DE10030778A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Brenngases aus Biomassen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Brenngases aus BiomassenInfo
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Abstract
Description
- - Th. Nussbaumer, Grundlagen der Holzvergasung, HeizungKlima Nr. 7/1990, S. 3-11,
- - R. Bühler, Stand der Technik von Holzvergasungsanlagen, in: Neue Erkenntnisse zur thermischen Nutzung von Holz, Tagungsband zum 3. Holzenergiesymposium, 21. Okt. 1994, S. 195-223, ETH Zürich und
- - die Monographie von J. Obernberger und A. Hammerschmid, Dezentrale Biomasse-Kraft-Wärme-Kopplungstechnologien, Schriftenreihe Thermische Biomassenutzung, Bd. 4, dbv-Verlag, Graz 1999.
- 1. Verfahren, die nach dem Grundprinzip der Gleichstromvergasung mit absteigen der Vergasung arbeiten, wobei in der Oxidationszone durch Sondermaßnahmen sehr hohe Temperaturen oberhalb 1000°C erreicht werden, um die "Teere" ther misch zu cracken, z. B. durch einen keramischen Gegenkegel beim HTV- Verfahren nach Juch, wobei über 2000°C erreicht werden sollen, oder eine spezielle Zusatzheizstufe, wie beim Doppelfeuervergaser, wodurch Temperaturen über 1200°C eingestellt werden (USP 5.571.294, USP 5.580.361).
- 2. Verfahren, bei denen der Gesamtvorgang der Biomassevergasung in mehreren apparativ getrennten Stufen durchgeführt wird, z. B. Durchführung der Pyrolyse zur Erzeugung von Pyrolysegas und Koks und gesonderte Vergasung dieses Kokses unter kalorischer Nutzung der Verbrennungswärme des Pyrolysegases, wie beim Carbo-V-Verfahren der UET Freiberg oder Durchführung einer dreistufi gen Vergasung wie beim EASYMOD-Vergaser nach Michel-Kim (DE 196 53 901 A1).
- 3. Verfahren, bei denen das vorgereinigte Holzgas in einem nachgeschalteten Reaktor einer katalytischen Heißgasreinigung unterzogen wird, z. B. mit Dolomit oder Nickelverbindungen als Katalysatoren (vgl. Beenackers und Maniatis, Gas cleaning in electricity production via gasification of biomass: Conclusions of the workshop. In: Bridgwater (Hrg), Advances in thermochemical Biomass conversion, S. 540-546, Blackie 1994).
- - die gestückte feste Biomasse mit einem anorganischen Katalysator versetzt,
- - auf einen Restgehalt von bis zu 18 Masse% Wasser getrocknet,
- - in vorgewärmter Form mit Temperaturen von 80 bis 150°C in einen Vergasungs reaktor eingeführt und
- - mit Heißdampf und heißer Luft auf 230 bis 450°C aufgeheizt wird, wobei
- - die Menge des eintretenden Luftstromes 5 bis 20 Vol-% des austretenden Roh gasstromes, auf gleiche Bedingungen umgerechnet, und
- - die Menge des zugesetzten Wasserdampfes 10 bis 30 Masse-% der einge setzten Biomasse, bezogen auf Trockensubstanz, beträgt und
- - anschließend die als Koks verbleibende Biomasse durch Zugabe von heißer Luft
- - in Mengen von 10 bis 30 Vol-% des austretenden Rohgasstromes, auf gleiche Bedingungen bezogen,
- - bis höchstens 900°C aufgeheizt und
- - daß der gebildete, im unteren Teil des Reaktors abgenommene Brenngasstrom in an sich bekannter Weise zum motorfähigen Brenngas gereinigt wird.
2 Materialeintragschleuse im Vergasungsreaktor
3 Heißdampfdüsen im Vergasungsreaktor
4, 5, 7 Heißluftdüsen im Vergasungsreaktor
6 Rohgasaustritt im Vergasungsreaktor
8 Aschesammler im Vergasungsreaktor
9 Aschaustrag
10 Aschebehälter
11 Materialanlieferung
12 Materialzerkleinerungsanlage
13 gestücktes Material
14 Abluft aus Zerkleinerungsanlage
15 Mischanlage
16 Katalysatoreintrag
17 dotiertes Material
18 Trockner
19 getrocknetes Material
20 Abgasbrüden
21 Rohgaskühler
22 gekühltes Rohgas
23 Abwärme aus Gaskühler
24 Gaswäscher
25 Reingas
26 Gasmotor-Generatorblock
27 Verbrennungsluft
28 Motorabwärme
29 Heißes Abgas
30 Nachbrennkammer
31 gereinigtes heißes Abgas
32 Abhitzenutzung
33 Heißdampf zum Vergaser
34 Heißluft zum Vergaser
35 Abgas zum Trockner
36 Überschußwärme
37 Filter
38 gereinigte Abluft
39 Waschwasserzugabe
40 Waschwasseraustrag
41 Waschwasseraufbereitung
- - Materialeintragschleuse 2 am obersten Teil (Position A),
- - Heißdampfdüsen 3 im oberen Teil (Position B),
- - darunter liegenden Heißluftdüsen 4 im oberen Teil (Position C),
- - zusätzlichen Heißluftdüsen 5 im mittleren Teil (Position D),
- - Gasaustritt 6 im unteren Teil (Position E) und
- - Aschesammler 8 und -austritt 9 im untersten Teil (oberhalb Position G)
- - ggfs. weiteren Heißluftdüsen 7 (im unteren Teil/Position F) zwischen Gasaustrittsventil 6 und Ascheaustritt 9 (Position G) und
- - einem (gestrichelt eingezeichneten) Ascherost zwischen den Positionen E bzw. F und G.
- a) die Position der oberen Heißluftdüsen 4 und die Position der mittleren Heißluftdüsen 5 einen Abstand b haben, der das 2,3- bis 2,7-fache des Abstandes a der Position A der Materialeintragschleuse 2 und der Position E der oberen Heißluftdüsen 4 und
- b) der Abstand a + b der Position A der Materialeintragschleuse 2 und der Position D der mittleren Heißluftdüsen 5 0,4 bis 0,6 der Höhe h des Vergasers
Claims (15)
- - die gestückte feste Biomasse mit einem anorganischen Katalysator versetzt,
- - auf einen Restgehalt von bis zu 18 Masse% Wasser getrocknet,
- - in vorgewärmter Form mit Temperaturen von 80 bis 150°C in einen Vergasungsreaktor eingeführt und
- - mit Heißdampf und heißer Luft auf 230 bis 450°C aufgeheizt wird, wobei
- - die Menge des eintretenden Luftstromes 5 bis 20 Vol-% des austretenden Rohgasstromes, auf gleiche Bedingungen umgerechnet, und
- - die Menge des zugesetzten Wasserdampfes 10 bis 30 Masse-% der eingesetzten Biomasse, bezogen auf Trockensubstanz, beträgt und
- - anschließend die als Koks verbleibende Biomasse durch Zugabe von heißer Luft
- - in Mengen von 10 bis 30 Vol-% des austretenden Rohgasstromes, auf gleiche Bedingungen bezogen,
- - bis höchstens 900°C aufgeheizt und
- - daß der gebildete, im unteren Teil des Reaktors abgenommene Brenngasstrom in an sich bekannter Weise zum motorfähigen Brenngas gereinigt wird.
- - Materialeintragschleuse 2 am obersten Teil (Position A),
- - Heißdampfdüsen 3 im oberen Teil (Position B),
- - darunter liegenden Heißluftdüsen 4 im oberen Teil (Position C),
- - zusätzlichen Heißluftdüsen 5 im mittleren Teil (Position D),
- - Gasaustritt 6 im unteren Teil (Position E) und
- - Aschesammler 8 und -austritt 9 im untersten Teil (oberhalb Position G) und
- - ggfs. weiteren Heißluftdüsen 7 (im unteren Teil/Position F) zwischen Gasaustritt 6 und Ascheaustritt 9 (Position G)
- a) die Position der oberen Heißluftdüsen 4 und die Position der mittleren Heißluftdüsen 5 einen Abstand b haben, der das 2,3- bis 2,7-fache des Abstandes a der Position A der Materialeintragschleuse 2 und der Position C der oberen Heißluftdüsen 4 und
- b) der Abstand a + b der Position A der Materialeintragschleuse 2 und der Position D der mittleren Heißluftdüsen 50,4 bis 0,6 der Höhe h des Vergasers betragen.
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