CN109923192A - 用于制备生物炭的方法及其装置 - Google Patents

用于制备生物炭的方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109923192A
CN109923192A CN201780059240.0A CN201780059240A CN109923192A CN 109923192 A CN109923192 A CN 109923192A CN 201780059240 A CN201780059240 A CN 201780059240A CN 109923192 A CN109923192 A CN 109923192A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distiller
flue gas
reactor chamber
pyrolysis
raw material
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN201780059240.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109923192B (zh
Inventor
莱奥·席尔恩霍费尔
霍尔格·克努茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=59914488&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN109923192(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN109923192A publication Critical patent/CN109923192A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109923192B publication Critical patent/CN109923192B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge
    • C10B47/16—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge with indirect heating means both inside and outside the retorts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge
    • C10B47/06—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge in retorts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Coke Industry (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

用于制备生物炭的方法和装置，其中使位于蒸馏器(1)中的生物源原料(2)热解和使通过热解产生的可燃的热解气体燃烧，用于产生热烟气，其中将蒸馏器(1)时间上相继地引入至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)中并且借助烟气在所述反应器室中进行热解。在这种情况下，至少尽可能封闭蒸馏器(1)以防止热烟气进入，和位于蒸馏器(1)中的原料(2)的加热仅间接借助烟气通过蒸馏器(1)的加热进行。

Description

用于制备生物炭的方法及其装置
技术领域
本发明涉及用于制备生物炭的方法和装置，其中使位于蒸馏器中的生物源原料热解和使通过热解产生的可燃的热解气体燃烧以产生热烟气，其中将蒸馏器时间上相继地引入反应器室中并且借助烟气进行热解。
背景技术
热解是热转化过程，其中由有机原料在排除氧气的情况下产生热解气体和生物炭。原料热解时所处的温度为介于250℃与900℃之间。热解的持续时间为介于数分钟与数小时之间。
生物炭由林业和农业产品，特别是由木材制备，将其用作木炭、用作土壤改良剂、用作肥料载体、用作堆肥助剂、用作饲料添加剂、用作营养补充剂、用作制药工业中的原料和用作技术目的(例如用于过滤空气、水等)的原料。尤其是对于生物炭作为工业原料的用途而言，在生产时需要高质量和单独的批次的认证。
通过现代技术方法，可以将具有高达新鲜物质的50重量％的水含量的生物源原料热解成高品质的生物炭。在这些方法的情况下，使在热解时产生的热解气体燃烧。在这种情况下产生的热的一部分用于干燥和加热之后供应的生物源原料和辅助热解。将绝大部分热量用于加热目的，或者在热电联产电厂中用于联产电和热。
已知的是，通过连续运转的热解方法制备生物炭，其中将生物源原料连续地与热烟气加载至螺杆式反应器中。在这种方法中，在500℃至700℃的温度和在15min至45min范围内的停留时间进行原料的热解。将在这种情况下产生的热解气体例如在除尘器中净化，然后燃烧。由此产生的热烟气一方面用于加热反应器，另一方面借助热交换器用于能量获取。
然而，在该方法的情况下由于连续的材料生产量和穿过反应器的强烈的材料运动，出现强烈的粉尘排放，必须在热解气体燃烧之前和之后将其分离。另外，在该方法的情况下存在对粒化尺寸(Stückigkeit)和对原料的水含量的高要求。此外，由于连续运行方式，仅可能不充分地跟踪生产条件。
另外已知的是，将生物源原料分批放入蒸馏器中，所述蒸馏器分别单独用热烟气加载，以引发和辅助热解。由此在单独的批次中进行热解，其过程可以通过热烟气进行控制，由此可以进行所产生的生物炭的单个批次的质量控制。然而在该方法的情况下也存在烟气作用于由于它们在热解时吸收的气态或颗粒状排放物的有害物质的不利之处。该已知方法还不能摆脱不连续性的不利之处，因为不连续地进行原料的供应、热烟气的供给、经冷却的烟气的排出和所产生的生物炭的卸料。
蒸馏器方法的进一步发展将所产生的热解气体用于覆盖能量需求。在这些方法的情况下原料还必须满足关于粒化尺寸和水含量的限定的框架条件，因此需要用于材料分解和用于干燥的复杂的预备步骤。此外，通常必须将从蒸馏器离开的热解气体在其燃烧之前进行冷却，以分离出蒸馏产物，因为只有这样才可以使热解气体燃烧和用于加热反应器。这些另外的方法步骤提高了装置的复杂性并且通常还造成经污染的废水。
由WO 2010/132970 A1已知一种热解方法，其中将各个单独的蒸馏器引入热解室，其中使位于蒸馏器中的原料相继地经历干燥、加热和热解，以及另外在热解室中进行所产生的炭的冷却，接着将蒸馏器从热解室取出。同样根据该方法，其中在320℃至350℃的温度进行热解，原料在干燥以及加热期间和在热解期间间接地与来自热解气体燃烧的热烟气作用。为了能够连续运行，提供至少三个彼此独立的反应器室，其中同时在各个反应器室中进行干燥、热解和冷却。
使所产生的热解气体在燃烧器中燃烧并且将所产生的烟气与原料直接接触用于干燥和用于热解。另外，通过混合由干燥离开的热解气体进行温度调节。将干燥所不需要的热解气体经由烟囱输送出去。
该方法因此也是不利的，因为原料和所产生的炭的成分进入烟气中，之后必须将其滤出。因为另外还在反应器室中进行炭的冷却，由此出现大量热损失。此外因为通过注入水进行炭的冷却，所以不可能进行热回收。
发明内容
本发明的目的在于创造用于进行热解过程的方法或者装置，通过其避免了用于产生生物炭的已知的现有技术不能摆脱的不利之处。这根据本发明由此得以实现，至少尽可能封闭蒸馏器以防止热烟气进入，和位于蒸馏器中的原料的加热仅间接借助烟气通过蒸馏器的加热进行。
由此确保了没有处于炭化的不同阶段中的原料的成分到达烟气中，由此避免了因此所需的经冷却的烟气的净化，并且不发生会造成产物损失的原料的氧化。
与已知的热解方法相比，在这种情况下进行反应器室与至少一个热解气体燃烧器的直接结合，其中使所产生的热解气体立即燃烧并且将在此产生的热烟气连续用于加热反应器室。因为时间上错开地进行热解的多个蒸馏器位于装置中，所以实现了热解气体的连续流动。另外，蒸馏器以及通过热解产生的热解气体的加热在没有使热烟气与用于制备生物炭的原料或者热解气体接触的情况下间接地进行。
优选地，流入反应器室的热烟气或者从其中流出的经冷却的烟气和通过热解产生并且由反应器室流出的热解气体在反应器室中通过位于其中的分隔壁流至彼此分开的区域中。在这种情况下，可以将蒸馏器布置在至少一个反应器室中，另外可以使热解气体穿过围绕各个蒸馏器的环形空间输送至燃烧室，在所述燃烧室中产生烟气，将所述烟气输送至至少一个反应器室中，在其中通过烟气加热流出的热解气体和蒸馏器的外壁。另外，可以将烟气部分地输送至至少一个反应器室中以及部分地输送至至少一个热交换器。
优选地，在到至少一个反应器室的烟气的供给管线中和/或在来自至少一个反应器室的经冷却的烟气的排出管线中，借助调节设备控制烟气的流动。此外优选地，将从至少一个反应器室流出的经冷却的烟气部分地供应至在燃烧室中产生并且流至至少一个反应器室的烟气，由此在温度上控制在蒸馏器中进行的热解。
此外，将从至少一个反应器室流出的经冷却的烟气供应至至少一个热交换器以回收余热。尤其是可以将通过至少一个热交换器回收的余热用于干燥和/或用于预热生物源原料。此外，还可以将在冷却生物炭时回收的热能供应至用户。
优选地，将单独的蒸馏器时间上相继地放入至少一个反应器室中，和使位于蒸馏器中的生物源原料时间上相继地热解，由此连续地产生热解气体，借助所述热解气体产生烟气，通过所述烟气辅助或者控制在蒸馏器中进行的热解。在这种情况下优选地，将其中已结束热解的第一蒸馏器从反应器室中移除并且将位于该蒸馏器中的生物炭从所述蒸馏器中取出，在位于反应器室中的至少一个第二蒸馏器中使位于其中的原料热解，和在反应器室中放入至少一个第三蒸馏器，在所述第三蒸馏器中引发位于其中的生物源原料的热解。
优选地，在用于进行该方法的装置中，提供至少一个反应器室，所述反应器室形成有用于容纳至少一个蒸馏器的反应器空间，用于烟气到反应器空间中的入口开口以及用于经冷却的烟气的出口开口，位于蒸馏器与用于烟气的入口开口或者出口开口之间的分隔壁，以及另外形成有连接至位于蒸馏器与分隔壁之间环形空间的管线，在所述管线中将从蒸馏器离开的热解气体引导至燃烧室。
在此，至少一个反应器室可以形成有至少几乎气密的盖。另外，至少一个反应器室可以在其顶壁处形成有开口，穿过所述开口能够将蒸馏器放入反应器室中，和蒸馏器可以形成有侧向突出的法兰，所述法兰贴靠在开口的边缘处。由此，至少一个反应器室的反应器空间可以由于放入其中的蒸馏器而以至少几乎气密的方式锁闭。
另外可以在从燃烧室通向至少一个反应器室的用于烟气的管线中提供混合设备，通过所述混合设备能够混合从燃烧室流向至少一个反应器室的烟气与经冷却的烟气，由此能够控制在蒸馏器中进行的反应。此外可以在其中烟气从燃烧室流向至少一个反应器室的管线中和/或在其中经冷却的烟气从至少一个反应器室流出的管线中，提供用于控制流入所述管线的烟气的设备。
优选地，在用于从燃烧室流出的烟气的管线上连接至少一个热交换器以利用热能，在至少一个热交换器上连接用于干燥或者用于加热生物源原料的设备。另外，提供至少一个用于冷却所产生的生物炭的设备，可以将其废热供应至用户。
附图说明
根据本发明的方法和根据本发明的装置在下文借助于两个在附图中示出的实施例更详细地进行解释。
图1以示意图的方式显示了用于进行根据本发明的方法的装置的第一实施方案，
图1A以相对图1放大并且更详细的图示的方式以截面显示了用于根据图1的装置中的具有蒸馏器的反应器室，和
图2以示意图的方式显示了针对根据图1的实施方式修改的用于进行根据本发明的方法的装置的实施方案。
具体实施方式
在图1中示出了一种装置，其中借助生物源原料2位于其中的蒸馏器1产生生物炭2a。蒸馏器1借助盖11以至少几乎气密的方式锁闭。在该装置中，存在第一输送设备，借助所述第一输送设备，如箭头A指示将蒸馏器1放入位于装置中的反应器3中。在反应器3中存在四个反应器室31、31a、31b、31c，在其中各自时间上相继地放入包含生物源原料2的蒸馏器1。另外提供燃烧室4，将管线41从蒸馏器1引至所述燃烧室，穿过所述管线将在蒸馏器1中产生的热解气体供应至燃烧室4。在燃烧室4中，使热解气体借助位于其中的主燃烧器42在供应空气的情况下燃烧。另外在燃烧室4中存在辅助燃烧器43。燃烧室4借助管线44与反应器室31、31a、31b、31c连接，通过所述管线向所述反应器室以约600℃至800℃的温度供应在燃烧室4中产生的热烟气。
通过热烟气引发位于蒸馏器1中的生物源原料2中的热解，由此产生热解气体，其具有300℃至600℃的温度。另外，在反应器室31、31a、31b、31c上连接管线45，穿过所述管线将冷却至约350℃至600℃的烟气输送出去。
位于燃烧室4中的辅助燃烧器43用于在启动过程期间用于产生用于开始蒸馏器1中的热解所需要的烟气。然后将通过管线44供应至蒸馏器1中的热烟气用于引发、辅助和控制热解。
在管线45和44中存在调节设备46，其用于从反应器室31、31a、31b、31c流走或者流入其中的烟气的体积。另外，从燃烧室4流至反应器室31、31a、31b、31c的热气体穿过其中的管线44分支出引向第一热交换器5的管线47。该热交换器5的出口连接至第二热交换器5a。在第二热交换器5a上另外连接管线45，通过所述管线使在反应器室31、31a、31b、31c中冷却的烟气流出。
借助热交换器5、5a，将过量的热能输送走并且进行利用。在热交换器5a上连接除尘装置6，所述除尘装置的出口通过其中存在通风机62的管线61连接在烟囱63上。在管线61上另外连接其中存在通风机65并且连接在存在于管线44中的混合设备48上的管线64。通过将经冷却的烟气混入通过管线44供应至反应器室31、31a、31b、31c的烟气，进行到位于反应器室31、31a、31b、31c中的蒸馏器1的热供应的控制，由此与调节设备46组合，可以控制热解的进程。
借助第二输送设备，如由箭头B指示，将其中已结束热解并且所产生的生物炭2a位于其中的该蒸馏器1从反应器室31、31a、31b、31c中取出，然后冷却。冷却在这种情况下可以通过自然的或用空气强制对流来进行。可以将在这种情况下产生的热能输送至另外的用户。在冷却之后，打开蒸馏器并且将生物炭2a输送走。
在下文借助图1A说明生物源原料2位于其中的蒸馏器1的实施方式，及其在反应器室31、31a、31b、31c中的布置：
反应器室31、31a、31b、31c形成由耐热的壁33，所述壁提供有外部绝热物34并且反应器空间30由所述壁包围。在上侧具有顶壁33a、34a，所述顶壁具有开口30a，穿过所述开口能够将蒸馏器1放入反应器空间30中。在其上方具有气密性放置的罩35，所述罩例如由钢板和绝热物组成。蒸馏器1在其圆柱形外壁13形成有环形法兰12，所述环形法兰在其边缘处贴靠在顶壁33a、34a上，由此将蒸馏器1保持在反应器室31、31a、31b、31c中，和另外将反应器空间30以几乎气密的方式锁闭。在反应器室31、31a、31b、31c中存在圆柱形分隔壁14，其包围蒸馏器1的圆柱形外壁13，由此在两个壁13和14之间形成环形空间15，其相对于反应器空间30以至少几乎气密的方式锁闭。在底部区域中，蒸馏器1形成有开口16，所述开口中存在篦子，通过所述篦子将原料2保持在蒸馏器1中。在环形空间15上连接管接头17，所述管接头贯穿反应器室31、31a、31b、31c的壁33、34并且在所述管接头上连接通向燃烧室4的管线41。另外使反应器室31、31a、31b、31c形成有用于通过管线44从燃烧室4供入热烟气的入口开口36以及用于将经冷却的烟气通过管线45输送出去的出口开口37。
这种蒸馏器1例如具有约3m3的容积，在其中可以引入具有约1000kg重量的生物源原料2。由钢制造的蒸馏器1本身具有约650kg的重量。通过热解产生的木炭2a的量为约1.5m3，重量为约350kg。由于蒸馏器的大的体积，原料的粒化尺寸只是次要的。
如下进行热解方法：
将用于制备生物炭2a的生物源原料2位于其中的蒸馏器1借助第一输送设备在箭头A的方向上放入反应器室31、31a、31b、31c之一中。在这种情况下，反应器室31、31a、31b、31c的反应器空间30通过放入其中的蒸馏器1锁闭以防气体逸出。然后，向相关的反应器室31、31a、31b、31c从燃烧室4中通过管线44以约600℃至800℃的温度供应热烟气，其通过入口开口36流入反应器空间30中。以此加热分隔壁14、位于环形空间15中的热解气体和蒸馏器1的外壁13，由此使位于蒸馏器1中的生物源材料2热解。之后在其它反应器室31、31a、31b、31c之一中放入另一蒸馏器1，在其中同样引发热解。之后在时间上相继地在其它反应器室31、31a、31b、31c中放入蒸馏器1。在所有这些其中存在生物源原料2的蒸馏器1中进行热解，其中在单独的蒸馏器1中发生的热解各自处于不同的阶段。只要在第一蒸馏器1中的热解结束，则将该蒸馏器1从相应的反应器室取出并且在其位置处放入其中存在生物源原料2的另一蒸馏器1。然后也在该蒸馏器1中引发热解。随后将其中热解已结束的各个蒸馏器1从反应器室31、31a、31b、31c中取出并且放入待产生生物炭2a的另外的蒸馏器1。
由此产生的具有300℃至600℃的温度的热解气体穿过蒸馏器1的位于底壁中的开口16流入环形空间15并且随后穿过管接头17到达管线41中，所述管线通向燃烧室4，在所述燃烧室中它们借助主燃烧器42燃烧。
将通过入口开口36流入反应器空间30的烟气在反应器空间30中冷却并且使其穿过出口开口37流入管线45，它们通过所述管线到达第二热交换器5a，在所述第二热交换器中回收它们中含有的热。将从热交换器5a离开的另外的经冷却的烟气在除尘装置6中净化并且借助通风机62通过烟囱8释放至自由大气或者通过管线64以及混合设备48供应从燃烧室4流向反应器室31、31a、31b、31c的热气体。通过借助混合设备48进行的从燃烧室4到反应器3流动的烟气与经冷却的烟气的混合以及通过调节设备46来进行在蒸馏器1中进行的热解的控制。
在启动装置时用于引发热解所需的烟气通过辅助燃烧器17产生。为了热解，仅使用小份额的通过燃烧室4产生的烟气。大多数份额的通过燃烧室4产生的烟气通过管线47输送至热交换器5和5a，其中在此产生的热能用于装置外部，尤其是用于供暖和/或用于发电。
在图2中示出的装置与在图1中示出的装置的区别在于，在热交换器5a上连接两个空气预热器7和7a。从空气预热器7a引出管线71a，所述管线通向设备8，在所述设备中干燥位于蒸馏器1中的生物源原料2。从空气预热器7引出管线71，所述管线通向设备9，在所述设备中预热位于蒸馏器1中的生物源原料2用于热解。从预热设备9离开的热空气通过管线72供应至干燥设备8。由于原料的预干燥，其可以具有新鲜物质的至多50重量％的水含量。将包含经干燥和经预热的生物源原料2的蒸馏器1借助第一输送设备在箭头A的方向上时间上相继地输送至反应器3中。
该方法的决定性因素为以下事实：
在反应器室31、31a、31b、31c中仅进行生物源原料2的热解。相反地，原料2的干燥和加热以及所产生的生物炭2a的冷却在反应器室31、31a、31b、31c之外进行。仅将引发和控制热解所需的烟气供应至位于蒸馏器1的外壁13之外的分隔壁14。由此加热流入位于分隔壁14与蒸馏器1的外壁13之间的环形空间15中的热解气体以及蒸馏器1的外壁13。借此避免了作用于具有随后必须分离出来的处于热解的不同阶段的原料中的成分的烟气，并且另外避免了原料的不期望的氧化。另外借此将热解气体加热至较高的温度，由此避免了焦油冷凝出来。
通过在单独的蒸馏器中在时间上相互交替地进行分别发生的热解，导致了热解气体的连续流动以及烟气的连续流动，由此半连续地进行整个装置的运行。
通过该方法进程以使用材料的高度灵活性和单个产物批次的良好跟踪性实现了生物炭的有效和非常贫排放物的生产。
位于蒸馏器1中的生物源原料2可以因为蒸馏器1位于单独的反应器室31、31a、31b、31c中而经历单独控制的热解，由此可以适应所产生的生物炭2a的具体需求并且实现单个产物批次的良好跟踪性。通过使用至少一个热交换器或者将通过其释放的该很大程度上冷却的热解气体返回至热气体流，实现了最优的能量效率。因此可以将原料的热值的至多85％转化成生物炭、热能或者电流形式的可利用的能量。
在蒸馏器1中分批发生热解，由此能够在最小的颗粒摩擦的情况下并且以小的粉尘状排放物进行生物源原料的加热、热解和冷却。
因此通过根据本发明的方法实现了以下有利之处：
低的粉尘状排放物，这是由于是蒸馏器内的材料运动最小化和由于原料的间接加热；
通过在单独的蒸馏器中进行的热解的时间上分阶段的连续运行，由此实现了热解气体和烟气的连续产生；
单个批次的热解的良好跟踪性，由此确保了所产生的生物炭的限定的质量；
在使用原料时对原料的种类、粒化尺寸和含水量具有低要求的高度灵活性；
由于热解气体的直接燃烧的低的气态排放物；
由于简单的方法进程和高程度的可能的自动化的低成本；
通过很大程度上将所产生的过程热用于产热和/或发电实现高的能量效率。
附图标记列表
A 借助第一输送设备输送
B 借助第二输送设备输送
1 蒸馏器
11 盖
12 环形法兰
13 蒸馏器的外壁
14 分隔壁
15 环形空间
16 底部开口
17 管接头
2 生物源原料
2a 生物炭
3 反应器
30 反应器空间
30a 开口
31、31a、31b、31c 反应器室
33 砖壁
33a 顶壁
34 绝热物
34a 绝热物
35 罩
36 热气体的入口开口
37 热气体的出口开口
4 燃烧室
41 热解气体的管线
42 主燃烧器
43 辅助燃烧器
44 到反应器室的管线
45 经冷却的热气体的管线
46 调节设备
47 到换热器的管线
48 混合设备
5,5a 热交换器
6 除尘装置
61 管线
62 通风机
63 烟囱
64 到混合设备的管线
65 通风机
7 用于预热的空气预热器
7a 用于干燥的空气预热器
71 到预热设备的管线
71a 到干燥设备的管线
72 排气管线
8 干燥设备
9 预热设备

Claims (20)

1.用于制备生物炭的方法，其中使位于蒸馏器(1)中的生物源原料(2)热解和使通过热解产生的可燃的热解气体燃烧以产生热烟气，其中将蒸馏器(1)时间上相继地引入至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)中并且借助烟气在所述反应器室中进行热解，其特征在于，至少尽可能封闭蒸馏器(1)以防止热烟气进入，和位于蒸馏器(1)中的原料(2)的加热仅间接借助烟气通过蒸馏器(1)的加热进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，流入至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)的热烟气或者从其中流出的经冷却的烟气和通过热解产生并且由反应器室(31、31a、31b、31c)流出的热解气体在反应器室(31、31a、31b、31c)中通过位于所述反应器室中的分隔壁(14)流至彼此分开的区域中。
3.根据权利要求1和2任一项所述的方法，其特征在于，将蒸馏器(1)布置在至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)中，另外使热解气体穿过围绕各个蒸馏器(1)的环形空间(15)输送至燃烧室(4)，在所述燃烧室中产生烟气，将所述烟气输送至至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)中，在其中通过烟气加热流出的热解气体和蒸馏器(1)的外壁(13)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，将烟气部分地输送至至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)中以及部分地输送至至少一个热交换器(5、5a)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在到至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)的烟气的供给管线(44)中和/或在来自至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)的经冷却的烟气的排出管线(45)中，借助调节设备(46)控制烟气的流动。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，将从至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)流出的经冷却的烟气部分地供应至在燃烧室(4)中产生并且流至至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)的烟气，由此在温度上控制在蒸馏器(1)中进行的热解。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，将从至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)流出的经冷却的烟气供应至至少一个热交换器(5、5a)以回收余热。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将通过至少一个热交换器(5、5a)回收的余热用于干燥和/或用于预热生物源原料(2)。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，将在冷却生物炭(2a)时回收的热能供应至用户。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，将单独的蒸馏器(1)时间上相继地放入至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)中，和使位于蒸馏器(1)中的生物源原料(2)时间上相继地热解，由此连续地产生热解气体，借助所述热解气体产生烟气，通过所述烟气辅助或者控制在蒸馏器(1)中进行的热解。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将其中已结束热解的至少一个第一蒸馏器(1)从反应器室(31、31a、31b、31c)中移除并且将位于该蒸馏器(1)中的生物炭(2a)从所述蒸馏器(1)中取出，在位于反应器室(31、31a、31b、31c)中的至少一个第二蒸馏器(1)中使位于其中的原料(2)热解，和在反应器室(31、31a、31b、31c)中放入至少一个第三蒸馏器(1)，在所述第三蒸馏器中引发位于其中的生物源原料(2)的热解。
12.用于进行根据权利要求1至11任一项所述的方法的装置，其特征在于，提供至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)，所述反应器室形成有用于容纳至少一个蒸馏器(1)的反应器空间(30)，用于烟气到反应器空间(30)中的入口开口(36)，以及用于经冷却的烟气的出口开口(37)，位于蒸馏器(1)与用于烟气的入口开口(36)或者出口开口(37)之间的分隔壁(14)，以及另外形成有连接至位于蒸馏器(1)与分隔壁(14)之间环形空间(15)的管线(17)，在其中将从蒸馏器(1)离开的热解气体引导至燃烧室(4)。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)形成有至少几乎气密的盖(35)。
14.根据权利要求12和13任一项所述的装置，其特征在于，至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)在其顶壁(33a、34a)处形成有开口(30a)，穿过所述开口能够将蒸馏器(1)放入反应器室(31、31a、31b、31c)中，和蒸馏器(1)形成有侧向突出的法兰(12)，所述法兰贴靠在开口(30a)的边缘处。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)的反应器空间(30)由于放入其中的蒸馏器(1)而以至少几乎气密的方式锁闭。
16.根据权利要求12至15任一项所述的装置，其特征在于，在从燃烧室(4)通向至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)的用于烟气的管线(44)中提供混合设备(48)，通过所述混合设备能够混合从燃烧室(4)流向至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)的烟气与经冷却的烟气，由此能够控制在蒸馏器(1)中进行的反应。
17.根据权利要求12至16任一项所述的装置，其特征在于，在其中烟气从燃烧室(4)流向至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)的管线(44)中和/或在其中经冷却的烟气从至少一个反应器室(31、31a、31b、31c)流出的管线(45)中，提供用于控制流入所述管线(44、45)的烟气的设备(46)。
18.根据权利要求12至17任一项所述的装置，其特征在于，在用于从燃烧室(4)流出的烟气的管线(44)上连接至少一个热交换器(5、5a)以利用热能。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，在至少一个热交换器(5、5a)上连接用于干燥或者用于加热生物源原料(2)的设备(8、9)。
20.根据权利要求12至19任一项所述的装置，其特征在于，提供至少一个用于冷却所产生的生物炭(2a)的设备，将其废热供应至用户。
CN201780059240.0A 2016-09-26 2017-09-20 用于制备生物炭的方法及其装置 Active CN109923192B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA438/2016 2016-09-26
ATA438/2016A AT519020B1 (de) 2016-09-26 2016-09-26 Verfahren zur Herstellung von Biokohle und Anlage hierfür
PCT/EP2017/073824 WO2018055003A1 (de) 2016-09-26 2017-09-20 Verfahren zur herstellung von biokohle und anlage hierfür

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109923192A true CN109923192A (zh) 2019-06-21
CN109923192B CN109923192B (zh) 2023-03-28

Family

ID=59914488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780059240.0A Active CN109923192B (zh) 2016-09-26 2017-09-20 用于制备生物炭的方法及其装置

Country Status (19)

Country Link
US (1) US10934490B2 (zh)
EP (1) EP3516011B1 (zh)
CN (1) CN109923192B (zh)
AT (1) AT519020B1 (zh)
AU (1) AU2017329873B2 (zh)
CA (1) CA3038166C (zh)
DK (1) DK3516011T3 (zh)
EA (1) EA036674B1 (zh)
ES (1) ES2846006T3 (zh)
HR (1) HRP20210140T1 (zh)
HU (1) HUE052717T2 (zh)
LT (1) LT3516011T (zh)
PL (1) PL3516011T3 (zh)
PT (1) PT3516011T (zh)
RS (1) RS61299B1 (zh)
SI (1) SI3516011T1 (zh)
UA (1) UA122462C2 (zh)
WO (1) WO2018055003A1 (zh)
ZA (1) ZA201901911B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022535919A (ja) * 2019-06-07 2022-08-10 トールグリーン・ベー・フェー 焙焼反応器およびプロセス
EP4151706A1 (en) 2021-09-15 2023-03-22 Bios Bioenergiesysteme GmbH A method and a device to produce low-tar- and low-dust product gas

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3225441A1 (de) * 1982-07-07 1984-01-12 C. Conradty Nürnberg GmbH & Co KG, 8505 Röthenbach Verfahren und vorrichtung zur thermischen reinigung von abgasen aus ringoefen
US4848248A (en) * 1987-01-29 1989-07-18 L. & C. Steinmuller Gmbh Tuyere for the introduction of a reaction medium into a hot gas
US4995805A (en) * 1989-02-24 1991-02-26 Gas Research Institute Method and apparatus for increasing radiant heat production of hydrocarbon fuel combustion systems
FR2818281A1 (fr) * 2000-12-18 2002-06-21 Biomasse En Procede et reacteur pour la gazeification de la biomasse et des dechets biologiques
CN101077979A (zh) * 2007-03-15 2007-11-28 王永森 一种机制木炭的制造方法
CN201284301Y (zh) * 2008-09-02 2009-08-05 赵陆凯 干馏式组合炭化窑
CN103361087A (zh) * 2012-05-04 2013-10-23 张荣光 一种热解耦合燃烧循环反应方法及装置
CN104479760A (zh) * 2014-11-21 2015-04-01 神华集团有限责任公司 热解气除尘装置
CN204356281U (zh) * 2015-01-05 2015-05-27 建瓯市恒顺炭业有限公司 一种龙门式炭化窑炉
CN105368470A (zh) * 2015-10-21 2016-03-02 邢献军 一种生物质有机炭制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH237758A (de) 1942-09-04 1945-05-31 Chemische Holzverwertung Ag F Verfahren zur Verkohlung von Holz und andern organischen Stoffen.
FR2606420B1 (fr) * 1986-11-07 1990-08-03 Fromager Gerard Procede de carbonisation de bois et fours jumeles pour la mise en oeuvre du procede
IT1276116B1 (it) * 1995-11-10 1997-10-24 O E T Calusco S R L Procedimento ed impianto per la produzione di carbone vegetale mediante pirolisi di prodotti legnosi o biomasse vegetali in genere
DE10348987B4 (de) * 2003-10-17 2006-01-12 Merenas Establishment Vorrichtung zur Durchführung einer Niedrigtemperaturpyrolyse von Gummierzeugnissen und -Verbundprodukten
DE102005001569B4 (de) 2005-01-13 2008-11-13 Strohmenger, Patrick, Dipl.-Ing. Anlage zur Verschwelung eines Pyrolyseguts
US20060163053A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Bengt-Sture Ershag Batch pyrolysis system
US20120308441A1 (en) * 2008-12-15 2012-12-06 Andrew Hansen Method and Apparatus for Production of Electrical Energy and Liquid Hydrocarbons from Oil Sands/Bitumen, Biomass and Waste Products by Means of Thermal Anaerobic Gasification Gas Up-Grading
BRPI0901948A2 (pt) * 2009-05-21 2011-02-08 Alvaro Lucio processo de obtenção do carvão vegetal que utiliza os constituintes gasosos emitidos durante a carbonização da matéria vegetal como fonte de energia para o processo e configuração construtiva do respectivo equipamento
US8226798B2 (en) * 2009-05-26 2012-07-24 Alterna Energy Inc. Method of converting pyrolyzable organic materials to biocarbon
NL2004712C2 (en) * 2010-02-17 2011-01-12 Clean Fuels B V Batch-wise operated retort using buffering of heat.
RO129722B1 (ro) 2013-02-27 2016-07-29 Explocom Gk S.R.L. Instalaţie şi procedeu de carbonizare a biomasei
DE102014015815A1 (de) 2014-10-24 2016-04-28 Christoph Adam Vorrichtung mit einer Retorte zur Holzkohleherstellung mit Abbrand der Schwelgase

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3225441A1 (de) * 1982-07-07 1984-01-12 C. Conradty Nürnberg GmbH & Co KG, 8505 Röthenbach Verfahren und vorrichtung zur thermischen reinigung von abgasen aus ringoefen
US4848248A (en) * 1987-01-29 1989-07-18 L. & C. Steinmuller Gmbh Tuyere for the introduction of a reaction medium into a hot gas
US4995805A (en) * 1989-02-24 1991-02-26 Gas Research Institute Method and apparatus for increasing radiant heat production of hydrocarbon fuel combustion systems
FR2818281A1 (fr) * 2000-12-18 2002-06-21 Biomasse En Procede et reacteur pour la gazeification de la biomasse et des dechets biologiques
CN101077979A (zh) * 2007-03-15 2007-11-28 王永森 一种机制木炭的制造方法
CN201284301Y (zh) * 2008-09-02 2009-08-05 赵陆凯 干馏式组合炭化窑
CN103361087A (zh) * 2012-05-04 2013-10-23 张荣光 一种热解耦合燃烧循环反应方法及装置
CN104479760A (zh) * 2014-11-21 2015-04-01 神华集团有限责任公司 热解气除尘装置
CN204356281U (zh) * 2015-01-05 2015-05-27 建瓯市恒顺炭业有限公司 一种龙门式炭化窑炉
CN105368470A (zh) * 2015-10-21 2016-03-02 邢献军 一种生物质有机炭制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA3038166C (en) 2022-09-13
EP3516011A1 (de) 2019-07-31
CN109923192B (zh) 2023-03-28
AU2017329873A1 (en) 2019-05-02
AT519020B1 (de) 2018-03-15
PT3516011T (pt) 2021-01-20
CA3038166A1 (en) 2018-03-29
LT3516011T (lt) 2021-02-25
EA201990825A1 (ru) 2019-08-30
RS61299B1 (sr) 2021-02-26
HUE052717T2 (hu) 2021-05-28
UA122462C2 (uk) 2020-11-10
DK3516011T3 (da) 2021-02-01
EP3516011B1 (de) 2020-11-04
US10934490B2 (en) 2021-03-02
US20200270528A1 (en) 2020-08-27
AU2017329873B2 (en) 2022-09-08
WO2018055003A1 (de) 2018-03-29
HRP20210140T1 (hr) 2021-03-05
PL3516011T3 (pl) 2021-05-04
EA036674B1 (ru) 2020-12-07
NZ752475A (en) 2021-04-30
AT519020A4 (de) 2018-03-15
ES2846006T3 (es) 2021-07-28
ZA201901911B (en) 2020-10-28
SI3516011T1 (sl) 2021-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1910401B (zh) 多蒸馏器型热解废物处理系统
CN102732274A (zh) 以燃煤热风炉作为供热的褐煤干馏方法
CN101234762A (zh) 物理法节能洁净制造活性炭工艺
CN205088193U (zh) 一种制备低温、低焦油燃气的上吸式固定床气化炉
CN107143856A (zh) 一种电子废弃物热解炉
JP2007127330A (ja) 炭化炉による熱併給発電方法及びシステム
CN109923192A (zh) 用于制备生物炭的方法及其装置
CN101373070B (zh) 高含水有机物碳化处理系统的热分解气体处理方法及其装置
CN107699306A (zh) 一种高氮生物质废弃物作为燃料利用的提质脱氮改性方法
CN107245344B (zh) 农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法
CN102719258A (zh) 一种生物质连续热解与资源化利用的系统和方法
RU2338770C1 (ru) Способ переработки биомассы дерева в виде топливной щепы с получением биомасел и древесного угля и сушильно-ретортный модуль для переработки биомассы дерева в виде топливной щепы с получением биомасел и древесного угля
JP2621895B2 (ja) 炉用廃金属の予熱方法および装置
CN110437856A (zh) 一种基于沸石多孔介质和多物理化学场的可燃固体废物快速热解方法和装置
TW202007646A (zh) 用於產生活性碳的方法及裝置
SE515395C2 (sv) Sätt och anordning för sintring av finfördelat material
CN102732275A (zh) 以燃煤热风炉作为供热的褐煤干馏装置
CN105992838A (zh) 利用过量热进行电化学反应的系统
CN102115672B (zh) 利用高温蒸汽与热源分解处理物的反应炉装置
CN102134496B (zh) 控制灰渣可燃物含量的固体燃料气力输送升温方法及系统
OA19371A (en) Process for producing biocoal and plant thereof.
CN106016284A (zh) 废弃物处理装置及方法
NZ752475B2 (en) Process for producing biocoal and plant therefor
JP4440519B2 (ja) 固形供給物の熱変換から得られるガスから可燃性ガスを製造する方法およびプラント
CN218320797U (zh) 基于水泥生产线的二氧化碳捕集系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant