穿过包含在内部的耐火砖的开口。

当固态质团堆18燃烧时，它产生一定量的灰，所述灰必须从气化器1去除。所以，至少一个沟道24设在气化器底板中，构成以一个或多个用于去除灰和燃烧残余物以及用于控制“移动灰床”炉膛的高度的装置。最合适的装置是图3中所示的螺旋推送器26(仅仅是端视图)。在图2和3中，有两个沟道24，下面将描述的中心定位的给送锥25的每侧有一个。在沟道24中的灰的螺旋推送器26朝着合适地位于沟道24的末端或底部的释放点27移动灰。沟道24连接到合适地设计用于进一步处置灰的储箱或输送器(参见图1)。所述连接是标准连接并且在这里未被显示。

灰的形成在气化器1中产生无底板炉膛，燃烧的固态质团堆18位于其上。通过间歇地或连续地除灰，产生了基本上是本发明的无底板炉膛30的“移动灰床”。

备选地，产生炉膛30的“移动灰床”水平的控制以及灰的去除可以通过在整个底板上或其一部分上、从被视为最适合于“移动灰床”炉膛30的尺度和形状的气化器的一侧到另一侧或从一端到另一端移动的一个输送器或多个输送器实现，或者备选地，一组或多组倾卸炉篦可以被插入“移动灰床”炉膛30下方以便于控制除灰。

当林业产品用作进料时对于本发明来说优选的是胡椒磨炉篦40除灰系统(参见图7，该图是图3的截除部分，部分80)。胡椒磨炉篦40在本领域中是公知的并且由平金属板39组成，所述金属板穿有多个孔41以允许灰通过它掉落。可移动炉篦42在平板39的顶上，在一部分时间基本覆盖部分孔41并且允许其他的孔41打开。炉篦42也穿有孔43。当炉篦42大体以振动运动方式运动时，导致灰通过孔43掉落到下面的滞留池29中，螺旋推送器26然后将灰移动到一端27，在那里它移出滞留池29进入输送系统(参见图1)以用于输送远离气化器1。

在图14中显示了在这里公开的本发明的另一炉篦系统84，该炉篦系统类似于胡椒磨炉篦。图14是本发明的气化器1的侧视图，其中侧部敞开以显示炉篦系统84。炉篦系统84由在气化器1的底部处的两个炉篦环85和86(参见图15)组成。底部炉篦85是固定的并且它具有方形开口87，所述方形开口大约宽为8英寸，长为20英寸。顶部炉篦86是可移动的，也就是说，由两个(未显示)液压汽缸致动，所述液压汽缸具有大约8英寸的最大冲程。由于炉篦是圆形的，该冲程旋转炉篦。顶部炉篦86也具有方形开口88。液压汽缸伸举顶部炉篦86使得它对准方形开口87和88，并且在返回冲程使所述开口不对准，从而覆盖底部开口87。

顶部炉篦86具有安装在它的顶上的楔板89。这些板89以这样的方式被安装使得当顶部炉篦86朝着开口88旋转时，楔板89在它们的前面的灰朝着底部炉篦85中的开口87推动。楔板89的移动和高度保证了从堆的底部可测量地和恒定地除灰，防止灰在灰炉篦开口之上桥接。当灰的底层被释放时，灰和来自上面的未燃烧碳的混合物落下。当碳燃烧时，灰释放热电偶附近的处理温度变得更高，指示系统必须等待下一次卸灰。

当碳越来越多地燃烧并且分解时，气化器的底部变得越来越冷，指示灰仅仅留在气化器的底部并且到了需要重新卸灰的时候了。

给送锥25的区段的一部分被显示成装在炉篦42的顶上。炉篦42装在平板39的顶上。在炉篦42的一个边缘44处设有销45，其将炉篦42附连到平板39，并且炉篦42部分地围绕销45摆动使得炉篦42以振动运动运动。炉篦42的摆动运动移动堆在炉篦42和平台39上的灰并且灰通过孔41和43掉入下面的储箱中。还显示了底部风口34。

当进入气化器1中的给送材料是软的、易燃的材料例如鸡褥草、火鸡褥草或塑料等等时，在本发明的范围内优选的是消除胡椒磨炉篦系统。

如先前所述，气化器1具有中心定位的给送锥25，所述给送锥沿着室的中心线布置并且突出到“移动灰床”炉膛30的总体高度之上。给送锥25由从下面竖直进入的单组或两组燃料给送螺旋推送器31服务。

对于图2和3中所示的圆形气化器1来说给送锥25是圆形的(参见图5和5A)，对于下面所述的块状类型的气化器来说给送锥25是方形的或矩形的(参见图6和6A)。

在本发明的范围内可以预见将给送锥25用作单件，也就是整体物品，例如分别在图5A和6A中所示的那些。然而，优选的是给送锥25如图5和6中所示被分割使得它们可以更容易地移进和移出气化器1以进行服务、维护和修理。分段给送锥25可以简单地彼此相邻固定就位，或者它们可以用灰泥结合在一起，或胶粘在一起以将它们固定就位。显然，图5A和6A中所示的分段给送锥25是在下面所述的可移动给送锥中使用的那些。

当在气化器中使用时在本发明的范围内也可以预见：这样的给送锥25用作不可移动物品。然而，对于本发明来说优选的是给送锥25是可移动的，也就是说能够在气化器1内以部分圆形运动的方式运动，使得它们振动。(参见图5和6)。可移动给送锥25的目的是用于通过燃烧固态质团堆18均匀地提供氧化气体，使得可以避免产生气体通道。锥的定期运动将防止氧化气体在气体源和堆的表面之间烧孔。

在气化器中，部分主要方法是这样的方法，其中在施加氧化剂的情况下不足化学计量地进行燃烧，在本发明中所述氧化剂是与预定部分的新鲜空气混合的废气，其中固态有机材料在预定速度下连续地或间歇地被输送到气化器1以保持气化器中的固态有机材料的质团，进一步地其中氧化剂被连续添加到气化器1以连续气化质团中的固态有机材料，并且更进一步地固态残余物(不可燃物)被输送到气化器之外。氧化剂通过一组或多组合适的管道被施予，所述管道连接到位于给送锥25内、周围和之间的喷嘴(优选风口和注入点)，并且连接到在气化器1的周壁中的一列或一排喷嘴和/或风口。

因此在图3中显示了上风口32和下风口33以及在锥25中的底部风口34，所有这些风口用于方便空气改良的废气移动到气化器1并进入燃烧的固态质团18中。上风口32通过共用歧管35进料并且下风口33也通过共用歧管36进料。风口32通过给送管37联结到歧管35并且风口33通过给送管38联结到歧管36。

从图2和3可以观察到，歧管35和36从通常由48表示的废气返回系统进料，所述废气返回系统由管道49和空气马达50组成。空气马达的入口51附连到系统60(图1)以用于将新鲜空气改良的废气供应给空气马达50。

气化器1配备有开口15以用于通过该方法产生的合成气的运动。开口15具有顶装在其上的固定装置52以允许附连用于处理合成气的部件，所述部件将在下面被描述。

用于确定气化器1内的不可燃物的量的装置位于气化器1的外壳10的下部分中。因此探头53可以用于监视由累积灰的上部高度限定的移动灰床的高度水平。作为探头53的例子，使用成对的热敏元件，所述热敏元件一个被定位在另一个之上，充分被间隔使得移动灰床的高度水平将在它们之间，并且能够由操作时在移动灰床上方的材料的温差和温度表征。所述温差然后将是偏置，所述偏置将指示控制探头之间的移动灰床的高度水平所需的螺旋推送器26的移动程度。在该表示中，假设围绕室的周边，气化器1配备有通过开口55插入的多组探头53，并且探头53的输入数据的平均值将确定螺旋推送器26的运动。

用于气化器的底板57位于气化器1的下部分12中，底板57具有顶表面和底表面。底板57具有至少一个开口，通过所述开口允许固态有机材料进入气化器1的内部。

为了在开动时将气化器1带到操作状态，给送组件3被致动以在在底部9上方在“移动灰床”的准备形成过程中在气化器1中形成给送材料堆18。给送材料堆18被点火。为了便于将给送材料堆18提升到它的正常操作温度，燃料油或其他易燃辅助燃料可以被添加到其中。作为例子，这可以通过设在气化器1的壁中的开口54手动完成。

当氧化进行并且温度升高时固态质团18将热解并且气化。在不足燃烧中产生的气体通过燃烧堆被筛分到燃烧堆18的上部分中，上堆18充当颗粒材料的过滤器。重要的是在堆18下方进行固态质团的燃烧。燃烧产物通过堆18上升并且由于水的潜热吸收能量而冷却。当燃料进来时，它被热解并且燃料湿气和易挥发烃与不易挥发成分分离。这些过程由从固定碳的燃烧产生的热气体驱动，所述燃烧在堆18下方发生。

堆的适度缓慢燃烧的下部分将用于建立静止氧化区，由此最小化颗粒物质和飞尘的夹带。具有可燃气体态成分最大化和颗粒物质最小化的合成气是本发明的一个关键目标。

现在参考图8和图9，图8是块状类型的气化器60的整体前视图，图9是通过线B-B的图8的气化器60的整体横截面图，气化器60由四个竖直侧壁61限定，赋予室方形或矩形横截面并且形成封闭体62(图9)，该封闭体具有不规则形状的底部63并且在它的顶上具有顶部64，所述顶部在横截面上可以是拱形的、渐缩的或平坦的或它们的任何组合。

壁61由多个层构成。在优选实施例、图10A中，最内层65是耐高温型耐火材料的绝热层，所述绝热层能够耐受将在气化器60内形成的高温，例如在大约2300℉至大约2500℉范围内的温度，并且能够耐受操作温度变化以及由输送到气化器60的生物质给送材料的氧化产生的气态材料的腐蚀、侵蚀效应。壁61也可以在壁层65的外侧包括绝热层66以进一步防止通过气化器60的壁61的热损失。作为例子，绝热层66可以是绝热耐火砖、绝热块或绝热毡的单层。壁61的外壳体是金属片例如钢板的结构层或罩67，其是气密的并且为壁提供必要的强度和刚性。

壁61的第二实施例在图10B中示出，其中未使用绝热层66，并且空层或空间58设在耐火最内层65和钢罩67之间。填充空层68的空气充当耐火层65和钢罩67之间的绝热体。该暖空气也可以用作预热空气源以注入气化器60以及回收和再生设备96和98中。

进一步关于图8和9，来自于储料器组件(未显示)的生物质给送材料从气化器60下方通过沿着气化器60的底部63的中心线定位的至少一个给送锥59被引入气化器60中。在正常操作状态期间，给送材料上升到给送锥(一个或多个)59的顶部之上并且停靠在炉膛70上。炉膛70由灰和其他固态燃烧残余物构成，直到它形成这种材料堆71，这是气化器60的正常或平衡状态。该自生成炉膛70是“移动灰床”配置，也就是本发明的关键部分，并且其在前面已关于气化器1进行了描述。当初次氧化进行时，该床继续升高并且灰必须以与其形成速度基本相同的速度被去除以保持适当的燃料堆高度。

与前面所述的气化器1中相同，堆高度的控制对于燃烧控制和气态可燃物的释放来说是重要的。前面所述的用于气化器1的原理同样很好地适用于气化器60并且在这里将不再重复。

参考图8和9，显示了排出管道69并且它们被定位成使得它通过顶部64给气化器60进行排泄。应当注意的是现有技术的块状气化器需要用于产生气体的出口必须通过侧壁以最小化与气体一起的颗粒材料流。优选地，侧壁61设在这样的高度，其允许任何空气运送颗粒落回堆71而不是通过管道69排出。排出管道69在气化器60内的定位可以如图8或9中所示，并且可以是倾斜的或竖直的，并且被选择成可行和适合于特定应用。

与前面的气化器1中相同，氧化剂通过一组或多组合适的管道被施予，所述管道连接到位于给送锥59内、周围和之间的喷嘴(优选风口和注入点)，并且连接到在气化器1的周壁中的一列或一排喷嘴和/或风口。

因此在图8和9中显示了上风口73和下风口74以及在锥59中的底部风口75，所有这些风口用于方便空气改良的废气移动到气化器60并进入燃烧固态质团71中。上风口73通过共用歧管76进料并且下风口74也通过共用歧管77进料。风口73通过给送管78联结到歧管76并且风口74通过给送管79联结到歧管77。正如气化器1的风口那样，本发明的风口要么打开要么关闭，并且是不可调节的。

在图2中也可以观察到在图8和9中所示的气化器60中有用的改良废气返回系统，并且该系统在气化器60中是适合的和有用的。图8和9的歧管76和77从如图8中所示的通常用48表示的废气返回系统进料，所述废气返回系统由管道49和新鲜空气马达50组成。空气马达的入口51附连到系统60(图1)以用于将新鲜空气改良的废气供应给空气马达50。新鲜空气改良的废气从烟囱运动到气化器的细节在下面进行详细阐述。

应当注意的是气化器(图3)的下部分12的上部和上部分13的下部对现有技术的装置的改良在于气化器60的内部有缩窄结构80。该缩窄结构80形成在防火墙砖65中，或者它可以由以一个角度固定在耐火砖65中的板形成。该缩窄结构80的目的是减慢生产气向上流动，这导致另一方法，通过所述方法颗粒材料不会倾向于到达排出口69。

使用如前面所述的相同雷达装置16通过监视和控制气化器60内的燃料堆高度监视和控制进入气化器60中的给送速度。提供未显示的合适设备以堆71的高度中的给送材料的顶部的高度为函数控制通过给送组件将给送材料输送到气化器60中的速度以将这样的高度保持在基本恒定的数值，并且由此将给送材料的堆71保持在基本不变的尺寸。

现在参考图11，显示了块状气化器60的顶部64的放大图，该图显示了位于顶部64上的合成气的两个排出口69。也显示了雷达装置16放置在顶部64上，在两个排出口69之间。虚线84示出了进入气化器1的内部的雷达16的波束。图12显示了顶部64和顶部64的壁的缩窄结构。因此显示了外部或钢壁67、绝热层66和内部耐火砖壁65。部件82是凸缘，该凸缘用于将顶部装配到气化器60的侧壁。

图13是如图8中所示的块状气化器的灰处理系统的细节的横截面图。显示了灰处理系统81包括可拆卸的胡椒磨炉篦42、在收集储箱和保持储箱29中的螺齿增加的灰螺旋推送器和可铸造风口板83。也显示了居中的给送锥59的出口。

现在参考图1A和1B和本发明的“系统”的描述，显示了本发明的气化器1的示意图及其与组成系统的各种部件的互连，其中五边形中的数字是如下面所述的系统的流动路径和各种部件。

因此，在图1A和1B中显示了气化器1，使用螺旋给送器3对该气化器给送固体材料2。也显示了除灰系统4。由固体材料2的热解和气化产生的合成气90通过排出口15排出气化器1并且进入合成气燃烧器91和进入合成气吹风器92。合成气90由抽风控制器93控制。合成气燃烧器91的燃烧借助于将空气95提供给合成气燃烧器91的燃烧空气吹风器94进行。

合成气90在大约500℉至大约600℉的温度下被提供给合成气燃烧器91并且处于不足空气状态。系统的该部分是该类型的气化器系统独有的，原因在于来自现有技术的装置的空气的正常温度在1200℉至1400℉的范围内，并且在现有技术的系统中，该空气不是“不足空气”，并且在现有技术的空气可以被使用之前，它必须被冷却和压缩，这意味着在现有技术的过程中必须向系统增加附加和昂贵的设备。在被加热空气97被提供给低NOx氧化器96之前，合成气燃烧器91将合成气90加热和燃烧到范围在1200℉至1400℉的温度。

在进一步的实施例中，合成气90可以使用合成气吹风器99提供给干燥器98，所述合成气吹风器将合成气90移动到喷嘴混合合成气燃烧器100。其后合成气90通过喷嘴混合合成气燃烧器100移动到干燥器98中。来自干燥器98的被加热空气(大约2200℉)移动到低NOx氧化器96并且与来自合成气燃烧器91的不足空气组合。

通过使被加热空气101经过热交换器102(参见图1B)，并且也使被加热空气103与使用预热燃烧空气吹风器104正流入喷嘴混合合成气燃烧器100中的被加热周围空气105以及直接流入106干燥器98中的来自热交换器102的附加被加热空气101混合，帮助干燥器98中的被加热空气的加热和移动。

来自干燥器98的被加热空气107被给送到低NOx氧化器96中并且在其中与正被给送到低NOx氧化器96的顶部中的空气97混合。使用燃烧/回火空气风扇109，通过歧管110和风口(未显示)向低NOx氧化器96给送周围空气108，排出低NOx氧化器96的空气111在大约2000℉这样做并且传到图1B中所示的热交换器102。

现在参考图1B，显示了热交换器102，被加热空气111进入其中，然后交换空气112在大约1400℉下传到金属热交换器113，由于空气112的较低温度，因此可以使用金属热交换器113。空气114移动到热交换器102，并且被加热空气在热交换器102中用于交换。通过使用空气吹风器125引入新鲜空气124帮助空气114的移动。

具有范围在大约400℉至1200℉的温度的交换空气是传回干燥器98的空气101。空气101必须偶尔被排放以便控制空气101的温度和压力并且这以116表示。

来自金属热交换器113的热交换空气127在它进入烟囱117之前移动到引入抽风扇115。在空气排出122烟囱117之前，废气120的一部分从烟囱117收回并且移动到废气喷射器118，这借助于引入式抽风扇119进行。在这一点处，新鲜空气128被引入并且与废气120混合，这就是用新鲜空气121改良的废气，其作为用于气化器1中的氧化气体返回到气化器1。在图1B中也显示了采样端口129。

Claims (38)

1.一种用于气化固态有机材料的气化器，其组合地包括：

(I)外壳，所述外壳具有下部分和上部分；

(II)所述外壳具有由所述下部分支撑并且附连到所述上部分的圆形侧壁；

(III)顶部，所述顶部由所述圆形侧壁支撑并且与其一体化；

(IV)设有用于排出合成气流出物的通过所述顶部的至少一个开口和用于一感测装置的至少一个开口；

(V)用于从所述气化器移走合成气的装置，其位于所述顶部开口处并且与所述顶部开口连接；

(VI)用于感测包含在所述外壳中的任何固态有机材料的任何质团的高度的至少一个装置，其位于所述感测装置开口处并且与所述感测装置开口关联，所述感测装置是雷达装置，该雷达装置安装在任何感测装置开口上并且装在覆盖所述开口的非金属板的顶上；

(VII)用于支撑确定所述气化器内的不可燃物的量的装置的至少一个开口，其位于下外壳中；

(VIII)用于确定所述气化器内的不可燃物的量的至少一个装置，其位于所述外壳的下部分处并与所述外壳的下部分连接，并且在(VII)的开口内；

(IX)用于支撑将氧化气体提供给固态有机材料的至少一个装置的至少一个开口，其位于所述圆形壁中，所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的再循环废气；

(X)用于将氧化气体提供给固态有机材料的装置，其位于所述氧化气体开口处并且与所述氧化气体开口连接；

(XI)用于所述气化器的底板，其位于所述气化器的下部分中，所述底板具有顶表面和底表面，所述底板具有至少一个开口，通过该开口允许固态有机材料进入所述气化器的内部，其中所述底板的顶表面在每个底板开口的外部具有滞留壁以形成滞留池，从而将固态有机材料滞留在所述气化器的下部分中以形成无底板炉膛；

(XII)用于将固态有机材料移动通过所述底板开口并移到所述气化器中的装置；

(XIII)用于给固态有机材料的下侧提供锥形结构并保持该锥形结构的装置；

(XIV)在所述气化器的下部分中允许不可燃物移出所述气化器的至少一个开口；

(XV)在所述滞留池中用于从所述气化器去除不可燃材料的装置；

(XVI)用于所述气化器内的固态有机材料的质团的量的控制和监视器以及用于所述气化器中的不可燃物的量的控制和监视器，所述质团的控制和所述不可燃物的控制互相关联。

2.一种用于气化固态有机材料的气化器，其组合地包括：

(I)外壳，所述外壳具有下部分和上部分；

(II)所述外壳具有由所述下部分支撑并且附连到所述上部分的四个侧壁；

(III)顶部，所述顶部由所述四个侧壁支撑并且与其一体化；

(IV)设有用于排出合成气流出物的通过所述顶部的至少一个开口和用于感测装置的通过所述顶部的至少一个开口；

(V)用于从所述气化器移走合成气流出物的装置，其位于所述顶部开口处并且与之连接；

(VI)用于感测包含在所述外壳中的任何固态有机材料的任何质团的高度的至少一个装置，其位于所述感测装置开口处并且与所述感测装置开口关联，所述感测装置是雷达装置，该雷达装置安装在任何感测装置开口上并且装在覆盖所述开口的非金属板的顶上；

(VII)用于支撑确定所述气化器内的不可燃物的量的装置的至少一个开口，其位于下外壳中；

(VIII)用于确定所述气化器内的不可燃物的量的至少一个装置，其位于所述外壳的下部分并与之连接，并且在(VII)的开口内；

(IX)用于支撑将氧化气体提供给固态有机材料的至少一个装置的至少一个开口，其位于所述侧壁中，所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的再循环废气；

(X)用于将氧化气体提供给固态有机材料的装置，其位于所述氧化气体开口处并且与之连接；

(XI)用于所述气化器的底板，其位于所述气化器的下部分中，所述底板具有顶表面和底表面，所述底板具有至少一个开口，通过该开口允许固态有机材料进入所述气化器的内部，其中所述底板的顶表面在每个底板开口的外部具有滞留壁以形成滞留池，从而将固态有机材料滞留在所述气化器的下部分中以形成无底板炉膛；

(XII)用于将固态有机材料移动通过所述底板开口并移到所述气化器中的装置；

(XIII)用于给固态有机材料的下侧提供锥形结构并保持该锥形结构的装置；

(XIV)用于在所述滞留池上方加热固态有机材料的装置；

(XV)在所述气化器的下部分中允许不可燃物移出所述气化器的至少一个开口；

(XVI)在所述滞留池中用于从所述气化器去除不可燃材料的装置；

(XVII)用于所述气化器内的固态有机材料的质团的量的控制和监视器以及用于所述气化器中的不可燃物的量的控制和监视器，所述质团控制和所述不可燃物控制互相关联。

3.根据权利要求1所述的气化器，其中滞留池中的所述装置是安装在至少一个螺旋推送器顶上的胡椒磨炉篦。

4.根据权利要求2所述的气化器，其中滞留池中的所述装置是顶装在至少一个螺旋推送器上的胡椒磨炉篦。

5.根据权利要求1所述的气化器，其中用于给固态有机材料的下侧提供锥形结构并保持该锥形结构的所述装置在所述气化器的使用期间是不能够移动的。

6.根据权利要求2所述的气化器，其中用于给固态有机材料的下侧提供锥形结构并保持该锥形结构的所述装置是不能够移动的。

7.根据权利要求1所述的气化器，其中用于给固态有机材料的下侧提供锥形结构并保持该锥形结构的所述装置在所述气化器的使用期间是能够移动的。

8.根据权利要求2所述的气化器，其中用于给固态有机材料的下侧提供锥形结构并保持该锥形结构的所述装置在所述气化器的使用期间是能够移动的。

9.根据权利要求1所述的气化器，其中用于将氧化气体提供给固态有机材料的每个装置是风口。

10.根据权利要求2所述的气化器，其中用于将氧化气体提供给固态有机材料的每个装置是风口。

11.根据权利要求11所述的气化器，其中从共用歧管给共线的每个风口提供氧化气体。

12.根据权利要求12所述的气化器，其中从共用歧管给共线的每个风口提供氧化气体。

13.根据权利要求11所述的气化器，其中从一烟囱给共用歧管提供氧化气体，所述烟囱位于所述气化器正在其中操作的系统中，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气。

14.根据权利要求12所述的气化器，其中从一烟囱给共用歧管提供氧化气体，所述烟囱位于所述气化器正在其中操作的系统中，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气。

15.根据权利要求13所述的气化器，其中共线的风口设置成使得风口面围绕所述气化器的外壳。

16.根据权利要求15所述的气化器，其中共线的风口设置成使得风口面限定所述气化器的外壳的外表面。

17.根据权利要求15所述的气化器，其中在所述气化器中的任何燃烧活动上方设置至少一条共线的风口并且在所述气化器中的任何燃烧活动下方设置至少一条共线的风口。

18.根据权利要求16所述的气化器，在所述气化器中的任何燃烧活动上方设置至少一条共线的风口并且在所述气化器中的任何燃烧活动下方设置至少一条共线的风口。

19.根据权利要求1所述的气化器，其中所述锥形结构带有形成于内表面中的至少一个阵列的风口并且带有形成于外表面中的至少一个阵列的风口。

20.根据权利要求2所述的气化器，其中所述锥形结构带有形成于内表面中的至少一个阵列的风口并且带有形成于外表面中的至少一个阵列的风口。

21.一种气化固态有机材料以产生气态流出物和固态残余物的方法，所述方法包括：

(I)提供固态有机材料的供应；

(II)提供根据权利要求1所述的气化器；

(III)从所述气化器的下部分向上将来自(I)的固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团；

(IV)加热所述气化器中的固态有机材料，同时将氧化气体提供给所述气化器，以提供气态流出物，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气；

(V)在所述气化器内提供流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料迁移、混合和反应，其中由此形成的合成气从所述气化器被向外输送；

(VI)将任何不可燃固体输送到所述气化器之外。

22.一种气化固态有机材料以产生气态流出物和固态残余物的方法，所述方法包括：

(I)提供固态有机材料的供应；

(II)提供根据权利要求2所述的气化器；

(III)从所述气化器的下部分向上将来自(I)的固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团；

(IV)加热所述气化器中的固态有机材料，同时将氧化气体提供给所述气化器，以提供气态流出物，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气；

(V)在所述气化器内提供流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料迁移、混合和反应，其中由此形成的合成气从所述气化器被向外输送；

(VI)将任何不可燃固体输送到所述气化器之外。

23.一种用于气化固态有机材料的气化器，其组合地包括：

(I)外壳，所述外壳具有带上部的下部分和带底部的上部分；

(II)所述外壳具有由所述下部分支撑并且附连到所述上部分的圆形侧壁，所述圆形侧壁具有缩窄部分，在所述缩窄部分处，所述下部分的上部和所述上部分的底部会合并且联接；

(III)顶部，所述顶部由所述圆形侧壁支撑并且与其一体化；

(IV)设有用于排出合成气流出物的通过所述顶部的至少一个开口和用于感测装置的至少一个开口；

(V)用于从所述气化器移走合成气流出物的装置，其位于所述顶部开口处并且与之连接；

(VI)用于感测包含在所述外壳中的任何固态有机材料的任何质团的高度的至少一个装置，其位于所述感测装置开口处并且与所述感测装置开口关联，所述感测装置是雷达装置，该雷达装置安装在任何感测装置开口上并且装在覆盖所述开口的非金属板的顶上；

(VII)用于支撑确定所述气化器内的不可燃物的量的装置的至少一个开口，其位于下外壳中；

(VIII)用于确定所述气化器内的不可燃物的量的至少一个装置，其位于所述外壳的下部分处并与之连接，并且在(VII)的开口内；

(IX)用于支撑将氧化气体提供给固态有机材料的至少一个装置的至少一个开口，其位于所述圆形侧壁中，所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的再循环废气；

(X)用于将氧化气体提供给固态有机材料的装置，其位于所述氧化气体开口处并且与之连接；

(XI)用于所述气化器的底板，其位于所述气化器的下部分中，所述底板具有顶表面和底表面，所述底板具有至少一个开口，通过所述开口允许固态有机材料进入所述气化器的内部，其中所述底板的顶表面在每个底板开口的外部具有滞留壁以形成滞留池，从而将固态有机材料滞留在所述气化器的下部分中以形成无底板炉膛；

(XII)用于将固态有机材料移动通过所述底板开口并移到所述气化器中的装置；

(XIII)用于给固态有机材料的下侧提供锥形结构并保持该锥形结构的装置；

(XIV)用于在所述滞留池上方加热固态有机材料的装置；

(XV)在所述气化器的下部分中允许不可燃物移动到所述气化器之外的至少一个开口；

(XVI)在所述滞留池中用于从所述气化器去除不可燃材料的装置；

(XVII)用于所述气化器内的固态有机材料的质团的量的控制和监视器以及用于所述气化器中的不可燃物的量的控制和监视器，所述质团控制和所述不可燃物控制互相关联。

24.一种用于气化固态有机材料的气化器，其组合地包括：

(I)外壳，所述外壳具有带上部的下部分和带底部的上部分；

(II)所述外壳具有由所述下部分支撑并且附连到所述上部分的四个侧壁；所述侧壁具有缩窄部分，在所述缩窄部分处，所述下部分的上部和所述上部分的底部会合并且联接；

(III)顶部，所述顶部由所述四个侧壁支撑并且与其一体化；

(IV)设有用于排出合成气流出物的通过所述顶部的至少一个开口和用于感测装置的通过所述顶部的至少一个开口；

(V)用于从所述气化器移走合成气流出物的装置，其位于所述顶部开口处并且与之连接；

(VI)用于感测包含在所述外壳中的任何固态有机材料的任何质团的高度的至少一个装置，其位于所述感测装置开口处并且与之关联，所述感测装置是雷达装置，该雷达装置安装在任何感测装置开口上并且装在覆盖所述开口的非金属板的顶上；

(VII)用于支撑确定所述气化器内的不可燃物的量的装置的至少一个开口，其位于下外壳中；

(VIII)用于确定所述气化器内的不可燃物的量的至少一个装置，其位于所述外壳的下部分处并与之连接，并且在(VII)的开口内；

(IX)用于支撑将氧化气体提供给固态有机材料的至少一个装置的至少一个开口，其位于所述侧壁中，所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的再循环废气；

(X)用于将氧化气体提供给固态有机材料的装置，其位于所述氧化气体开口处并且与之连接；

(XI)用于所述气化器的底板，其位于所述气化器的下部分中，所述底板具有顶表面和底表面，所述底板具有至少一个开口，通过所述开口允许固态有机材料进入所述气化器的内部，其中所述底板的顶表面在每个底板开口的外部具有滞留壁以形成滞留池，从而将固态有机材料滞留在所述气化器的下部分中以形成无底板炉膛；

(XII)用于将固态有机材料移动通过所述底板开口并移到所述气化器中的装置；

(XIII)用于给固态有机材料的下侧提供锥形结构并保持该锥形结构的装置；

(XIV)用于在所述滞留池之上加热固态有机材料的装置；

(XV)在所述气化器的下部分中允许不可燃物移动到所述气化器之外的至少一个开口；

(XVI)在所述滞留池中用于从所述气化器去除不可燃材料的装置；

(XVII)用于所述气化器内的固态有机材料的质团的量的控制和监视器以及用于所述气化器中的不可燃物的量的控制和监视器，所述质团控制和所述不可燃物控制互相关联。

25.一种用于气化固态废料的系统，所述系统组合地包括：

(A)根据权利要求1所述的气化器；

(B)至少一个氧化器，和

(C)至少一个热回收装置。

26.根据权利要求25所述的系统，其中所述系统另外具有一种装置，该装置用于移动来自所述系统的烟囱的废气、使所述废气与引入的新鲜空气混合以及将所述废气和新鲜空气的组合物移动到所述气化器。

27.一种用于气化固态废料的系统，所述系统组合地包括：

(A)根据权利要求2所述的气化器；

(B)至少一个氧化器，和

(C)至少一个热回收装置。

28.根据权利要求27所述的系统，其中所述系统另外具有一种装置，该装置用于移动来自所述系统的烟囱的废气、使所述废气与引入的新鲜空气混合以及将所述废气和新鲜空气的组合物移动到所述气化器。

29.一种用于气化固态废料的系统，所述系统组合地包括：

(A)根据权利要求23所述的气化器；

(B)至少一个氧化器，和

(C)至少一个热回收装置。

30.根据权利要求29所述的系统，其中所述系统另外具有一种装置，该装置用于移动来自所述系统的烟囱的废气、使所述废气与引入的新鲜空气混合以及将所述废气和新鲜空气的组合物移动到所述气化器。

31.一种用于气化固态废料的系统，所述系统组合地包括：

(A)根据权利要求2所述的气化器；

(B)至少一个氧化器，和

(C)至少一个热回收装置。

32.根据权利要求31所述的系统，其中所述系统另外具有一种装置，该装置用于移动来自所述系统的烟囱的废气、使所述废气与引入的新鲜空气混合以及将所述废气和新鲜空气的组合物移动到所述气化器。

33.一种气化固态有机材料以产生气态流出物和固态残余物的方法，所述方法包括：

(I)提供固态有机材料的供应；

(II)提供根据权利要求24所述的气化器；

(III)从所述气化器的下部分向上将来自(I)的固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团；

(IV)加热所述气化器中的固态有机材料，同时将氧化气体提供给所述气化器，以提供气态流出物，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气；

(V)在所述气化器内提供流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料迁移、混合和反应，其中由此形成的合成气从所述气化器被向外输送；

(VI)将任何不可燃固体输送到所述气化器之外。

34.一种气化固态有机材料以产生气态流出物和固态残余物的方法，所述方法包括：

(I)提供固态有机材料的供应；

(II)提供根据权利要求24所述的气化器；

(III)从所述气化器的下部分向上将来自(I)的固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团；

(IV)加热所述气化器中的固态有机材料，同时将氧化气体提供给所述气化器，以提供气态流出物，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气；

(V)在所述气化器内提供流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料迁移、混合和反应，其中由此形成的合成气从所述气化器向外被输送；

(VI)将任何不可燃固体输送到所述气化器之外。

35.一种产生合成气的方法，所述方法包括：

(I)提供固态有机材料的供应；

(II)提供根据权利要求1所述的气化器；

(III)从所述气化器的下部分向上将来自(I)的固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团；

(IV)加热所述气化器中的固态有机材料，同时将氧化气体提供给所述气化器，以提供合成气，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气；

(V)在所述气化器内提供流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料迁移、混合和反应，其中由此形成的合成气从所述气化器向外被输送；

(VI)将任何不可燃固体输送到所述气化器之外。

36.一种气化固态有机材料以产生合成气和固态残余物的方法，所述方法包括：

(I)提供固态有机材料的供应；

(II)提供根据权利要求2所述的气化器；

(III)从所述气化器的下部分向上将来自(I)的固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团；

(IV)加热所述气化器中的固态有机材料，同时将氧化气体提供给所述气化器，以提供合成气，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气；

(V)在所述气化器内提供流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料迁移、混合和反应，其中由此形成的合成气从所述气化器向外被输送；

(VI)将任何不可燃固体输送到所述气化器之外。

37.一种气化固态有机材料以产生合成气和固态残余物的方法，所述方法包括：

(I)提供固态有机材料的供应；

(II)提供根据权利要求24所述的气化器；

(III)从所述气化器的下部分向上将来自(I)的固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团；

(IV)加热所述气化器中的固态有机材料，同时将氧化气体提供给所述气化器，以提供合成气，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气；

(V)在所述气化器内提供流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料迁移、混合和反应，其中由此形成的合成气从所述气化器被向外输送；

(VI)将任何不可燃固体输送到所述气化器之外。

38.一种气化固态有机材料以产生合成气和固态残余物的方法，所述方法包括：

(I)提供固态有机材料的供应；

(II)提供根据权利要求24所述的气化器；

(III)从所述气化器的下部分向上将来自(I)的固态有机材料引入所述气化器中以在所述气化器中提供固态有机材料的质团；

(IV)加热所述气化器中的固态有机材料，同时将氧化气体提供给所述气化器，以提供合成气，所述氧化气体是来自位于所述气化器正在其中工作的系统中的烟囱的再循环废气，并且所述氧化气体是含有预定部分的新鲜空气的废气；

(V)在所述气化器内提供流出物流动路径以用于气态流出物的一部分通过被加热的固态有机材料迁移、混合和反应，其中由此形成的合成气从所述气化器被向外输送；

(VI)将任何不可燃固体输送到所述气化器之外。

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