DE102006017511A1 - Packed bed carburetor for reactor, has gas emission and gas accumulation chambers connected with each other by blower and gas compressor so that recirculation of gas is made possible, where chambers are provided at height of reduction zone - Google Patents

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Abstract

The carburetor has an air supply regulated at a height of an oxidation zone, and a gas emission chamber (4) and a gas accumulation chamber (3) provided at a height of a reduction zone. The gas emission chamber and the gas accumulation chamber are connected with each other by a blower and a gas compressor so that recirculation of the gas is made possible. A shaft chamber is separated from the gas emission chamber and the gas accumulation chamber by a grill (5).

Description

Festbettvergaser im Gleichstromverfahren in Längsbauweise zur Erzeugung von Schwachgas aus kohlenstoffhaltigen Materialien insbesondere stückigem Holz und ligninhaltigem Brennmaterial.Fixed bed gasifier in cocurrent method in longitudinal construction for producing lean gas from carbonaceous materials especially lumpy Wood and lignocellulosic fuel.

Im Gleichstromvergaser strömen Brennstoff und das entstehende Gasgemisch nach unten – absteigende Vergasung, wobei das teerhaltige Gas die heiße Feuerzone passiert. Dadurch werden die Teerverbindungen in leichtflüchtige Bestandteile aufgespalten, und zwar um so vollständiger, je gleichmäßiger ein dickes Glutbett den gesamten Vergaserquerschnitt erfüllt. Für eine Leistungssteigerung einer solchen Anlage über 1 MWtherm kommt eine Vergrößerung des Querschnittes in Betracht. Jedoch zeigte sich bis jetzt, dass mit zunehmender Querschnittvergrößerung trotz zahlreicher rundum angeordneter Luftzuführungsdüsen im Inneren des Vergaserquerschnittes und zwischen den Düsen kaum ein ideales Glutbild zu halten ist. So entstehen leicht "Löcher" oder "schwarze", nicht glühende Stellen durch Brückenbildung. Die hier durchströmenden Gase erfahren keine bzw. nur eine unzureichende Crackung und enthalten dementsprechend zuviel langkettige Teerbestandteile. Ferner kommt es infolge von Inhomogenität des Brennmaterials hinsichtlich der Fraktionsbeschaffenheit und der unterschiedlichen Feuchte innerhalb einer Füllung zu ungleichem Ausbrand. Bei einer rechteckigen Veränderung des Querschnittes konnten bis jetzt ebenfalls keine zufriedenstellenden Ergebnisse gewonnen werden. Bei der Verwendung von offenen Vergasen, welche mit sogenannter Oberluft arbeiten, konnte man zwar eine gleichmäßige Durchströmung des Materials und damit deutlich geringere Teergehalte erzielen, jedoch erwies sich der Heizwert des entstehenden Gases auf Grund des hohen CO2-Gehaltes als sehr gering. Die Erfindung stellt sich der Aufgabe, den Querschnitt des Vergasers deutlich zu vergrößern, um eine Leistungssteigerung zu ermöglichen. Die Luftzuführung derart zu gestalten, dass eine gleichmäßige Durchströmung des Brennmaterials ermöglicht wird und eine Beschickungsschleuse nur im Einzelfall nötig ist. Die Ausgasungszone derart zu verändern, dass in der Reduktionszone eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird.In the DC carburetor fuel and the resulting gas mixture flow down - descending gasification, with the tar-containing gas passing the hot fire zone. As a result, the tar compounds are split into volatile constituents, and the more complete the more uniformly a thick ember bed satisfies the entire gasifier cross section. For an increase in performance of such a system over 1 MW therm is an enlargement of the cross-section into consideration. However, until now it has been shown that with increasing cross-sectional enlargement hardly any ideal glowing image can be kept inside the carburettor cross-section and between the nozzles, despite the numerous air supply nozzles arranged all around. Thus, easily "holes" or "black", not glowing spots arise by bridging. The gases flowing through here experience no or only insufficient cracking and accordingly contain too much long-chain tar constituents. Furthermore, as a result of inhomogeneity of the fuel material with respect to the nature of the fractions and the different moisture content within a filling, uneven burnout occurs. With a rectangular change in the cross section, no satisfactory results could be obtained so far. When using open gas, which work with so-called upper air, although you could achieve a uniform flow through the material and thus significantly lower tar contents, however, the calorific value of the resulting gas proved due to the high CO 2 content as very low. The invention sets itself the task of significantly increasing the cross section of the carburetor to allow an increase in performance. The air supply to be designed such that a uniform flow through the fuel is made possible and a feed lock is necessary only in individual cases. To change the outgassing zone such that a sufficient flow velocity is achieved in the reduction zone.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Leistungssteigerung des Reaktors durch eine Verlängerung in der Längsachse realisiert werden kann. Konstruktive Veränderung der Reduktionszone die durch die Aufteilung in einen Gassammelraum und ein Ausgasungsraum charakterisiert ist.These Task is inventively characterized solved, that a power increase of the reactor by an extension realized in the longitudinal axis can be. Constructive change the reduction zone by dividing it into a gas collection room and a degassing space is characterized.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.One embodiment The invention is illustrated in the drawings and will be described in more detail below.

Es zeigenIt demonstrate

1 Frontansicht des Schachtraumes im Vertikalschnitt 1 Front view of the shaft space in vertical section

2 Frontansicht mit Umwälzgebläse und Zyklon und Schachtraum im Vertikalschnitt 2 Front view with circulating fan and cyclone and manhole in vertical section

3 Horizontalschnitt in Höhe der Lufteintrittsöffnungen 3 Horizontal section at the height of the air inlet openings

4 Horizontalschnitt in Höhe des Gassammelraumes und Ausgasungsraumes 4 Horizontal section at the height of the gas collection room and outgassing room

Der Eintrag des Schüttgutes erfolgt durch die obige trichterförmige Materialbeschickungsöffnung 1. Eine gleichmäßige Beschickung über die gesamte Länge des Reaktors ist durch entsprechende Maßnahmen (Vibrationsrinne, Förderschnecke etc.) sicherzustellen. Der Schacht weist mit Ausnahme der Ausgasungszone über die gesamte Höhe einen gleichbleibenden Querschnitt auf, wodurch ein störungsfreier Materialfluß gewährleistet ist. Auf halber Höhe des feuerfest 12 ausgemauerten bzw. des mit hochlegiertem Stahl ausgekleideten Schachtes sind jeweils an den Längsseiten Lufteintrittsöffnungen 2 angeordnet. Eine Isolationsschicht 13 minimiert Wärmeverluste. Da der Vergaser ohne eine Materialschleuse betrieben werden kann, wird durch entsprechende Steuerung der Drosselorgane 15 die Zusatzluft variabel zugeführt und zusammen mit der sogenannten Oberluft (stark von der Materialbeschaffenheit abhängig) die Oxidationszone stabil gehalten. Ansonsten würde die Oxidationszone entsprechend der jeweiligen Belastung in ihrer Höhe stark variieren. Ferner ist bei zu geringer Oxidationstemperatur eine entsprechende Nachregelung der Zusatzluft möglich. Im unteren Drittel des Vergaserschachtes (Reduktionszone) befinden sich an den Längsseiten Roste, welche den Schachtraum vom Gassammelraum 3 und Ausgasungsraum 4 trennen. Dabei stehen sich der Rost 5 und der Rost 6 höhenversetzt gegenüber. Entsprechend der Materialbeschaffenheit sind diese mit unterschiedlicher Neigung und Rostweite auszulegen. Durch das Umwälzgebläse 7 wird das entstehende Schwachgas durch den unteren Rost in den Ausgasungsraum 4 gesogen und in den Gassammelraum 3 geführt. Ein Teil des Gases wird dem Gassammelraum an der Gasaustrittsöffnung 14 entnommen, während der andere Teil die Reduktionszone erneut passiert. Die Strömungsgeschwindigkeit wird dadurch deutlich gesteigert und noch bestehende Teeranteile nachgecrackt. Ferner wird noch bestehendes CO2 zu CO umgewandelt. Durch eine Leistungsregulierung des Gebläses wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Reduktionszone verändert und der Gasbeschaffenheit, so wie der Entnahmeleistung angepaßt. Durch die Zwischenschaltung eines Zyklones 8 kann der Gasstrom von Flugasche vorgereinigt werden, um entstehende Ascheansammlungen am Rost 5 des Gassammelraumes 3 zu minimieren. Der Asche- und Reststoffaustrag erfolgt durch Förderschnecken 9, 10 u. 11 in Längsrichtung über dem Gehäuseboden oder durch andere Austragungseinrichtungen. Dabei ist über Schleusen (o.ä. Einrichtungen) sicherzustellen, dass über den Austrag keine Umgebungsluft angesaugt wird oder Schwachgas austreten kann.The entry of the bulk material takes place through the above funnel-shaped material feed opening 1 , A uniform feed over the entire length of the reactor is to be ensured by appropriate measures (vibrating trough, screw conveyor, etc.). The shaft has, with the exception of the outgassing zone over the entire height of a constant cross-section, whereby a trouble-free material flow is ensured. Halfway up the fireproof 12 bricked or lined with high-alloy steel shaft are each on the long sides air inlet openings 2 arranged. An isolation layer 13 minimizes heat loss. Since the carburettor can be operated without a material lock, by appropriate control of the throttle bodies 15 the additional air supplied variably and held together with the so-called upper air (highly dependent on the material condition) the oxidation zone stable. Otherwise the height of the oxidation zone would vary greatly according to the respective load. Furthermore, a corresponding readjustment of the additional air is possible if the oxidation temperature is too low. In the lower third of the carburetor shaft (reduction zone) are on the long sides grates, which the shaft space from the gas collection chamber 3 and outgassing room 4 separate. Here are the rust 5 and the rust 6 offset in height. Depending on the material properties, these are to be designed with different inclinations and grids. By the circulation fan 7 The resulting lean gas through the lower grate in the outgassing 4 sucked and into the gas collection room 3 guided. Part of the gas is the gas collection chamber at the gas outlet opening 14 while the other part passes the reduction zone again. The flow rate is thereby increased significantly and nachgecrackt remaining tar shares. Furthermore, existing CO 2 is converted to CO. By a power regulation of the fan, the flow rate in the reduction zone is changed and adapted to the gas quality, as well as the withdrawal rate. Through the interposition of a cyclone 8th the gas stream can be precleaned from fly ash to resulting ash Collections on the grate 5 of the gas collection room 3 to minimize. The ash and residue discharge takes place by screw conveyors 9 . 10 u. 11 in the longitudinal direction over the housing bottom or by other discharge devices. In doing so, it must be ensured via sluices (or similar devices) that no ambient air can be sucked in via the discharge or that weak gas can escape.

Claims (1)

Festbettvergaser im Gleichstromverfahren zur Erzeugungvon Schwachgas aus kohlenstoffhaltigen Materialien, insbesondere aus stückigem Holz oder Holzabfällen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 1 der Vergaser kann ohne Materialbefüllungsschleuse betrieben werden 2 der Schacht mit Ausnahme der Ausgasungszone weist über die Bauhöhe einen nahezu gleichbleibenden Querschnitt auf 2.1 der Vergaserquerschnitt ist rechteckig oder oval länglich ausgeführt 3 die Luftzufuhr verfügt in Höhe der Oxidationszone über eine Nachregelung 4 in Höhe der Reduktionszone bestehen wenigstens ein Ausgasungsraum und Gassammelraum, welche über Gebläse oder Gasverdichter miteinander verbunden sind, so dass eine Umwälzung des entstehenden Gases ermöglicht wird 4.1 ggf. ist ein Zyklon zwischengeschaltet 5 der Ausgasungsraum und der Gassammleraum sind durch Roste; Lamellenkonstruktionen oder sonstige Abtrennungen mit dem Schachtraum gasdurchlässig verbunden.Fixed bed gasifier in the DC method for generating Low gas from carbonaceous materials, in particular from lumpy Wood or wood waste, characterized by the following features: 1 of the carburetor can without material filling lock operate 2 the shaft with the exception of the outgassing zone has over height a nearly constant cross section 2.1 the carburettor cross section is rectangular or oval oblong accomplished 3 the air supply has in height the oxidation zone over a readjustment 4 in height the reduction zone consist of at least one outgassing space and gas collection room, which over fan or gas compressor are connected to each other, so that a circulation of the resulting gas allows becomes 4.1 if necessary, a cyclone is interposed 5 of the Outgassing room and the gas storage room are by grates; lamellar structures or other separations gas-permeable connected to the shaft space.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008028241A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-17 G & A Industrieanlagen Gmbh Thermochemical transformation device for e.g. industrial waste, has snail reactor for drying and pyrolizing materials, and reactor wall with inlet openings for protecting against blockage of gas and/or outlet openings for passing fuel
DE102020106056B3 (en) * 2020-03-05 2021-07-01 Albert Abeler Pyrolytic gas generating device for generating synthesis gas from a carbonizable starting material
DE102018205115B4 (en) 2018-04-05 2021-10-14 Rosmarin Holdings Limited Fixed bed gasifier for generating a product gas from pourable biomass particles

Cited By (4)

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