CZ306239B6

CZ306239B6 - Apparatus for multistage gasification of carbonaceous fuels

Info

Publication number: CZ306239B6
Application number: CZ2015483A
Authority: CZ
Original assignee: Ústav Chemických Procesů Av Čr; Tarpo Spol Sro; Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-09-07
Also published as: CZ2015483A3

Description

Oblast technikyField of technology

Předkládaný vynález se týká zařízení pro vícestupňové zplyňování uhlíkatých paliv.The present invention relates to an apparatus for multistage gasification of carbonaceous fuels.

Dosavadní stav technikyState of the art

Pro menší tepelné výkony (0,5 až 2 MW) se pro zplyňování biomasy a jiných uhlíkatých paliv používají zpravidla generátory plynu s pevným ložem. Lze je rozdělit na zplynovače protiproudé a souproudé, podle směru toku paliva a plynu v generátoru.For lower heat outputs (0.5 to 2 MW), fixed bed gas generators are usually used for gasification of biomass and other carbonaceous fuels. They can be divided into countercurrent and cocurrent gasifiers, according to the direction of fuel and gas flow in the generator.

Výhodou protiproudých zplynovačů je velmi dobrá tepelná účinnost, jednoduchá konstrukce, téměř nulový mechanický nedopal a menší investiční náklady. Avšak jejich základní nevýhodou je veliké znečištění plynu dehty (běžně až desítky g/m³ plynu) a z toho vyplývající použití nákladné a složité technologie čištění plynu od dehtů a pevných částic. Plyn bez dokonalého vyčištění od dehtů (pod 20 mg/m³) totiž není vhodný pro výrobu el. energie v plynových kogeneračních jednotkách.The advantage of countercurrent gasifiers is very good thermal efficiency, simple construction, almost zero mechanical refueling and lower investment costs. However, their main disadvantage is the large tar gas pollution (usually up to tens of g / m ³ of gas) and the resulting use of costly and complex tar and gas cleaning technology. Gas without perfect cleaning from tars (below 20 mg / m ³ ) is not suitable for the production of electricity. energy in gas cogeneration units.

Menší souproudé zplynovače dokáží generovat poměrně čistý plyn s nízkým obsahem dehtů, ovšem při zvyšujícím se výkonu zplynovače (např. nad 0,5 MW_t) obsah dehtů v plynu rychle vzrůstá a je nutné opět zařadit nákladnou technologii čištění plynu od dehtů.Smaller cocurrent gasifiers can generate relatively clean gas with a low tar content, but with increasing gasifier output (eg above 0.5 MW _t ) the tar content in the gas increases rapidly and it is necessary to re-include expensive tar gas cleaning technology.

Největší nevýhodou těchto zplynovačů je nutnost použití paliva v hrubší granulometrii, s malým podílem jemné frakce, jinak je proces zplyňování nerovnoměrný a s velkými výkyvy tlakových ztrát.The biggest disadvantage of these gasifiers is the need to use fuel in coarser granulometry, with a small proportion of fine fraction, otherwise the gasification process is uneven and with large fluctuations in pressure losses.

Existují rovněž vícestupňové zplyňovací technologie, které se vyznačují tím, že mají oddělená pásma pyrolýzy paliva, parciální oxidace a redukčního lože. Velkou výhodu těchto zařízení je velmi nízký obsah dehtů v plynu, takže pro využití v plynovém motoru není vyžadováno nákladné čištění plynu od dehtů. Plyn je pouze zbaven pevných částic (odprašků) ve filtru. Tato úprava plynuje však velmi jednoduchá a investičně nenáročná.There are also multi-stage gasification technologies, which are characterized by having separate zones of fuel pyrolysis, partial oxidation and reduction bed. The great advantage of these devices is the very low tar content in the gas, so that costly purification of the gas from the tars is not required for use in a gas engine. The gas is only free of solid particles (dust) in the filter. However, this adjustment is very simple and inexpensive.

Vícestupňové zplyňovací zařízení je popsáno v užitném vzoru CZ 26592 Ul. Obsahuje pyrolýzní pásmo s přívodem primárního vzduchu, vyhřívané produkovaným plynem a opatřené vzduchotěsným podavačem paliva, který umožňuje průběžné doplňování paliva shora, a míchadlem, které rovnoměrně rozprostírá palivo v horní části pyrolýzního pásma; parciálně oxidační komoru tvaru válce nebo kužele, kam samovolně postupuje palivo z pyrolýzního pásma a kam je zaveden přívod sekundárního vzduchu; a redukční zóny, z níž je odváděn popel i produkovaný plyn.The multi-stage gasifier is described in utility model CZ 26592 Ul. It comprises a pyrolysis zone with a supply of primary air, heated by the produced gas and equipped with an airtight fuel feeder, which allows continuous refueling from above, and a stirrer, which evenly distributes the fuel in the upper part of the pyrolysis zone; a cylindrical or cone-shaped partial oxidation chamber, where the fuel from the pyrolysis zone proceeds spontaneously and where a secondary air supply is introduced; and a reduction zone from which both ash and produced gas are discharged.

Základními nevýhodami vícestupňového zplyňování jsou: obtížné zvyšování pyrolýzní plochy při použití technologie pro větší výkony, obtížné řízení výšky i tlakové ztráty redukčního lože, nedokonalé oddělení jednotlivých zón pro zajištění spolehlivého a bezpečného provozu a špatná regulovatelnost a pružnost výkonu zplynovače.The main disadvantages of multi-stage gasification are: difficult increase of pyrolysis area when using technology for higher outputs, difficult control of height and pressure loss of the reduction bed, imperfect separation of individual zones to ensure reliable and safe operation and poor controllability and flexibility of gasifier performance.

Všechna dosavadní řešení vícestupňového zplyňování řeší kompromisy mezi mechanickotechnologickou jednoduchostí, účinností konverze redukčního lože, rozsahem použitých paliv a jejich granulometrii, možnostmi zvětšení velikosti výkonu zařízení, pružností reakce celkového průtoku plynu na změny výkonu, životností zařízení a nákladů na jeho údržbu.All current multi-stage gasification solutions address trade-offs between mechanical simplicity, reduction bed conversion efficiency, range of fuels used and their granulometry, plant power increase, overall gas flow response to power changes, plant life and maintenance costs.

- 1 CZ 306239 B6- 1 CZ 306239 B6

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Nedostatky předchozích řešení byly odstraněny vytvořením nového zařízení pro vícestupňové zplyňování uhlíkatých paliv, které sdružuje v jednom zařízení a) sušicí a pyrolýzně-oxidační zónu, b) roztápěcí a parciálně oxidační zónu a c) redukční lože s odpopelňováním. Podstata vynálezu spočívá zejména v konstrukčním řešení kontrolovaného průchodu paliva z pyrolýzněoxidační zóny do redukční zóny namísto samovolného přepadávání, jak je tomu u zařízení podle CZ 26592 Ul.The shortcomings of the previous solutions were eliminated by creating a new plant for multistage gasification of carbonaceous fuels, which combines in one plant a) drying and pyrolysis-oxidation zone, b) melting and partial oxidation zone and c) reduction bed with ash removal. The essence of the invention lies in particular in the design solution of the controlled passage of fuel from the pyrolysis oxidation zone to the reduction zone instead of spontaneous overflow, as is the case with the device according to CZ 26592 U1.

Zařízení pro zplyňování uhlíkatých paliv podle vynálezu obsahuje první nádobu, v níž je umístěna pyrolýzně-oxidační zóna. První nádoba je opatřena vzduchotěsným uzávěrem pro doplňování paliva, dále míchačem, s výhodou opatřeným míchadlem pro rozprostírání vsypaného paliva, a alespoň jedním vstupem primárního zplyňovacího média. Zařízení dále obsahuje druhou nádobu, v níž je umístěna parciálně oxidační zóna a redukční zóna. První a druhá nádoba jsou spojeny hrdlem. Dno druhé nádoby je tvořeno pohyblivým roštem odděleným od stěn nádoby mezerou pro odvod popela. Pohyblivý rošt má otvory pro průchod produkovaného plynu. Pohyblivý rošt může být například rotační, výkyvný či posuvný.The apparatus for gasifying carbonaceous fuels according to the invention comprises a first vessel in which a pyrolysis-oxidation zone is located. The first vessel is provided with an airtight cap for refueling, a stirrer, preferably a stirrer for spreading the poured fuel, and at least one inlet of the primary gasification medium. The device further comprises a second vessel in which the partial oxidation zone and the reduction zone are located. The first and second containers are connected by a neck. The bottom of the second vessel is formed by a movable grate separated from the walls of the vessel by a gap for ash removal. The movable grate has openings for the passage of the produced gas. The movable grate can be, for example, rotating, pivoting or sliding.

Míchač prochází po celé výšce první nádoby a je na konci opatřen zařízením pro nabírání pyrolyzovaného paliva ve spodní části první nádoby a pro jeho kontrolované vsypávání do druhé nádoby hrdlem. Míchač je nad zařízením pro nabírání a kontrolované vsypávání pyrolyzovaného paliva také opatřen stříškou, s výhodou kuželovitou nebo jehlanovitou, pro zabránění nekontrolovatelnému vsypávání paliva do druhé nádoby.The mixer extends along the entire height of the first vessel and is provided at the end with a device for collecting the pyrolyzed fuel in the lower part of the first vessel and for its controlled pouring into the second vessel through the neck. The mixer is also provided with a roof, preferably conical or pyramidal, above the device for collecting and controlled pouring of pyrolyzed fuel, in order to prevent uncontrollable pouring of fuel into the second vessel.

Zařízením pro nabírání pyrolyzovaného paliva ve spodní části první nádoby a pro jeho kontrolované vsypávání do druhé nádoby hrdlem jsou ve výhodném provedení spirálně uspořádané lopatky. Lopatky na konci míchače jsou výhodněji uspořádány v podstatě souběžně se dnem první nádoby, přičemž jejich střed jev podstatě v ose hrdla. Vzdálenost mezi lopatkami a dnem první nádoby je s výhodou v rozmezí 2 až 20 cm.In a preferred embodiment, the devices for collecting the pyrolyzed fuel in the lower part of the first container and for its controlled pouring into the second container through the neck are spirally arranged vanes. The blades at the end of the mixer are more preferably arranged substantially parallel to the bottom of the first vessel, their center being substantially in the axis of the neck. The distance between the blades and the bottom of the first container is preferably in the range of 2 to 20 cm.

V hrdle je uspořádána alespoň jedna tryska pro vstup sekundárního zplyňovacího média do parciálně oxidační zóny. Alespoň jedna tryskaje uspořádána na konci míchače, přičemž uvnitř míchače je dutina procházející po celé jeho délce pro vedení sekundárního zplyňovacího média, vstupujícího do parciálně oxidační zóny tryskou na konci míchače v hrdle. V tomto provedení je vedením sekundárního zplyňovacího média uvnitř míchače ochlazována trubka míchače, a zároveň ohříváno sekundární zplyňovací médium. V dalším výhodném provedení mohou být další trysky zavedeny do stěn hrdla.At least one nozzle is arranged in the neck for the entry of the secondary gasification medium into the partial oxidation zone. At least one nozzle is arranged at the end of the mixer, and inside the mixer there is a cavity extending along its entire length to guide the secondary gasification medium entering the partial oxidation zone through the nozzle at the end of the mixer in the throat. In this embodiment, by passing the secondary gasification medium inside the mixer, the mixer tube is cooled, and at the same time the secondary gasification medium is heated. In another preferred embodiment, additional nozzles can be introduced into the walls of the neck.

Obsahuje-li zařízení více vstupů primárního zplyňovacího média, jsou tyto vstupy s výhodou rozmístěné po obvodu první nádoby.If the device comprises several inlets of primary gasification medium, these inlets are preferably distributed around the circumference of the first vessel.

Zařízení je dále s výhodou opatřeno vnějším pláštěm, přičemž mezi vnějším pláštěm a nádobami je umístěna tepelná izolace. V plášti jsou otvory pro přívod primárního zplyňovacího média a popřípadě pro přívod sekundárního zplyňovacího média (jsou-li trysky zavedeny do stěn hrdla), odvod produkovaného plynu a vzduchotěsný odvod popela. V jednom výhodném provedení je odvod produkovaného plynu uspořádán v horní části vnějšího pláště. U dna vnějšího pláště jsou uspořádány popelové lopatky pro přihrnování popela do vzduchotěsného odvodu popela, například klapek popela. V jenom výhodném provedení jsou lopatky uspořádány na stejné ose jako rošt a otáčejí ěi posouvají se spolu s roštem.The device is furthermore preferably provided with an outer jacket, wherein thermal insulation is arranged between the outer jacket and the containers. The casing has openings for the supply of the primary gasification medium and possibly for the supply of the secondary gasification medium (if the nozzles are introduced into the walls of the neck), the discharge of the produced gas and the airtight ash discharge. In one preferred embodiment, the exhaust gas produced is arranged in the upper part of the outer casing. At the bottom of the outer shell, ash blades are arranged for collecting the ash into an airtight ash outlet, for example ash flaps. In only a preferred embodiment, the blades are arranged on the same axis as the grate and rotate and slide with the grate.

V dalším výhodném provedení zařízení dále obsahuje modul pro ovládání vzduchotěsného přívodu paliva podle příkonu míchadla. Když se zvýší příkon míchadla, znamená to, že hladina vsypaného paliva v pyrolýzně-oxidační zóně dosáhla do úrovně míchadla a není již potřeba přivádět další palivo - přívod se uzavře. Když se příkon míchadla opět sníží, indikuje to snížení hladinyIn another preferred embodiment, the device further comprises a module for controlling the airtight fuel supply according to the power input of the stirrer. When the power input of the stirrer increases, it means that the level of the poured fuel in the pyrolysis-oxidation zone has reached the level of the stirrer and there is no need to supply more fuel - the supply is closed. When the power consumption of the stirrer decreases again, this indicates a decrease in the level

-2CZ 306239 B6 paliva v pyrolýzně-oxidační zóně a přívod se otevře. Výška hladiny se však dá monitorovat i jinými vhodnými způsoby.-2GB 306239 B6 fuel in the pyrolysis-oxidation zone and the inlet opens. However, the level can also be monitored in other suitable ways.

S výhodou má druhá nádoba tvar v podstatě válce nebo víceúhelníkového hranolu.Preferably, the second container has the shape of a substantially cylindrical or polygonal prism.

Vstupy primárního zplyňovacího média jsou obvykle umístěny ve spodní polovině první nádoby.The inlets of the primary gasification medium are usually located in the lower half of the first vessel.

Vzduchotěsný uzávěr pro vstup paliva může být konstrukčně proveden například jako klapky, pístový podavač, dvě šoupata, nebo turniket.The airtight cap for the fuel inlet can be designed as flaps, a piston feeder, two slides or a turnstile.

Uhlíkatá paliva zahrnují zejména biomasu, uhlí, dřevní uhlí, štěpky, piliny, pelety biomasy, pelety TAP (tuhé alternativní palivo) apod.Carbonaceous fuels mainly include biomass, coal, charcoal, wood chips, sawdust, biomass pellets, TAP pellets (solid alternative fuel), etc.

Plyn produkovaný zařízením podle vynálezu je vhodný zejména pro energetické účely, jako například pro výrobu elektrické energie a tepla.The gas produced by the device according to the invention is particularly suitable for energy purposes, such as the production of electricity and heat.

Kontrolovaný vstup pyrolyzovaného paliva do parciálně oxidační zóny a redukční zóny, zajištěný zúženým hrdlem mezi nádobami a nad ním umístěným zařízením pro nabírání pyrolyzovaného paliva ve spodní části první nádoby a pro jeho kontrolované vsypávání do druhé nádoby hrdlem (například spirálně uspořádanými lopatkami) a stříškou, umožňuje udržování stálé výšky redukčního lože a tím dovoluje mnohem přesněji kontrolovat děje v zplyňovacím zařízení a pružněji měnit výkon zplyňovacího zařízení prakticky bez kolísání složení a kvality produkovaného plynu. To dosud žádné zařízení nedovolovalo. K tomuto efektu přispívají i další prvky konstrukce zařízení, tak jak jsou zde popsány.The controlled entry of pyrolyzed fuel into the partial oxidation zone and the reduction zone, provided by a constricted neck between the vessels and a device above it for collecting pyrolyzed fuel at the bottom of the first vessel and for its controlled pouring into the second vessel through the neck (e.g. spirally arranged vanes) and roof, allows maintaining a constant height of the reduction bed and thus allows much more precise control of the processes in the gasifier and more flexible change in the performance of the gasifier virtually without fluctuations in the composition and quality of the gas produced. So far no facility has allowed this. Other elements of the device design, as described here, also contribute to this effect.

Regulace přívodu primárního a sekundárního zplyňovacího média má velký význam pro výkonovou flexibilitu popisovaného generátoru plynu, čímž se značně liší od předchozích řešení vícestupňových generátorů plynu (např. CZ 26 592 U1 či CZ 295 171).The regulation of the supply of the primary and secondary gasification medium is of great importance for the power flexibility of the described gas generator, which makes it significantly different from previous solutions of multi-stage gas generators (eg CZ 26 592 U1 or CZ 295 171).

Trysky primárního zplyňovacího vzduchu, umístěné v první nádobě, umožňují snadný start generátoru plynu a jeho pružnou reakci na změnu výkonu.The primary gasification nozzles, located in the first vessel, allow the gas generator to start easily and react flexibly to power changes.

Pohyblivý rošt s lopatkami umožňuje transport vychlazeného popela z generátoru plynu a pohyb a prohrabávání redukčního lože.The movable grate with blades allows the transport of cooled ash from the gas generator and the movement and digging of the reduction bed.

Zařízení podle předkládaného vynálezu umožňuje výrobu velmi čistého generátorového plynu s minimálním obsahem dehtů (např. pod 10 mg/m³), využití širokého spektra typů paliv, využití paliva v širokém rozmezí zrnitostí, vysokou tepelnou účinnost zplyňování (např. > 90 %).The plant according to the present invention allows the production of very clean generator gas with a minimum tar content (e.g. below 10 mg / m ³ ), the use of a wide range of fuel types, fuel utilization in a wide grain size range, high thermal gasification efficiency (e.g.> 90%).

Součásti zařízení jsou vyrobeny z materiálů, které snesou odpovídající tepelné a mechanické zatížení, například vysoce namáhané části mohou být ze žáruvzdorné keramiky nebo kovové slitiny. Méně tepelně namáhané části mohou být vyrobeny z černých, uhlíkatých ocelí, to znamená nižší investiční náklady na takové zařízení.The components of the device are made of materials that can withstand the corresponding thermal and mechanical loads, for example the highly stressed parts can be made of refractory ceramics or a metal alloy. Less thermally stressed parts can be made of black, carbon steels, i.e. lower investment costs for such equipment.

Zplyňovacím médiem může být kyslík, vzduch, nebo jiná směs plynů obsahující kyslík.The gasification medium can be oxygen, air, or another oxygen-containing gas mixture.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Obr. 1 znázorňuje jedno provedení vynálezu, tak jak je popsáno v Příkladu 1.Giant. 1 illustrates one embodiment of the invention as described in Example 1.

Obr. 2 znázorňuje druhé provedení vynálezu, tak jak je popsáno v Příkladu 2.Giant. 2 shows a second embodiment of the invention as described in Example 2.

-3 CZ 306239 B6-3 CZ 306239 B6

Příklad uskutečnění vynálezuExample of an embodiment of the invention

Příklad 1: Konstrukce zařízeníExample 1: Equipment design

Vynález je dále objasněn na příkladu provedení s pomocí Obr. 1. Tento příklad provedení neomezuje rozsah vynálezu.The invention is further elucidated on the basis of an exemplary embodiment with the aid of FIG. 1. This exemplary embodiment does not limit the scope of the invention.

Zařízení pro zplyňování uhlíkatých paliv obsahuje první nádobu 2, v níž je umístěna pyrolyzačně-oxidační zóna. První nádoba 2 je opatřena vzduchotěsným uzávěrem 3 pro doplňování paliva, dále míchačem 4, opatřeným míchadlem 5 pro rozprostírání vsypaného paliva, a vstupy 15 primárního zplyňovacího média 16 rozmístěnými po obvodu první nádoby 2. Zařízení dále obsahuje druhou nádobu 7, v níž je umístěna parciálně oxidační zóna 17 a redukční zóna 13, kterou je redukční vrstva uhlíkatého zbytku paliva. První 2 a druhá nádoba 7 jsou spojeny hrdlem 6. Dno druhé nádoby 7 je tvořeno pohyblivým roštem 19 odděleným od stěn nádoby 7 mezerou pro odvod popela. Pohyblivý rošt 19 má otvory pro průchod produkovaného plynu.The device for gasification of carbonaceous fuels comprises a first vessel 2, in which a pyrolysis-oxidation zone is located. The first vessel 2 is provided with an airtight refueling cap 3, a stirrer 4 provided with a stirrer 5 for spreading the poured fuel, and inlets 15 of the primary gasification medium 16 distributed around the circumference of the first vessel 2. The device further comprises a second vessel 7 in which it is located partially. oxidation zone 17 and reduction zone 13, which is a reducing layer of carbonaceous fuel residue. The first 2 and the second container 7 are connected by a neck 6. The bottom of the second container 7 is formed by a movable grate 19 separated from the walls of the container 7 by a gap for ash removal. The movable grate 19 has openings for the passage of the gas produced.

Míchač 4 prochází v ose první nádoby 2 po celé výšce nádoby 2 a je na konci opatřen lopatkami 12 uspořádanými spirálně pro nabírání pyrolyzovaného paliva ve spodní části první nádoby 2 a pro jeho kontrolované vsypávání do druhé nádoby 7 hrdlem 6. Míchač 4 je nad lopatkami 12 také opatřen kuželovitou stříškou 11 pro zabránění nekontrolovatelnému vsypávání paliva do druhé nádoby 7. Uvnitř míchače 4 je dutina procházející po celé jeho délce pro vedení sekundárního zplyňovacího média od jeho vstupu 10 k trysce 8, kterou sekundární zplyňovací médium vstupuje do parciálně oxidační zóny 17.The mixer 4 extends in the axis of the first vessel 2 along the entire height of the vessel 2 and is provided at the end with paddles 12 arranged spirally for picking up pyrolyzed fuel in the lower part of the first vessel 2 and for its controlled pouring into the second vessel 7 by the neck 6. The mixer 4 is above the blades 12. also provided with a conical roof 11 to prevent uncontrollable fuel pouring into the second vessel 7. Inside the mixer 4 there is a cavity extending along its entire length to guide the secondary gasification medium from its inlet 10 to the nozzle 8 through which the secondary gasification medium enters the partial oxidation zone 17.

Lopatky 12 na konci míchače 4 jsou s výhodou uspořádány v podstatě souběžně se dnem první nádoby 2, přičemž jejich střed je v podstatě v ose hrdla 6. Vzdálenost mezi lopatkami 12 a dnem první nádoby 2 je v rozmezí 2 až 20 cm.The blades 12 at the end of the mixer 4 are preferably arranged substantially parallel to the bottom of the first vessel 2, their center being substantially in the axis of the neck 6. The distance between the blades 12 and the bottom of the first vessel 2 is between 2 and 20 cm.

Zařízení je dále opatřeno vnějším pláštěm 1, v tomto provedení válcovým, přičemž mezi vnějším pláštěm 1 a nádobami 2, 7 je umístěna tepelná izolace 14. V plášti 1 jsou otvory 15 pro přívod primárního zplyňovacího média, odvod 22 produkovaného plynu a vzduchotěsný odvod 20 popela. U dna vnějšího pláště 1 jsou uspořádány popelové lopatky 21 pro přihrnování popela do vzduchotěsného odvodu 20 popela, zde jsou použity klapky popela. Lopatky 21 uspořádány na stejné ose jako rošt 19 a otáčejí či posouvají se spolu s roštem 19.The device is further provided with an outer casing 1, in this embodiment cylindrical, thermal insulation 14 being placed between the outer casing 1 and the vessels 2, 7. In the casing 1 there are openings 15 for the primary gasification medium, the produced gas outlet 22 and the airtight ash outlet 20. . At the bottom of the outer shell 1, ash vanes 21 are arranged for collecting the ash into the airtight ash outlet 20, where ash flaps are used. The blades 21 are arranged on the same axis as the grate 19 and rotate or slide together with the grate 19.

Zařízení může dále obsahovat modul pro ovládání vzduchotěsného přívodu paliva podle příkonu míchadla (neznázorněno). Když se zvýší příkon míchadla, znamená to, že hladina vsypaného paliva v pyrolýzně—oxidační zóně dosáhla do úrovně míchadla a není již potřeba přivádět další palivo — přívod se uzavře. Když se příkon míchadla opět sníží, indikuje to snížení hladiny paliva v pyrolýzně-oxidační zóně a přívod se otevře.The device may further comprise a module for controlling the airtight fuel supply according to the power input of the stirrer (not shown). When the power input of the stirrer increases, it means that the level of the poured fuel in the pyrolysis-oxidation zone has reached the level of the stirrer and there is no need to supply more fuel - the supply is closed. When the stirrer power is reduced again, this indicates a reduction in the fuel level in the pyrolysis-oxidation zone and the feed opens.

Palivo je do první nádoby 2 plněno přes vzduchotěsný uzávěr 3, který může mít různou podobu. Výšku paliva v nádobě 2 hlídá neznázoměný modul, který při zvýšení hladiny až do úrovně míchadla 5 zaznamená zvýšený příkon a ukončí plnění palivem. Při provozu palivo v nádobě 2 plynule klesá, vysušuje se a následně dochází vlivem předaného tepla k jeho postupné pyrolýze. Teplo se získává oxidací části paliva v oblasti vstupu 15 primárního zplyňovacího média 16, které je do trysek přiváděno předehřáté na teplotu 100 až 600 °C. Odpařená vlhkost z paliva v podobě páry a posléze i uvolněná prchavá složka proudí postupně celým průřezem první nádoby 2, palivo je rozloženo na uhlíkatý zbytek a prchavou složku a ta proudí přes hrdlo 6 do druhé nádoby 7. V horní, parciálně oxidační zóně (POX) druhé nádoby 7 je prchavá složka částečně spalována přídavkem sekundárního zplyňovacího média, které vstupuje do POX zóny 17 tryskou 8 přes dutou trubku míchadla 4. Sekundární médium je rovněž předehřáto na teplotu 100 až 600 °C a vstupuje do míchače 4 přes rotační spojku 9 vstupem 10. Parciální oxidace zásadní měThe fuel is filled into the first container 2 via an airtight cap 3, which can take various forms. The height of the fuel in the vessel 2 is monitored by a module (not shown) which, when the level rises to the level of the stirrer 5, detects an increased power input and terminates the refueling. During operation, the fuel in the vessel 2 gradually decreases, dries out and subsequently, due to the transferred heat, it gradually pyrolyzes. Heat is obtained by oxidizing part of the fuel in the region of the inlet 15 of the primary gasification medium 16, which is fed to the nozzles preheated to a temperature of 100 to 600 ° C. Evaporated moisture from the fuel in the form of steam and then the released volatile component flows gradually through the entire cross section of the first vessel 2, the fuel is decomposed into carbonaceous residue and volatile component and it flows through the neck 6 into the second vessel 7. In the upper, partial oxidation zone (POX) of the second vessel 7, the volatile component is partially combusted by the addition of a secondary gasification medium which enters the POX zone 17 through a nozzle 8 via a hollow tube of the stirrer 4. The secondary medium is also preheated to 100-600 ° C and enters the mixer 4 via a rotary coupling 9 Partial oxidation is essential to me

-4CZ 306239 B6 rou přispívá ke štěpení dehtů v této části zařízení (generátoru). Spalováním části plynu se zvyšuje teplota v POX zóně až k 1400 °C za současného vzniku CO2.-4GB 306239 B6 rou contributes to the splitting of tars in this part of the device (generator). Combustion of part of the gas raises the temperature in the POX zone up to 1400 ° C with the simultaneous formation of CO2.

Druhá nádoba 7 má v dolní části vrstvu uhlíkatého zbytku paliva - redukční zónu 13, která je 5 udržovaná v konstantní výši, aby toto tzv. redukční lože dokončilo štěpení zbylých dehtů a redukovalo výše vzniklý CO₂ opět na hořlavý plyn CO. Uhlíkatý zbytek je vsypáván do POX zóny 17 a redukčního lože 13 rotací míchače 4, na jehož dolním konci je pod kuželovou stříškou 11 několik párů lopatek 12 uspořádaných spirálně tak, aby kontrolované nabíraly sesouvající se palivo v první nádobě 2 a vsypávaly hrdlem 6 do POX zóny 17 a redukčního lože 13. Kuželová stříška 11 10 zabraňuje nekontrolovatelnému vsypávání paliva do druhé nádoby 7. V POX zóně 17 dojde spálením části plynu k zvýšení teploty a tím dojde k termickému rozkladu dehtů v plynu. Značně k tomu přispívá i dlouhá doba setrvání plynu v této zóně, díky jejímu velkému objemu. Horké plyny po průchodu rozžhavenou redukční vrstvou jsou zbaveny zbytkových dehtů a zároveň se zvýší jejich výhřevnost redukcí CO₂ reakcí s uhlíkatým materiálem a vzniku CO.The second vessel 7 has in the lower part a layer of carbonaceous fuel residue - reduction zone 13, which is kept at a constant level, so that this so-called reduction bed completes the cleavage of the remaining tars and reduces the CO ₂ formed again to flammable CO gas. The carbon residue is poured into the POX zone 17 and the reduction bed 13 by rotating the mixer 4, at the lower end of which there are several pairs of blades 12 arranged spirally under the conical roof 11 so as to collect the recirculating fuel in the first vessel 2 and pour it into the POX zone. 17 and the reduction bed 13. The conical roof 11 10 prevents the uncontrolled pouring of fuel into the second vessel 7. In the POX zone 17, the combustion of a part of the gas raises the temperature and thus the tars in the gas are thermally decomposed. The long residence time of the gas in this zone, thanks to its large volume, also contributes significantly to this. After passing through the hot reduction layer, the hot gases are freed of residual tars and at the same time their calorific value is increased by reducing CO ₂ by reaction with carbonaceous material and the formation of CO.

Generátor plynu je v exponovaných místech vyzděn žáruvzdornou keramikou a je dokonale zaizolován tepelnou izolací 14.The gas generator is lined with refractory ceramics in exposed areas and is perfectly insulated with thermal insulation 14.

Při roztápění zplynovaěe a rovněž při změnách požadovaného výkonu jsou využívány trysky 15 20 primárního zplyňovacího média 16, které jsou umístěny po obvodu první nádoby 2.During the heating of the gasifier and also during the changes of the required power, the nozzles 15 20 of the primary gasification medium 16 are used, which are located around the circumference of the first vessel 2.

Připojením hořáku na vstup 15 primárního spalovacího média 16 se zapálí a začne zplyňovat palivo v generátoru, čímž dojde ke vzrůstu teploty v parciálně oxidační zóně 17. Po jejím zvýšení nad teplotu 450 °C je možné odpojit hořák a regulovaně otevřít přívod 10 sekundárního média, 25 které proudí přes trysku 8 do POX zóny 17, kde se začne rychle zvyšovat teplota. Po stabilizaci teploty POX zóny na dostatečné úrovni (například 1000 až 1200 °C) a dostatečném prohřátí redukční vrstvy 13 je produkovaný generátorový plyn připraven k použití v kogenerační jednotce.By connecting the burner to the inlet 15 of the primary combustion medium 16, the fuel in the generator ignites and starts to gasify, thus raising the temperature in the partial oxidation zone 17. After raising it above 450 ° C it is possible to disconnect the burner and open the secondary medium supply 10. which flows through the nozzle 8 into the POX zone 17, where the temperature begins to rise rapidly. After stabilizing the temperature of the POX zone at a sufficient level (e.g. 1000 to 1200 ° C) and sufficiently heating the reduction layer 13, the produced generator gas is ready for use in the cogeneration unit.

Přívod 10 sekundárního média je regulován tak, aby byla i při proměnném zatížení udržena po30 žadovaná teplota v POX zóně. Přívod 15 primárního média 16 je regulován tak, aby nad palivem v násypce generátoru byl stále udržován podtlak v určitém rozmezí (0 až 500 Pa).The supply of 10 secondary medium is regulated so that the required temperature in the POX zone is maintained even under variable load. The supply 15 of the primary medium 16 is regulated so that a negative pressure is still maintained above the fuel in the generator hopper in a certain range (0 to 500 Pa).

Rošt 19 zplynovaěe nese redukční vrstvu 13 a při občasném otáčení přihrnuje popelovými lopatkami 21 popel, vychlazený o dno generátoru, do otvorů klapek 20 popela a umožňuje tím regulo35 váné odpopelňování. Horký plyn zbavený dehtů vystupuje po průchodu roštem výstupem 22.The grate 19 of the gasifier carries a reduction layer 13 and, when rotated from time to time, feeds the ash cooled by the bottom of the generator through the ash blades 21 into the openings of the ash flaps 20, thus enabling controlled ash removal. The tar-free hot gas exits the grate 22 after passing through the grate.

Obr. 2 znázorňuje druhé provedení vynálezu, obsahující stejné součásti, zdokonalené však o využití citelného tepla odcházejícího generátorového plynu k předehřevu horní části pyrolýzněoxidační nádoby 2 a tím paliva, vstupujícího do generátoru. Toho je dosaženo umístěním výstupu 40 22 produkovaného plynu do horní části vnějšího pláště 1. Výsledkem je další zvýšení tepelné účinnosti generátoru.Giant. 2 shows a second embodiment of the invention comprising the same components, but improved by using the sensible heat of the exhaust generator gas to preheat the upper part of the pyrolysis oxidation vessel 2 and thus the fuel entering the generator. This is achieved by placing the outlet 40 22 of the produced gas in the upper part of the outer casing 1. The result is a further increase in the thermal efficiency of the generator.

U tohoto provedení vynálezu je vytvořena další koncentrická nádoba 23 kolem nádob 2 a 7 tak, aby vznikl meziprostor 18, kterým stoupá zpod roštu vytvořený plyn vzhůru k výstupu 22 v horní 45 části nádoby 1 a tím je umožněn ohřev nádoby 2 a přes její stěnu též paliva v nádobě 2.In this embodiment of the invention, a further concentric vessel 23 is formed around the vessels 2 and 7 so as to create an interspace 18 through which the gas formed rises from the grate upwards to the outlet 22 in the upper part of the vessel 1 and thus allows the vessel 2 to be heated and fuel in container 2.

Příklad 2: Porovnání nového zařízení dle vynálezu se zařízením podle UV 26592Example 2: Comparison of a new device according to the invention with a device according to UV 26592

Zařízení pro vícestupňové zplyňování uhlíkatých paliv podle vynálezu má jinou konstrukci než vícestupňové zplyňovací zařízení popsané v užitném vzoru CZ 26592. Porovnání je provedeno a vysvětleno na příkladu zařízení podle Příkladu 1, aleje platné pro každé zařízení podle vynálezu. Oproti zařízení podle UV 26592 použitá konstrukce umožňuje dosažení následujících výhod během provozu:The device for multistage gasification of carbonaceous fuels according to the invention has a different construction than the multistage gasification plant described in utility model CZ 26592. The comparison is made and explained on the example of the plant according to Example 1, but valid for each plant according to the invention. Compared to the device according to UV 26592, the used construction allows to achieve the following advantages during operation:

Dokonalé prostorové oddělení pyrolýzně-oxidační, parciálně-oxidační a redukční zóny umožňující nezávislou regulaci teploty v každé z uvedených zón.Perfect spatial separation of the pyrolysis-oxidation, partial-oxidation and reduction zones enabling independent temperature control in each of the mentioned zones.

Zúžení horní 2 a dolní 7 nádoby (časti reaktoru) v místě jejich spojení a umístění trysky 8 do tohoto místa přívodu sekundárního zplyňovacího media umožňuje dokonalé promíchání plynu obsahujícího prchavou hořlavinu uvolněnou v horní části 2 reaktoru se zplyňovacím mediem přidávaným dutou trubku míchadla 4. Na rozdíl od zařízení uvedeného v UV 26592, efektivního turbulentního proudění v oblasti zúžení (parciálně-oxidační zóny) lze dosáhnout za mnohem větších rozmezí poměru primárního 16 a sekundárního 10 zplyňovacího media, a to s výhodou umožňuje jak redukci obsahu dehtu v plynu, tak i snížení průniku primárních produktů pyrolýzy z horní 2 do dolní nádoby 7 zařízení. Konstrukčně realizované zúžení místa spojení dvou nádob tak zajišťuje dokonalé promíchávaní hořlavých plynů s kyslíkem v zóně hořáku POX.The constriction of the upper 2 and lower 7 vessels (reactor parts) at their junction and the location of the nozzle 8 at this secondary gasification medium feed allows perfect mixing of the volatile combustible gas released in the upper 2 of the reactor with the gasification medium added to the hollow tube of the stirrer 4. from the device mentioned in UV 26592, effective turbulent flow in the constriction area (partial-oxidation zones) can be achieved in much larger ranges of the ratio of primary 16 and secondary 10 of the gasification medium, and this advantageously allows both reduction of tar content in the gas and reduction of penetration. primary products of pyrolysis from the upper 2 to the lower vessel 7 of the plant. The structurally narrowed connection of the two vessels thus ensures perfect mixing of flammable gases with oxygen in the zone of the POX burner.

Řízení množství vnikajícího uhlíkatého materiálu z dolní části horní nádoby 2 do druhé nádoby 7 (dolní části reaktoru) umožňuje udržování výšky uhlíkatého materiálu v redukční zóně 13 na optimální konstantní hladině. V důsledku toho je zajištěna dostatečná reakční doba jak pro reakci CO2 a H₂O (g) s uhlíkem přítomným v redukční zóně 13, tak odstranění zbytkových množství sekundárních a terciálních složek dehtu z plynu.Controlling the amount of incoming carbonaceous material from the lower part of the upper vessel 2 to the second vessel 7 (lower part of the reactor) makes it possible to keep the height of the carbonaceous material in the reduction zone 13 at an optimal constant level. As a result, a sufficient reaction time is ensured both for the reaction of CO 2 and H ₂ O (g) with the carbon present in the reduction zone 13 and for the removal of residual amounts of secondary and tertiary tar components from the gas.

Nová konstrukce zařízení, oproti konstrukci uvedené v UV 26592, umožňuje řízení celého zařízení dle více různých parametrů (teplota v horní a dolní části generátoru, hladina uhlíkatého materiálu v dolní časti reaktoru apod.), což umožňuje při provozu zařízení realizovat odlišný charakter regulace a řízení celého procesu chodu generátoru, zajišťujícího stabilnější provoz, minimální změny ve složení plynu, a tak i produkci plynu s nižším obsahem nežádoucích složek než v případě provozu zařízení dle UV 26592.The new design of the device, compared to the design specified in UV 26592, allows control of the whole device according to several different parameters (temperature in the upper and lower part of the generator, level of carbonaceous material in the lower part of the reactor, etc.), which allows to operate a different nature of regulation and control the entire process of the generator, ensuring more stable operation, minimal changes in the composition of the gas, and thus the production of gas with a lower content of undesirable components than in the case of operation of equipment according to UV 26592.

Použití generátoru odlišné konstrukce se projevuje také produkcí hořlavého plynu s nižším obsahem nežádoucích složek, a to i v případě použití paliva s vyšším obsahem vlhkosti v palivu. V Tab. 1 je uvedeno typické složení plynu produkovaného při zplyňování dřevní štěpky v souproudém generátoru a dvou vícestupňových generátorech. Produkovaný plyn obsahuje oxid uhelnatý (CO), vodík (H₂), oxid uhličitý (CO₂), dusík (N₂) a metan (CH₄) a další uhlovodíky (C_xH_y). V Tab. 1 jsou také uvedeny hodnoty obsahu dehtu v surovém plynu přímo za generátorem. Jednou z výhod zařízení pro vícestupňové zplyňování uhlíkatých materiálu je skutečnost, že produkovaný plyn obsahuje minimální množství dalších uhlovodíků (C_xH_y) a minimální podíl dehtu v plynu.The use of a generator of a different design also results in the production of a flammable gas with a lower content of undesirable components, even in the case of using a fuel with a higher moisture content in the fuel. In Tab. 1 shows the typical composition of the gas produced during the gasification of wood chips in a cocurrent generator and two multistage generators. The gas produced contains carbon monoxide (CO), hydrogen (H ₂ ), carbon dioxide (CO ₂ ), nitrogen (N ₂ ) and methane (CH ₄ ) and other hydrocarbons (C _x H _y ). In Tab. 1 also shows the tar content values in the raw gas directly downstream of the generator. One of the advantages of a device for multistage gasification of carbonaceous materials is the fact that the gas produced contains a minimum amount of other hydrocarbons (C _x H _y ) and a minimum tar content in the gas.

Tabulka 1. Srovnání složení plynu z různých typů zplyňovacích generátorůTable 1. Comparison of gas composition from different types of gasifiers

Souproudý Concurrent Vícestupňový dle UV 26592 Multistage according to UV 26592 Zařízení podle vynálezu (vícestupňové) Device according to the invention (multistage) Zařízení podle vynálezu (vícestupňové) Device according to the invention (multistage) Vlhkost paliva, % hm. Fuel humidity,% wt. <10 <10 <10 <10 15 15 25 25 Hlavní složky plynu The main components of gas Obsah v.plynu, % obj. Gas content,% vol. Oxid uhelnatý (CO) Carbon monoxide (CO) 24,6 24.6 27,7 27.7 21,0 21.0 15,6 15.6 Vodík (H₂)Hydrogen (H ₂ ) 16,4 16.4 22,4 22.4 21,3 21.3 24,5 24.5 Metan (CH₄)Methane (CH ₄ ) 2,2 2.2 1,0 1.0 1,1 1.1 2,1 2.1 Oxid uhličitý (CO₂)Carbon dioxide (CO ₂ ) 9,6 9.6 8,1 8.1 11,8 11.8 15,1 15.1 Dusík (N₂)Nitrogen (N ₂ ) 46,1 46.1 40,4 40.4 44,7 44.7 42,6 42.6 Ostatní složky (C_xH_y)Other components (C _x H _y ) 1,1 1.1 0,2 0.2 0,1 0.1 0,1 0.1 Obsah dehtu v plynu, mg/m³ Tar content in gas, mg / m ³ 1300-2500 1300-2500 30-100 30-100 10,0 10.0 16,0 16.0

-6CZ 306239 B6-6CZ 306239 B6

Detailní složení dehtu, stanoveného pomocí Tar Protokolu, ukazuje Tab. 2. V Tab. 2 je uvedeno, že dehet v surovém plynu přímo za generátorem obsahuje hlavně terciální složky dehtu (aromatické a polycyklické aromatické uhlovodíky). Podíl naftalenu v dehtu dosahuje na rozdíl od zařízení dle UV 26592 až 90 %. Celkový obsah dehtu je nižší než 20 mg/m³. Kyslíkaté sloučeniny (fenol, metylfenoly, benzofurany a dibenzofurany) ukazující na průnik složek prchavé hořlaviny do produkovaného plynu z horní nádoby 2 do dolní nádoby 7 nebyly v surovém plynu přímo za generátorem nalezeny. Jejich obsah byl pod mezí detekce použité analytické metody (GC MS).The detailed composition of the tar, determined using the Tar Protocol, is shown in Tab. 2. In Tab. 2 shows that the tar in the raw gas directly behind the generator contains mainly tertiary tar components (aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbons). Unlike equipment according to UV 26592, the proportion of naphthalene in tar reaches up to 90%. The total tar content is less than 20 mg / m ³ . Oxygen compounds (phenol, methylphenols, benzofurans and dibenzofurans) showing the penetration of volatile combustible components into the produced gas from the upper vessel 2 to the lower vessel 7 were not found in the raw gas directly behind the generator. Their content was below the detection limit of the analytical method used (GC MS).

Tabulka 2. Složení dehtu z plynu produkovaného v různých zplyňovacích generátorechTable 2. Composition of tar from gas produced in different gasifiers

Souproudý Concurrent Vícestupňový dle UV 26592 Multistage according to UV 26592 Zařízení podle vynálezu (vícestupňové) Device according to the invention (multistage) složka component Podíl složek v dehtu, % Proportion of components in tar,% fenol phenol 17,0 17.0 29,5 29.5 - - methylfenoly methylphenols 8,5 8.5 34,0 34.0 - - dibenzofurany dibenzofurans 11,6 11.6 7,0 7.0 1,4 1.4 inden+indan inden + indan 5,6 5.6 3,9 3.9 2,6 2.6 naftalen naphthalene 16,7 16.7 8,3 8.3 83,3 83.3 methylnaftaleny+ alkylnaftaleny methylnaphthalenes + alkylnaphthalenes 9,8 9.8 9,2 9.2 2,8 2.8 bifenyl biphenyl 1,4 1.4 0,9 0.9 1,8 1.8 acenaftylen acenaphthylene 5,7 5.7 0,6 0.6 2,5 2.5 acenaften acenaphthene 0,4 0.4 0,3 0.3 0,5 0.5 fluoren fluorene 1,6 1.6 0,7 0.7 0,7 0.7 fenantren+antracen phenanthrene + anthracene 5,6 5.6 0,8 0.8 1,7 1.7 metyl-fenatreny+ methyl fenatrenes + 2,5 2.5 0,5 0.5 - - cyclopenta[def]fenantren cyclopenta [def] phenanthrene fenylnaftaleny phenylnaphthalenes 0,4 0.4 0,1 0.1 - - fluoranten+pyren fluoranthene + pyrene 2,3 2.3 0,3 0.3 - - benzfluoreny benzfluorenes 0,1 0.1 - - - - methylfluoranten+methylpyren methylfluoranthene + methylpyrene 0,5 0.5 - - - - PAU o 4 kruzích PAU of 4 circles 0,5 0.5 - - PAU o 5 kruzích PAU of 5 circles 0,2 0.2 - - PAU o 6 kruzích PAU of 6 circles 0,1 0.1 - - - - ostatní látky other substances 9,5 9.5 3,9 3.9 2,7 2.7 Obsah dehtu v plynu, mg/m³ Tar content in gas, mg / m ³ 1992 1992 98,7 98.7 9,08 9.08

Na rozdíl od zařízení uvedeného v UV 26592 lze v zařízení podle předkládaného vynálezu produkovat plyn s nízkým obsahem dehtu při různých poměrech primárního a sekundárního vzduchu a s použitím paliva s vyšším obsahem velikosti. Díky tomu uvedené zařízení umožňuje produkovat plyn s vyšší odolností vůči detonaci v plynovém motoru.In contrast to the device mentioned in UV 26592, the device according to the present invention can produce a low tar gas at different primary and secondary air ratios and using a higher size fuel. As a result, the device makes it possible to produce gas with a higher resistance to detonation in a gas engine.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

PATENT CLAIMS

A device for gasifying carbonaceous fuels, comprising a first vessel (2) in which a pyrolysis-oxidation zone is provided, provided with an airtight cap (3) for refueling, a stirrer (4) and at least one inlet (15) of the primary gasification medium (16). , the device further comprising a second vessel (7) in which a partial oxidation zone (17) and a reduction zone (13) are located, the bottom of the second vessel (7) being formed by a movable grate (19) separated from the vessel walls (7) by a gap. for the removal of ash, the movable grate (19) having openings for the passage of the produced gas, characterized in that the first (2) and the second vessel (7) are connected to the

-7 CZ 306239 B6 rim (6), the mixer (4) extends along the entire height of the vessel (2) and is provided at the end with a device (12) for collecting pyrolyzed fuel in the lower part of the first vessel (2) and for its controlled pouring into the second of the vessel (7) through the neck (6) and the mixer (4) is further provided with a roof (11) above the device (12) to prevent uncontrollable fuel pouring into the second vessel (7) and at least one nozzle (8) is arranged in the neck for the secondary gasification medium to the partial oxidation zone, wherein inside the mixer (4) there is a cavity extending along its entire length for guiding the secondary gasification medium from its inlet (10) to a nozzle (8) located at the end of the mixer (4) for entering the secondary gasification medium into the partial oxidation zones (17).

Device according to claim 1, characterized in that the device (12) for collecting the pyrolyzed fuel in the lower part of the first container (2) and for its controlled pouring into the second container (7) through the neck (6) are spirally arranged vanes (12) located substantially parallel to the bottom of the first container (2), their center being substantially in the axis of the neck (6).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the inlets (15) of the primary gasification medium (16) are arranged around the circumference of the first vessel (2).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the stirrer (4) is further provided with a stirrer (5) for spreading the poured fuel.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the roof (11) is conical or pyramidal.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it is further provided with an outer shell (1), wherein thermal insulation (14) is arranged between the outer shell (1) and the containers (2 and 7), wherein in the shell (1) ) are openings (15) for the supply of the primary gasification medium and optionally for the supply of the secondary gasification medium, the outlet (22) of the gas produced and the airtight ash outlet (20).

Device according to claim 6, characterized in that ash vanes (21) are arranged at the bottom of the outer shell (1) for collecting the ash into the airtight ash outlet (20).

Device according to Claim 6 or 7, characterized in that the outlet (22) of the gas produced is located in the upper part of the outer casing (1).

Device according to claim 4, characterized in that it further comprises a module adapted to control the airtight fuel supply (3) according to the power input of the stirrer (5).