CZ11829U1

CZ11829U1 - Apparatus for gasification of waste

Info

Publication number: CZ11829U1
Application number: CZ200112576U
Authority: CZ
Inventors: Heinz Dipl. Ing. Polensky; Thomas Dipl. Ing. Krause; Volker Dipl. Phys. Schimmeier; Jörg Dipl. Ing. Buchholz; Wolfgang Dipl. Ing. Büttner; Andreas Dipl. Ing. Jochmann
Original assignee: Sekundärrohstoff-Verwertungszentrum Schwarze Pumpe
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2001-12-20
Also published as: CN2493848Y; DE20020240U1; ZA200104115B

Abstract

The utility model relates to a garbage gasifier, which works based on the principle of the fixed-bed pressure gasification and has solid carbon waste with instable thermoplastic plastic in gasification. A conical or cylindrical non-cooling loading shaft designed according to the design and made by heat-resistant materials is arranged below the gate at the lower part of the loading mouth of the utility model, and enters into the fixed-bed pressure gasifier for about 700 to 1200 mm. A crude gas discharge device is arranged beside the loading shaft and comprises a bevel pipe section or a bend and extends into the dome region of the fixed-bed pressure gasifier, and a T-shaped section is arranged on the gas inlet of the discharge device to minimize the temperature of the gas inlet.

Description

Technické řešení se týká zplyňovače odpadu, který pracuje na principu zplyňování pod tlakem s nepohyblivým ložem a je plněn pevnými odpadovými látkami obsahujícími uhlík, které obsahují kolísající podíl termoplastů.The invention relates to a waste gasifier which operates on a fixed bed gasification principle and is filled with solid carbonaceous waste materials containing a fluctuating proportion of thermoplastics.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Zplyňovače s nepohyblivým ložem byly vyvinuty a provozovány na výrobu plynů z uhlí. Z tohoto důvodu byly všechny součásti zplyňovače s nepohyblivým ložem optimalizovány na maximální výtěžek plynů. Se začátkem devadesátých let se začalo v těchto zplyňovačích s nepohyblivým ložem se zplyňováním pevných odpadových látek obsahujících uhlík, které rovněž obsahují podíly termoplastů. Ukázalo se, že známá zařízení na rozhrnování uhlí v horní části zplyňovače s nepohyblivým ložem nejsou vhodná pro pevné odpadové látky obsahující uhlík, protože většina těchto odpadových látek představuje směs látek reagujících na teplo různě, přičemž podíl termoplastů kolísá a je nepředvídatelný.Fixed-bed gasifiers have been developed and operated to produce coal gases. For this reason, all components of the fixed bed gasifier have been optimized for maximum gas yield. In the early 1990s, these fixed bed gasifiers began with the gasification of carbon-containing solid waste products, which also contain thermoplastics. It has been shown that the known coal scattering devices at the top of a fixed bed gasifier are not suitable for carbon-containing solid waste products, since most of these waste substances are a mixture of heat-reacting substances in different ways, with thermoplastics varying and unpredictable.

Zařízení na rozhrnování uhlí, které je známé ze zplyňování hnědého uhlí, při němž se osvědčilo, se podobá střeše ve tvaru komolého kužele s úhlem sklonu asi 50°, na který směrem dolů navazuje otevřený dutý válec s bočním odvodem surových plynů. Dutina pod střechou tvaru komolého kužele sloužila společně s nasazeným dutým válcem jako sběrný prostor plynů. Touto kombinací zařízení na rozhrnování uhlí, sběrného prostoru plynů a odvodu surových plynů vznikla mezi touto konstrukční skupinou uspořádanou uprostřed v horní části zplyňovače s nepohyblivým ložem a vnitřní stěnou generátoru prstencová mezera pro přívod a rozhrnování briket z hnědého uhlí na násyp. Tato konstrukce je popsána v publikaci; Gaserzeugung und Gasaufbereitung, vydavatel: Gaskombinat Schwarze Pumpě, nakladatelství Deutsche Verlag fur Grundstoffíndustrie Leipzig 1987, str. 202. Schematické znázornění výše popsané konstrukční skupiny je uvedeno rovněž ve spise DE 41 25 518.The coal-spreading device known from brown coal gasification, which has proven to be successful, resembles a truncated cone-shaped roof with an inclination angle of about 50 °, followed by an open hollow cylinder with lateral discharge of raw gases downwards. The cavity under the truncated cone-shaped roof served together with the hollow cylinder as a gas collection space. This combination of coal scraper, gas collector and raw gas evacuation created an annular gap between the sub-assembly at the top of the stationary bed gasifier and the generator inner wall for supplying and scraping brown coal briquettes to the embankment. This construction is described in the publication; Gaserzeugung und Gasaufbereitung, publisher: Gaskombinat Schwarze Pump, publisher Deutsche Verlag fur Grundstoffíndustrie Leipzig 1987, page 202. A schematic representation of the above-described assembly is also given in DE 41 25 518.

Uvedená konstrukční kombinace zařízení na rozhrnování uhlí, sběrného prostoru plynů a odvodu surových plynů se osvědčila při zplyňování briket z hnědého uhlí. Pro použití odpadových látek s podíly termoplastů, což je většina druhů odpadů, které jsou na trhu k dispozici, se však popsaná konstrukce zařízení na rozhrnování uhlí a odvodu surových plynů ukázala jako nevhodná. Při použití zmíněných pevných odpadových látek obsahujících uhlík s podíly termoplastů vznikne plastická fáze podílů termoplastů podle rozložení teploty ve zplyňovači s nepohyblivým ložem již daleko v horní části zplyňovače s nepohyblivým ložem ještě ve výšce takzvaného zařízení na rozhrnování uhlí. Podíl použitých odpadových látek, který je v plastickém stavu, se lepí na povrch střechy zařízení na rozhrnování uhlí ve tvaru komolého kužele, a tudíž zmenšuje šířku prstencové mezery mezi zařízením na rozhrnování uhlí a vnitřní stěnou generátoru, která je však podstatná pro optimální plnění. V extrémním případě může dokonce dojít k úplnému uzavření prstencové mezery. Potom musí být celý zplyňovač s nepohyblivým ložem okamžitě odstaven. Nalepené usazeniny, které nezpůsobí úplné uzavření prstencové mezery, způsobují horší plnění generátoru s důsledkem horší kvality surových plynů, vyššího množství vynášeného prachu ze zplyňovače s nepohyblivým ložem, nebezpečí růstu obsahu kyslíku v surovém plynu a zvýšené náklady na čištění.This constructional combination of coal shredder, gas collector and raw gas evacuation has proven successful in the gasification of brown coal briquettes. However, the described construction of coal scraper and raw gas evacuation plants has proved to be unsuitable for the use of waste materials with thermoplastic content, which is the majority of the types of waste available on the market. The use of said carbon-containing solid waste materials with thermoplastic proportions results in a plastic phase of the thermoplastic proportions according to the temperature distribution in the fixed bed gasifier far away in the upper part of the fixed bed gasifier at the height of the so-called coal spreading device. The proportion of waste material used, which is in the plastic state, is adhered to the roof surface of the truncated cone-shaped coal-blasting device and thus reduces the width of the annular gap between the coal-blasting device and the inner wall of the generator. In the extreme case, the annular gap may even be completely closed. Then, the entire fixed bed gasifier must be immediately shut down. Glued deposits that do not cause the annular gap to close completely result in poorer generator charging resulting in poorer raw gas quality, higher discharged dust from the fixed bed gasifier, increased risk of oxygen content in the raw gas, and increased cleaning costs.

Zařízení na rozhrnování uhlí známé ze zplyňování briket z hnědého uhlí proto není vhodné pro použití pevných odpadů obsahujících uhlík, zvláště takových, které obsahují podíly termoplastů.The coal scraper device known from the gasification of brown coal briquettes is therefore not suitable for the use of carbon-containing solid wastes, particularly those containing thermoplastics.

Úkolem technického řešení proto je vylepšit známý zplyňovač s nepohyblivým ložem tak, aby u něj bylo možné bez problémů přivádět a zplyňovat pevné odpadové látky obsahující uhlík, zejména takové odpadové látky, které obsahují termoplasty.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is therefore to improve the known fixed bed gasifier so that solid carbon-containing waste materials, in particular those containing thermoplastics, can be fed and gasified without problems.

-1 CZ 11829 Ul-1 CZ 11829 Ul

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedený úkol splňuje zplyňovač odpadu, který pracuje na principu zplyňování pod tlakem s nepohyblivým ložem a je plněn pevnými odpadovými látkami obsahujícími uhlík, které obsahují kolísající podíl termoplastů, podle technického řešení, jehož podstatou je, že násypná šachta kuželového nebo válcového tvaru je v kupoli zplyňovače s nepohyblivým ložem uspořádána uprostřed pod dolní uzavírací hlavou plnicí komory a zasahuje asi 700 - 1200 mm do zplyňovače s nepohyblivým ložem, přičemž bočně od této násypné šachty je uspořádán odvod surového plynu, který sestává z trubkového rohového dílu nebo trubkového oblouku, které jsou vedeny až do oblasti kupole zplyňovače s nepohyblivým ložem.This task is accomplished by a waste gasifier which operates on a fixed bed gasification principle and is filled with solid carbon-containing waste materials containing a fluctuating proportion of thermoplastics, according to a technical solution which is based on a conical or cylindrical hopper in the dome of the gasifier. with a stationary bed arranged in the middle below the lower closing head of the filling chamber and extends about 700 - 1200 mm into the stationary bed gasifier, with a discharge of raw gas consisting of a tubular corner piece or a tubular arc extending laterally from this chute. into the dome area of a fixed bed gasifier.

Podle výhodného provedení je násypná šachta nechlazená, avšak je vyrobena z materiálu odolného proti účinku vysokých teplot.According to a preferred embodiment, the hopper is uncooled but is made of a material resistant to the effects of high temperatures.

Rozložení teplot ve zplyňovači s nepohyblivým ložem je takové, že pod násypnou šachtou se nachází již takzvaná zóna tepelného rozkladu s teplotami mezi 575 - 700 °C. Bočně od zmíněné násypné šachty nutně vznikne dutina jako sběrný a uklidňovací prostor. V tomto sběrném a uklidňovacím prostoru zasahuje trubkový oblouk nebo trubkový rohový díl vedený směrem nahoru až do oblasti kopule zplyňovače s nepohyblivým ložem. Trubkový oblouk nebo trubkový rohový díl mohou být uzavřeny směrem nahoru nasazeným T-kusem, který slouží k minimalizování rychlosti plynů.The temperature distribution in the fixed bed gasifier is such that a so-called thermal decomposition zone with temperatures between 575 - 700 ° C is already located below the hopper shaft. A cavity necessarily arises laterally from said hopper as a collecting and calming space. In this collecting and calming space, the tubular arc or tubular corner section extends up to the dome region of the fixed bed gasifier. The tubular arc or tubular corner piece may be closed by an upwardly fitted T-piece to minimize gas velocity.

Technické řešení má tyto výhody:The technical solution has the following advantages:

- Je možno prakticky upustit od komplikovaných vestaveb.- Complicated installations can be practically dispensed with.

- Dosáhne se rovnoměrného násypu ve zplyňovači s nepohyblivým ložem.- A uniform fill is achieved in the fixed bed gasifier.

- Využije se celý povrch násypu jako výstupní plochy plynů, čímž se sníží rychlost plynů a množství vynášeného prachu.- The entire surface of the embankment is used as the gas exit surface, thereby reducing the gas velocity and the amount of dust released.

- Přívodem látek určených ke zplyňování uprostřed se extrémně sníží nebezpečí zvyšování obsahu kyslíku v surovém plynu, protože zplyňovač s nepohyblivým ložem má nezávisle na vynášecích ústrojích sklon k takzvanému vnitřnímu chodu.- By supplying substances to be gasified in the middle, the risk of increasing the oxygen content of the raw gas is extremely reduced, since the fixed bed gasifier tends to be so-called internal flow independently of the discharge means.

- Větším volným prostorem nad násypem paliva je zaručen bezpečný tepelný rozklad přivedených odpadových látek obsahujících podíly termoplastů.- Greater clearance above the fuel embankment ensures safe thermal decomposition of the introduced waste materials containing thermoplastics.

- Uspořádáním násypné šachty a odvodu surového plynu podle technického řešení je výška násypu určeného ke zplyňování o 1,5-2 m vyšší než u původního provedení zařízení na rozhrnování uhlí. Tím je zaručena vyšší nabídka uhlíku ve zplyňovači s nepohyblivým ložem a současně zajištěn volný prostor pro ztrátu hmoty přiváděných odpadových látek při tepelném rozkladu při vysoké intenzitě přimíchávání odpadových látek s termoplastickými vlastnostmi, aniž by se zvýšil potenciál ohrožení.- By arrangement of the hopper shaft and raw gas outlet according to the technical solution, the height of the embankment to be gasified is 1.5-2 m higher than in the original version of the coal spreading device. This ensures a higher carbon supply in the fixed bed gasifier, while at the same time providing free space for losing the mass of the waste material to be fed during thermal decomposition at high mixing intensities with thermoplastic properties without increasing the potential for danger.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení bude dále blíže krátce objasněno na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 a 2 znázorňují kuželovou a válcovou násypnou šachtu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: FIGS. 1 and 2 show a conical and cylindrical chute.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Popisované příkladné provedení se týká uspořádání podle obr. 2.The exemplary embodiment described relates to the arrangement of FIG. 2.

Pod dolní uzavírací hlavou plnicí komory 5 je uprostřed uspořádána válcová násypná šachta I. Tato násypná šachta i zasahuje asi 1000 mm do zplyňovače 3 s nepohyblivým ložem. Otevřený průměr násypné šachty 1 činí 1450 mm. Odstup mezi dolní stranou násypné šachty 1 a povrchem 4 násypu činí v závislosti na způsobu provozu alespoň 500 mm.A cylindrical hopper I is arranged in the center below the lower closing head of the filling chamber 5. This hopper 1 extends about 1000 mm into the gasifier 3 with a fixed bed. The open diameter of the hopper 1 is 1450 mm. The distance between the underside of the hopper 1 and the hopper surface 4 is at least 500 mm, depending on the mode of operation.

-2CZ 11829 Ul-2EN 11829 Ul

Odvod 2 surového plynu sestává z trubkového rohového dílu vedeného směrem vzhůru vedle násypné šachty J až do oblasti kupole zplyňovače 3 s nepohyblivým ložem. Trubkový rohový díl je pro minimalizování výstupní rychlosti plynů opatřen T-kusem nasazeným na vstupním otvoru odvodu 2 surového plynu.The raw gas outlet 2 consists of an upwardly directed tubular corner piece next to the hopper J up to the dome area of the fixed bed gasifier 3. The tubular corner piece is provided with a T-piece mounted on the raw gas outlet 2 to minimize the gas exit velocity.

Claims

. 5 Claims for protection

CLAIMS 1. A pressure gasifier with a fixed bed and filled with solid carbon-containing waste materials containing a fluctuating proportion of thermoplastics, characterized in that the conical or cylindrical hopper (1) is in a dome of the fixed gasifier (3). under the lower closing head

10 of the filling chamber (5) and extends approximately 700 to 1200 mm into the fixed bed gasifier (3), and a raw gas outlet (2) consisting of a tubular corner piece or a tubular arc is arranged laterally from this hopper (1); which extend to the dome area of the fixed bed gasifier (3).

Waste gasifier according to claim 1, characterized in that the hopper (1) is

15 is uncooled and is made of a material resistant to the effects of high temperatures.

Waste gasifier according to claims 1 and 2, characterized in that the pipe corner piece or the pipe bend can be provided with a T-piece mounted on their gas inlet opening.