DE102006021624A1

DE102006021624A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas

Info

Publication number: DE102006021624A1
Application number: DE102006021624A
Authority: DE
Inventors: Michael Artmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2026-05-10
Also published as: DE102006021624B4

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas hat eine Zyklonbrennkammer 14, die eine Zylinderwandung 29 und eine obere Deckenwandung 30 aufweist, und einen weiteren Zyklon 15 zum Reinigen des erzeugten unter Druck stehenden Heißgases, wobei der Zyklon 15 in dem Raum angeordnet ist, in dem der Druck des unter Druck stehenden Heißgases herrscht. Dieser Raum wird bevorzugt durch die Zyklonbrennkammer oder einen Kessel 12 gebildet, in dem sich die Zyklonbrennkammer und der Zyklon befinden. Ein Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehenden Heißgas mittels einer eine Zylinderwandung 29 und eine obere Deckenwandung 30 aufweisenden topfförmigen Zyklonbrennkammer 14 mit einem Eintrittsabschnitt und einem Austrittsabschnitt hat die Schritte: - Einleiten von brennbaren Materialien bevorzugt Biomaterialien von unten in den inneren Umfangsbereich der Zylinderwandung 29 benachbart zum unteren, offenen Abschnitt der Zylinderwandung 29; - tangentiales Einleiten von Sauerstoff bevorzugt in Form von Luft in einen mittleren, inneren Abschnitt der Zylinderwandung 29, um einen Drall auszubilden; - Zünden/Verbrennen des Gas/Luftgemisches in einem oberen Abschnitt der Zyklonbrennkammer 14 unter Ausbildung einer Drallströmung und unter Ausbilden eines unter Druck stehenden Heißgases.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas mittels einer Zyklonbrennkammer.
Die DE 600 15 740 T2 zeigt eine Biomassenverbrennungskammer mit einer Zyklonbrennkammer zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas, das im Anschluss in einem weiteren Zyklon gereinigt wird und dann in einer Gasturbine entspannt wird. Die Gasturbine treibt einen Verdichter an und ist daher im Wesentlichen wie ein Abgasturbolader bei Verbrennungsmotoren aufgebaut. Der Abgasturbolader setzt weiterhin Wellenenergie frei, mit der ein Generator zur Stromerzeugung antreibbar ist. Die Zyklonbrennkammer hat einen stromaufwärtigen Bereich und einen stromabwärtigen Bereich, wobei der stromabwärtige Bereich erste und zweite Brennstoffeinlässe hat. Der zweite Einlass ist für den Eintritt von Biomassenbrennstoffpartikel und der zweite Einlass für den Eintritt von gasförmigem und/oder flüssigem Brennstoff vorgesehen. Der Brennstoff bzw. die Biomassenbrennstoffpartikel werden dabei derart tangential zugeführt, dass sich eine Zyklonbewegung oder eine Drallströmung in der Zyklonbrennkammer ausbildet. Um die Gasturbine vor Beeinträchtigung und Beschädigung zu schützen, ist es wichtig ein möglichst sauberes, von Partikeln gereinigtes, unter Druck stehendes Heißgas zur Verfügung zu stellen.
Die Zyklonbrennkammer ist verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und besteht aus Bauteilen die am Aufstellungsort erst miteinander verbunden werden müssen. Die gesamte Anlage ist daher auch nicht kompakt ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Heißgaserzeuger zur Verfügung zu stellen, der einfach und kompakt aufgebaut ist und sehr sauberes Gas zur Verfügung stellt und ein Verfahren zum Erzeugen von unter Druck stehendem Heißgas zur Verfügung zu stellen, das einfach und wirkungsvoll arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 5 oder 23 gelöst.
Eine Vorrichtung zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas hat eine Zyklonbrennkammer, die eine Zylinderwandung und eine oberen Deckenwandung aufweist und einen weiteren Zyklon zum Reinigen des erzeugten unter Druck stehenden Heißgases, wobei der weitere Zyklon in dem Raum angeordnet ist, in dem der Druck des unter Druck stehenden Heißgases herrscht. Hierdurch ist es möglich den weiteren Zyklon entweder raumsparend innerhalb der Zyklonbrennkammer anzuordnen oder zumindest in einem Raum z.B. einem Kessel, in dem sich auch die Zyklonbrennkammer befindet, unter zu bringen. Abgesehnen von der Möglichkeit die gesamte Anordnung sehr kompakt zu gestalten, ist es weiterhin möglich den weiteren Zyklon lediglich so schwach zu dimensionieren, dass er die Kräfte des rotierenden Gases und der abgeschiedenen Partikel stand halten kann. Er muss jedoch nicht eine Druckdifferenz zwischen Innenbereich und Außenbereich des weiteren Zyklons Stand halten, da auf seiner Außenseite annähernd der gleiche Druck wie auf seiner Innenseite herrscht.
Eine Vorrichtung zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas hat eine topfförmige Zyklonbrennkammer, die eine Zylinderwandung und eine oberen Deckenwandung aufweist, wobei am unten offenen Abschnitt der Zylinderwandung im Umfangsbereich eine Einrichtung zur Erzeugung von brennbarem Gasen aus Biomaterial oder ein Holzvergaser angeordnet ist.
Bei dieser Anordnung ist es möglich, dass brennbaren Materialien bevorzugt Biomaterialien von unten in den inneren Umfangsbereich der Zylinderwandung benachbart zum unteren, offenen Abschnitt der Zylinderwandung eingeleitet werden, dass Sauerstoff bevorzugt in Form von Luft in einen mittleren Abschnitt der Zylinderwandung tangential eingeleitet wird, um einen Drall in der Zyklonbrennkammer auszubilden und dass das Gas/Luftgemisches in einem oberen Abschnitt der Zyklonbrennkammer unter Ausbildung einer Drallströmung und unter Ausbilden eines unter Druck stehenden Heißgases gezündet werden.
Hierdurch wird erreicht, dass sich die Strömung von brennbarem Material von unten nach oben entlang den Mantellinien der Zylinderwandung und von tangentialem Sauerstoff/Luft kreuzen und so gründlich vermischen können um eine gründliche Verbrennung zu gewährleisten, so dass ein guter Verbrennungswirkungsgrad erzielt wird. Dabei ist die tangentiale Strömung von Sauerstoff/Luft stärker ausgebildet, um den für die Reinigung des entstehenden unter Druck stehenden Heißgases erforderliche Drallströmung in der Zyklonbrennkammer aufzubauen.
In einer bevorzugten Ausführung ist ein Kessel mit einem Zylinderabschnitt, einem Deckelabschnitt und einem Bodenabschnitt vorgesehen, wobei der Kessel die Zyklonbrennkammer derart konzentrisch umschließt, dass ein erster ringförmiger Raum zwischen der Außenseite der Zylinderwandung und der Innenseite des Kessels ausgebildet wird, wobei der untere Abschnitt der Zylinderwandung und der Bodenabschnitt des Kessels unter einem ersten Abstand angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich im untere Abschnitt der Zylinderwandung und im Bodenabschnitt des Kessels eine Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von brennbarem Gas aus Biomasse bevorzugt einen Holzvergaser unterzubringen. Durch diese Anordnung kann das durch die Gaserzeugungseinrichtung gebildete Gas direkt von unten in die Zyklonbrennkammer eingeleitet werden. Das brennbare Gas wird demnach direkt am unteren Eingangsbereich der Zyklonbrennkammer erzeugt.
Die Gaserzeugungseinrichtung ist dabei bevorzugt ringförmig an der unteren Seite der Zylinderwandung der Zyklonbrennkammer angeordnet, so dass gleichmäßig am inneren Umfang der Zylinderwandung der Zyklonbrennkammer eingeleitet werden kann. Durch das dezentrale bzw. über den inneren Umfang der Zyklonbrennkammer verteilte einbringen von brennbarem Gas wird eine gute und gleichmäßige Vermischung mit dem weiter oben tangential eingeleiteten Sauerstoff/Luft gewährleistet, und somit eine gründliche Verbrennung erzielt.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Einrichtung zur Erzeugung von brennbaren Gasen aus Biomaterial oder ein Holzvergaser versehen mit, einer Zersetzungszone zum Zersetzen des Biomaterials oder Holzes (Pyrolyse) in Schwelgase, wie Teere, höhere Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid, Methanol, organische Säuren und Kohlenstoff in Form von Holzkohle und Kondensat, einer sich anschließenden Oxidationszone, bei der Sauerstoff, insbesondere Luft, zugeführt wird, zur Oxidation des Kohlenstoffs und Wasserstoffs, um Prozesswärme zu erzeugen und zur Aufspaltung der Kohlenwasserstoffe, und einer sich anschließenden Reduktionszone zur Reduktion der Oxidationsprodukte Kohlendioxid und Wasser an glühender Kohle oder Holzkohle zur Bildung der eigentlichen Holzgase oder Produktgase, wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2) und Methan (CH4), wobei in der Oxidationszone ein Glutbett ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführung sind am unteren Zylinderabschnitt des Kessels im Bereich der Oxidationszone eine Vielzahl von Öffnungen am Umfang zum Zuführen von unter Druck befindlichem Sauerstoff oder von unter Druck befindlicher Luft angeordnet, wobei zur Zufuhr des Sauerstoffs/der Luft der Kessel doppelwandig ausgebildet ist, um zwischen der der Außenwand des Kessels und einer Innenwand des Kessels einen Luftraum auszubilden.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Zylinderwandung der Zyklonbrennkammer doppelwandig ausgebildet und/oder auf der Innenseite mit Schlitzen und/oder Kanälen versehen, die in die Oxidationszone münden. Hierdurch können die durch die Drallströmung bzw. Zyklonbewegung in der Zyklonbrennkammer an der Wand abgeschiedenen Partikel der Oxidationszone erneut zugeführt werden und zu Gas verarbeitet werden.
In einer bevorzugten Ausführung ist im Innenraum der Zyklonbrennkammer am Umfang eine Vielzahl von Öffnungen oder Düsen zum tangentialen Zuführen von Sauerstoff oder Luft in die Zyklonbrennkammer angeordnet, so dass eine Drallströmung in der Zyklonbrennkammer ausgebildet wird und eine gute Vermischung mit den von unten aufsteigenden brennbaren Materialien erfolgen kann.
In einer bevorzugten Ausführung ist im Deckelabschnitt des Kessels eine Zufuhröffnung für Biomasse oder Holz angeordnet, wobei an der Zufuhröffnung eine Schleuse bevorzugt eine Zellenschleuse angeordnet ist, die den im Kessel henschenden Druck nach Außen abdichtet.
In einer bevorzugten Ausführung ist im Innenbereich der Zyklonbrennkammer ein weiterer Zyklon unter Ausbildung einer ringförmigen Kammer zwischen der Innenseite der Zylinderwandung der Zyklonbrennkammer und der Außenseite des weiteren Zyklons angeordnet ist, wobei ein zylindrischer Raum zwischen der Deckenwandung der Zyklonbrennkammer und der Oberseite des Zyklons ausgebildet wird. Hierdurch ist es möglich eine Zyklonbrennkammer um einen weiteren Zyklon herum anzuordnen, wobei in der Zyklonbrennkammer eine Vorreinigung des unter Druck stehenden Heißgases und im weiteren Zyklon eine Feinreinigung des Heißgases erfolgen kann, wobei aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser von Zyklonbrennkammer und weiterem Zyklon unterschiedlich große Partikel abgeschieden werden können und das Heißgas stufenweise von groben bis hin zu feinen Partikeln gründlich gereinigt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung ist in die Zyklonbrennkammer, bevorzugt im oberen mittigen Abschnitt der Zyklonbrennkammer eine Einführungsöffnung für Heißdampf vorgesehen ist, damit sich das Heißgas mit dem Heißdampf vermischten kann.
(warum wird Dampf zugeführt)
In einer bevorzugten Ausführung hat der weitere Zyklon einen zylindrischen Abschnitt und einen konischen sich nach unten verjüngenden Abschnitt und ein mittiges Ausleitungsrohr.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine Leitung zwischen einem zentralen oberen Abschnitt der Zyklonbrennkammer und einer Vielzahl von tangentialen an der inneren Umfangswand des weiteren Zyklons mündende Öffnungen oder Düsen vorgesehen ist, um ein Überströmen des Heißgases von der Zyklonbrennkammer in den Zyklon zu bewerkstelligen und im inneren des weiteren Zyklons eine Drallströmung zu erzeugen.
In einer bevorzugten Ausführung hat das Ausleitungsrohr am oberen Abschnitt eine Vielzahl von am Umfang verteilten Öffnungen zum Einströmen des gereinigten Heißgases.
In einer bevorzugten Ausführung mündet am oberen Abschnitt des Ausleitungsrohrs eine Rohrleitung zum Einbringen von Sauerstoff oder Luft in das Ausleitungsrohr, wodurch im Ausleitungsrohr ein Nachbrenner ausgebildet wird und eine Temperatunegelung des ausgeleiteten Heißgases durch gesteuertes hinzu Dosieren von Luft in das unter Druck stehende Heißgas bereitgestellt wird.
In einer bevorzugten Ausführung wird das Ausleitungsrohr im Bodenabschnitt des Kessels aus dem Kessel ausgeführt und als Arbeitsgas einer Entspannungsvorrichtung, wie einer Turbine oder einer Kolbenmaschine zugeführt.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Bodenabschnitt des Kessels kegelförmig ausgebildet und bevorzugt mit einem zylindrischen nach unten sich erstreckenden Fortsatz versehen, der mit einer Ascheausströmöffnungen versehen ist, die wiederum mit einem Ventil versehen ist, so dass Asche aus der Einrichtung zur Erzeugung von brennbarem Gasen aus Biomaterial oder ein Holzvergaser und aus dem Zyklon ableitbar ist. Der kegelförmige Bodenabschnitt des Kessels ist sowohl zum Sammeln der Asche aus der Erzeugungseinrichtung für Gas aus Biomasse als auch zum Sammeln der aus dem weiteren Zyklon abgeschiedenen Partikeln vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausführung ist ein Rührwerk zwischen der Innenseite des Kessels und der Außenseite der Zyklonbrennkammer zum Einwirken auf die Biomasse vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich in der Gaserzeugungseinrichtung sich eventuell ausbildende Hohlbrände zu beseitigen. Weiterhin gewährleiste das Rührwerk einen gleichmäßigen Transport der Biomasse bzw. vom oberen Eintritt in die Ringkammer zwischen Kessel und Zyklonbrennkammer bis zum unteren mittigen Sammelbereich für Asche und abgeschiedene Partikel.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst das Rührwerk eine Vielzahl von am Umfang verteilten, vertikal sich erstreckende Stäbe, die sich am Kesselboden bis zu einem mittigen Abschnitt erstrecken und über Gelenke gelagert sind und durch eine Hin- und Herbewegungseinrichtung hin und her bewegbar sind.
Ein Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas mittels einer eine Zylinderwandung und eine obere Deckenwandung aufweisenden topfförmigen Zyklonbrennkammer mit einem Eintrittsabschnitt und einem Austrittsabschnitt hat folgende Schritte:

– Einleiten von brennbaren Materialien bevorzugt Biomaterialien von unten in den inneren Umfangsbereich der Zylinderwandung benachbart zum unteren, offenen Abschnitt der Zylinderwandung;
– tangentiales Einleiten von Sauerstoff bevorzugt in Form von Luft in einen mittleren, inneren Abschnitt der Zylinderwandung, um einen Drall auszubilden;
– Zünden des Gas/Luftgemisches in einem oberen Abschnitt der Zyklonbrennkammer unter Ausbildung einer Drallströmung und unter Ausbilden eines unter Druck stehenden Heißgases

Durch die Einleitung von brennbaren Materialien von unten entlang der Mantellinie der Zylinderwandung und durch das Einleiten von Sauerstoff oder Luft tangential in die Zylinderwandung wird eine Kreuzstömung zwischen zwischen brennbarem Material und Sauerstoff/Luft ausgebildet, die eine gute Durchmischung und Gemischaufbereitung gewährleistet, was wiederum in der anschließenden Verbrennung zu einer guten und gründlichen Verbrennung führt. Damit wird eine hoher Umsetzungsgrad von brennbarem Material in Wärme und Druck erzielt.
Bevorzugt wird brennbares Gasen aus Biomaterial oder Holz benachbart zum unteren, offenen Abschnitt der Zylinderwandung, bevorzugt mittels eines ringförmig um den unteren Abschnitt der Zylinderwandung angeordneten Holzvergasers, erzeugt. Anstatt an dieser Stelle einen Holzvergaser oder Ähnliches anzuordnen kann an dieser Stelle auch eine Einbringvorrichtiung für Gas, wie Erdgas, Biogas oder Stadtgas, oder eine Einbringvorrichtung für flüssige brennbare Materialien, wie Erdölprodukte, z.B. schweres oder leichtes Heizöl, oder pflanzliche Öle, oder eine Einbringvorrichtung für feste Brennstoffe, wie Holzspäne, oder andere zerkleinerte Biomassenpartikel aus Kohle, Gras, Stroh, Papier oder Ähnlichem angeordnet werden.
Bevorzugt wird das brennbare Material durch Vergasung von Biomaterial insbesondere Holz in folgenden Schritten Unterschritten erzeugt:

– Trocknen der Biomasse insbesondere Holz in einer Trockenzone;
– Zersetzen der Biomasse (Pyrolyse) in Schwelgase, wie Teere, höhere Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid, Methanol, organische Säuren und Kohlenstoff in Form von Holzkohle und Kondensat;
– Oxidation des Kohlenstoffs und Wasserstoffs mittels Sauerstoff, insbesondere Luft in einer Oxidationszone, um Prozesswärme zu erzeugen, und zur Aufspaltung der Kohlenwasserstoffe, wobei in der Oxidationszone (20) ein Glutbett (25) ausgebildet wird;
– Reduktion der Oxidationsprodukte Kohlendioxid und Wasser an glühender Kohle insbesondere Holzkohle zur Bildung der eigentlichen Biogase, wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2) und Methan (CH4) in einer Reduktionszone.

Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: Abscheiden von im Heißgas befindlichen Partikel durch die Drallströmung an der Zylinderwandung und Zurückleiten der Partikel in den Bereich der Erzeugung brennbarer Gase, zum Erzeugen von brennbaren Gasen aus den abgeschiedenen Partikeln.
Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: Ableiten des erzeugen Heißgases in einem mittigen oberen Abschnitt der Zyklonbrennkammer.
Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: tangentiales Zuführen des abgeleiteten Heißgases in einen weiteren Zyklon, bevorzugt mit einem kleineren Durchmesser als die Zyklonbrennkammer, zum weiteren Reinigen des Heißgases von Partikeln.
Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: Abführen des Heißgases in einem mittigen Abschnitt des weiteren Zyklons über eine im mittleren Abschnitt des weiteren Zyklons angeordnete Leitung.
Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: Erzeugen von Heißdampf und Einleiten des Heißdampfes in das Heißgas, bevorzugt in einem mittigen Abschnitt der Zyklonbrennkammer.
Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: Erzeugen des Heißdampfes durch Aufheizen von Wasser mittels des erzeugten Heißgases bevorzugt in zwei Schritten:

– Aufheizen in einer ersten Stufe durch Verwendung von Abwärme auf bevorzugt 300 bis 400°C
– Aufheizen auf 850 bis 950°C durch Wärme aus der Zyklonbrennkammer.

Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: Einbringen von Sauerstoff oder Luft stromab des weiteren Zyklons zum vollständigen Verbrennen des im Heißgas noch befindlichen brennbaren Materials und zum Einstellen der Temperatur des Heißgases.
Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: Entspannen des Heißgases in einer Turbine oder Microgasturbine die einen Lader oder Kompressor zum Erzeugen komprimierter Luft und/oder einen Generator zum Erzeugen elektrischer Energie antreibt.
Das Verfahren umfasst den bevorzugten Schritt: weiterleiten der Entspannten Heißgase in einen Wärmetauscher zum Erzeugen von Dampf aus Wasser und zum Vorheizen des Heißgaserzeugers.
Die Erfindung wird nachstehend in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Anlage, bei der ein Heißgaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
2 eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Heißgaserzeugers nach der Erfindung;
3 eine schematische, geschnittene Draufsicht des Heißgaserzeugers nach 2;
4 eine Seitenansicht des im Heißgaserzeuger nach 2 und 3 angeordneten Rührwerks;
5 eine Draufsicht des Rührwerks nach 4.
Gemäß 1 ist eine Anlage dargestellt, die einen Heißgaserzeuger 1, eine Turbine 2, einen Generator 3, einen Kompressor 4, einen Rekuperator 5 und einen Wärmetauscher 6 umfasst. Der Heißgaserzeuger 1 wird beschickt mit brennbarem Material 7, insbesondere Biomasse oder Holz und Luft 8 als Sauerstoff. Das brennbare Material 7 wird im Heißgaserzeuger 1 verbrannt, wobei unter Druck stehendes Heißgas 9 entsteht, das über die Turbine 2 entspannt wird. Die Turbine 2 treibt über eine Welle 10 den Kompressor 4 und den Generator 3 an. Das entspannte Heißgas 7 strömt über den Rekuperator 5 und den Wärmetauscher 6 ins Freie ab. Die im Kompressor 4 komprimierte Luft 8 wird über den Rekuperator 5 dem Heißgaserzeuger 1 zugeführt. Im Rekuperator 5 wir die komprimierte Luft 8 durch das entspannte Heißgas vorgewärmt. Im Wärmetauscher gibt das entspannte Heißgas weiterhin Wärme an ein Medium, wie Wasser 11 ab. Das im Wärmetauscher 6 aufgeheizte Wasser 10 kann bis auf überhitzen Dampf aufgeheizt werden und entweder dem Heißgas vor seiner Entspannung zugeführt werden oder zu sonstigen Zwecken verwendet werden. Mit dem Heißgaserzeuger 1 kann typischer Weise unter Druck stehendes Heißgas 9 mit einem Druck von 1 bis 20 bar bevorzugt 4,5 bar und einer Temperatur von 750°C bis 1200°C typisch um die 900°C erzeugt werden.
Gemäß 2 und 3 ist der Heißgaserzeuger 1 dargestellt, der im wesentlichen aus einem äußeren vertikal angeordneten zylindrischen Kessel 12, einem innerhalb und konzentrisch zur Mittelachse 13 des Kessels 12 angeordneten Zyklonbrennkammer 14 und einem konzentrisch zur Mittelachse 13 und innerhalb der Zyklonbrennkammer 14 angeordneten weiteren Zyklon 15.
Der Kessel 12 hat einen Zylinderabschnitt 16, einen Deckelabschnitt 17 und einen Bodenabschnitt 18. Der Deckelabschnitt 17 und der Bodenabschnitt 18 sind nach außen bombiert, um die im gesamten Innenbereich des Kessels herrschenden Druck des erzeugten Heißgases stand zu halten. Im Deckelabschnitt 17 des Kessels 12 ist eine Öffnung 19a angeordnet, die mit einer Schleuse 19 (nur schematisch durch einen Pfeil dargestellt) versehen ist, über die in die oberen Kammer 20 brennbares Material 7, bevorzugt Biomasse oder Holz unter Abdichtung des Kessels nach Außen eingebracht werden kann. Im Bereich des Zylinderabschnitts 17 und des Bodenabschnitts 18 ist der Kessel 12 doppelwandig mit einer Außenwand 21 einer Innenwand 22 und einem dazwischen befindlichen Luftraum 23 ausgebildet. Im Bodenabschnitt 18 ist eine nach unten sich erstreckender zylindrischer Fortsatz 24 angeordnet, der als Aschesammelraum dient. Der zylindrische Fortsatz 24 hat eine Öffnung 25, die über ein Ventil (nicht dargestellt) geschlossen und geöffnet werden kann, um Asche abzublasen. Der Kessel 12 ist im unteren Abschnitt mit einem in den Luftraum 23 mündenden Luftanschluß 26, mit einem eine Elektroheizwendel aufweisenden Zünderanschluß 27 und einer Luftversorgung für den Zünder (nicht dargestellt) und einem Schauglas 28 zur Zünderüberwachung versehen.
Die Zyklonbrennkammer ist im wesentlichen topfförmig nach unten offen ausgebildet und hat eine Zylinderwandung 29 und eine Deckenwandung 30. Zwischen der Innenwand 22 des Kessels 12 und der Zylinderwandung 29 wird ein ringförmiger Raum 31 ausgebildet. der untere Abschnitt der Zylinderwandung 29 ist gegenüber dem Bodenabschnitt 18 des Kessels 12 unter dem Abstand 32 angeordnet. Die radiale Erstreckung des ringförmigen Raums 31 entspricht in etwa dem Abstand 32. Über der Zyklonbrennkammer 14 ist die obere Kammer 20 angeordnet. Die Zylinderwandung 29 der Zyklonbrennkammer 14 ist doppelwandig ausgebildet und sie ist bevorzugt auf der Innenseite mit Schlitzen und/oder Kanälen versehen ist, die in den unteren Abschnitt der Zyklonbrennkammer 14 münden. In einem mittleren Bereich der Zylinderwandung 29 sind gleichmäßig am Umfang eine Vielzahl von Lufteinlassöffnungen 42 vorgesehen, über die Luft tangential zur Zylinderwandung 29 einströmen kann, um eine Drallströmung in der Zyklonbrennkammer 14 auszubilden.
Im unteren Bereich des ringförmigen Raums 31 und im Bereich des Bodenabschnitts 18 des Kessels 12 ist ringförmig um den ganzen Umfang eine Einrichtung zur Erzeugung von Gas aus Biomaterial vorgesehen, die bevorzugt als Holzvergaser 43 ausgebildet ist. Der Holzvergaser 43 hat eine Zersetzungszone 44 zum Zersetzen des Biomaterials oder Holzes (Pyrolyse) in Schwelgase, wie Teere, höhere Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid, Methanol, organische Säuren und Kohlenstoff in Form von Holzkohle und Kondensat, eine sich anschließenden Oxidationszone 45, bei der Sauerstoff, insbesondere Luft, zugeführt wird, zur Oxidation des Kohlenstoffs und Wasserstoffs, um Prozesswärme zu erzeugen und zur Aufspaltung der Kohlenwasserstoffe, und eine sich anschließenden Reduktionszone 46 zur Reduktion der Oxidationsprodukte Kohlendioxid und Wasser an glühender Kohle oder Holzkohle zur Bildung der eigentlichen Holzgase oder Produktgase, wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2) und Methan (CH4), wobei in der Oxidationszone 45 ein Glutbett 47 ausgebildet ist. Das im Holzvergaser 43 entstehende brennbare Gas steigt im rinförmigen Raum 34 gleichmäßig am Umfang verteilt nach oben und wird mit der über die Lufteinlassöffnungen 42 tangential einströmenden Luft vermischt und verbrennt unter Ausbildung einer starken Drallströmung in der Zyklonbrennkammer 14, wobei es durch die Drallströmung von Partikeln gereinigt wird, die wiederum über die Schlitze/Kanäle 33 in das Glutbett 47 der Oxidationszone 45 zurückgeleitet werden und dort erneut vergast werden.
Zwischen der Außenseite des weiteren Zyklons 15 und der Innenseite der Zyklonbrennkammer 14 wird ein ringförmiger Raum 34 ausgebildet und oberhalb des weiteren Zyklons 15 wird ein zylindrischer Raum 35 ausgebildet, die Zusammen den inneren Bereich der Zyklonbrennkammer 14 bilden. Der weitere Zyklon 15 hat einen zylindrischen Abschnitt 36 und einen konischen sich nach unten verjüngenden Abschnitt 37 und ein mittiges Ausleitungsrohr 38. Zwischen dem unteren Bereich des konischen Abschnitts 37 und dem Ausleitungsrohr 38 ist ein ringförmiger Spalt 39 zur Ableitung von Asche und Partikeln aus dem weiteren Zyklon in den als Ascheraum dienenden zylindrischen Fortsatz 24. Zwischen dem zylindrischen Raum 35 (zentralen oberen Abschnitt) der Zyklonbrennkammer 14 und einer Vielzahl von tangentialen an der inneren Umfangswand des Zyklons 15 mündende Öffnungen 40, die mit Düsen versehen sein können, ist eine Leitung 41 vorgesehen, um ein Überströmen des Heißgases von der Zyklonbrennkammer 14 in den Zyklon 15 zu ermöglichen. Durch das tangentiale Einströmen in den Zyklon 15 wird eine Drallströmung im Zyklon 15 erzeugt. Das Ausleitungsrohr 38 hat am oberen Abschnitt innerhalb des weiteren Zyklons 15 eine Vielzahl von am Umfang verteilten Öffnungen 48 zum Einströmen des gereinigten Heißgases in das Ausleitungsrohr 38, das im Bereich des zylindrischen Fortsatzes 24 des Bodenabschnitts 18 des Kessels 12 nach außen erstreckt.
Am oberen Abschnitt des Ausleitungsrohrs 38 mündet eine Rohrleitung 49 zum Einbringen von Sauerstoff oder Luft in das Ausleitungsrohr 38, wodurch im Ausleitungsrohr 38 ein Nachbrenner ausgebildet wird und eine Temperaturregelung des ausgeleiteten Heißgases durch zu Dosieren von kälterer Luft bereitgestellt wird.
Im oberen zylindrischen Raum 35 der Zyklonbrennkammer 14 ist ein Heißdampferzeuger 50 in Form eines Wärmetauschers angeordnet. Dem Heißdampferzeuger 50 wird bereits Dampf, der im Wärmetauscher 6 auf ca. 400°C vorgewärmt wurde, zugeführt und dann in der Zyklonbrennkammer auf 900°C weiter erhitzt und gelangt über am Heißdampferzeuger 50 angeordnete Austrittsöffnungen 50a in das Heißgas und vermischt sich mit dem Heißgas. Auf diese Weise wird nach der Entspannung des Heißgases verbleibende Abwärme bzw. Energie in den Heißgaserzeuger zurückgeführt, was den Gesamtwirkungsgrad der Anlage erhöht, ohne dass eine zusätzliche Turbine bzw. Entspannungseinrichtung benötigt wird, da der in den Heißgaserzeuger zurückgeführte Dampf zusammen mit dem neu gebildeten Heißgas in der gleichen Turbine 2 entspannt werden kann.
Um die Verbrennung beim Starten bzw. Hochfahren des Heißgaserzeugers 1 in Gang zu bringen, ist im mittleren Abschnitt der Zyklonbrennkammer 14 eine Zündeinrichtung 51 vorgesehen, um das Gas-Luftgemisch zu zünden. Benachbart zur Zündeinrichtung ist ein Schauglas 52 zur Beobachtung der Vorgänge in der Zyklonbrennkammer 14 vorgesehen.
Im ringförmigen Raum 31 zwischen der Innenseite des Kessels 12 und der Außenseite der Zyklonbrennkammer 14 ist ein Rührwerk 60 gemäß 4 und 5 vorgesehen, das sich am Bodenabschnitt 18 des Kessels 12 bis zu einem mittigen Abschnitt hin erstreckt. Das Rührwerk 60 besteht aus einem oberen Ring 52, der im oberen Bereich auf der Innenseite am Zylinderabschnitt 16 des Kessel 12 hin und her drehbar gelagert ist (Pfeil 53). Am oberen Ring 52 sind eine Vielzahl vom am Umfang verteile vertikale Stäbe 54 über Gelenke 55 angebracht, die wiederum in einem unteren Bereich des Kessels 12 am Zylinderabschnitt 16 über am Kessel 12 befestigte Gelenke 55 drehbar gelagert sind. Am unteren Ende der vertikalen Stäbe 54 sind horizontale Stäbe 59 angeordnet, die über Gelenke 55 mit den vertikalen Stäben 54 verbunden sind. Im mittigen Bodenbereich ist um das Ausleitungsrohr 38 herum ein Ring 56 angeordnet, mit dem die zentralen Enden der horizontalen Stäbe 59 verbunden sind. Am oberen Ring 52 ist ein Aktuator 56 angeordnet, der gasdicht und tangential aus dem Kessel 12 heraus geführt wird. Durch Hin- und Herbewegen des Aktuators (Pfeil 58) wird die Hin- und Herbewegung des gesamten Rührwerks 60 bewerkstelligt. Durch Betätigen des Rührwerks 60 wird auf die Biomasse bzw. das Holz, insbesondere auch im Bereich des Holzvergasers 43 eingewirkt, so das sich die Biomasse bzw. das Holz gleichmäßig verteilt und Hohlbrände im Bereich des Holzvergasers vermieden werden.
Über die Schleuse 19 wir Holz in den ringförmigen Raum 31 eingebracht und im ringförmigen Holzvergaser 43 zu brennbaren Gasen vergast. Zur Aufrechterhaltung des Vergasungsprozesses wird dem Holzvergaser 43 Sauerstoff in Form von Luft zugeführt. Die brennbaren Gas gelangen von unten und um den gesamten Umfang verteilt in die Zykonbrennkammer 14. In einem mittleren Abschnitt der Zyklonbrennkammer 14 wir Luft tangential eingeblasen und vermischt sich unter Ausbildung einer Drallströmung mit dem brennbaren Gas und verbrennt unter einer sich verstärkenden Drallströmung in der Zyklonbrennkammer 14. Die Drallströmung in der Zyklonbrennkammer 14 bewirkt eine Vorreinigung des entstandenen unter Druck stehenden Heißgases, das in den weiter Zyklon 15 überströmt und dort tangential in den zylindrischen Abschnitt 36 des Zyklons 15 eingeleitet wird und ein weiteres mal gereinigt wird. Über das zentrale Ausleitungsrohr 38 wird das entstandene und in zwei Stufen gereinigte Heißgas aus dem Heißgaserzeuger ausgeleitet. Bevorzugt wird im oberen mittigen Bereich der Zyklonbrennkammer Heißdampf eingeleitet. Weiterhin kann im oberen Abschnitt des Ausleitungsrohres 38 zusätzlich Luft eingebracht werden, um das Heißgas nachzuverbrennen und die Temperatur des Heißgases einzustellen. Alle Medien, die in den Kessel 12 eingeleitet werden, müssen entweder über eine Schleuse oder mit einem Druck eingebracht werden, der dem im Inneren des Kessels 12 herrschenden Druck entspricht bzw. etwas höher ist. Im gesamten Innenbereich des Kessels 12 herrscht der Druck des erzeugten Heißgases.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas mit einer Zyklonbrennkammer (14), die eine Zylinderwandung (29) und eine oberen Deckenwandung (30) aufweist, und einem weiteren Zyklon (15) zum Reinigen des erzeugten unter Druck stehenden Heißgases, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Zyklon (15) in dem Raum angeordnet ist, in dem der Druck des unter Druck stehenden Heißgases herrscht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklon (15) im Innenbereich der Zyklonbrennkammer (14), bevorzugt konzentrisch zur Zyklonbrennkammer (14) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zyklonbrennkammer (14) in einem Kessel (12) untergebracht ist und dass der Zyklon (15) im Kessel (12) untergebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel (12) einen Zylinderabschnitt (16), einen Deckelabschnitt (17) und einen Bodenabschnitt (18) hat, wobei der Kessel (12) die Zyklonbrennkammer (14) derart umschließt, dass ein erster ringförmiger Raum (31) zwischen der Außenseite der Zylinderwandung (29) und der Innenseite des Kessels (12) ausgebildet wird, wobei der untere Abschnitt der Zylinderwandung (29) und der Bodenabschnitt (18) des Kessels (12) unter einem ersten Abstand (32) angeordnet ist, und dass am unten offenen Abschnitt der Zylinderwandung (29) im Umfangsbereich eine Einrichtung zum Einbringen von brennbarem Material und/oder eine Einrichtung zur Erzeugung von brennbarem Gasen aus Biomaterial oder ein Holzvergaser (43) angeordnet ist.
Vorrichtung zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas mit einer topfförmigen Zyklonbrennkammer (14), die eine Zylinderwandung (29) und eine oberen Deckenwandung (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass am unten offenen Abschnitt der Zylinderwandung (29) im Umfangsbereich eine Einrichtung zum Einbringen von brennbarem Material und/oder eine Einrichtung zur Erzeugung von brennbarem Gasen aus Biomaterial oder ein Holzvergaser (43) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass um die Zyklonbrennkammer (14) herum ein Kessel (12) mit einem Zylinderabschnitt (16), einem Deckelabschnitt (17) und einem Bodenabschnitt (18) angeordnet ist, der die Zyklonbrennkammer (12) umschließt, so dass ein erster ringförmiger Raum (31) zwischen der Außenseite der Zylinderwandung (29) und der Innenseite des Kessels (12) ausgebildet wird, wobei der untere Abschnitt der Zylinderwandung (29) und der Bodenabschnitt (18) des Kessels (12) unter einem ersten Abstand (32) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einbringen von brennbarem Material und/oder die Einrichtung zur Erzeugung von brennbaren Gasen aus Biomaterial oder der Holzvergaser (43) im unteren Abschnitt des ersten ringförmigen Raums (31) und/oder im Bereich des Bodenabschnitts (18) des Kessels (12) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung von brennbaren Gasen aus Biomaterial oder ein Holzvergaser (43) versehen ist mit einer Zersetzungszone (44) zum Zersetzen des Biomaterials oder Holzes (Pyrolyse) in Schwelgase, wie Teere, höhere Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid, Methanol, organische Säuren und Kohlenstoff in Form von Holzkohle und Kondensat, einer sich anschließenden Oxidationszone (45), bei der Sauerstoff, insbesondere Luft, zugeführt wird, zur Oxidation des Kohlenstoffs und Wasserstoffs, um Prozesswärme zu erzeugen und zur Aufspaltung der Kohlenwasserstoffe, und einer sich anschließenden Reduktionszone (46) zur Reduktion der Oxidationsprodukte Kohlendioxid und Wasser an glühender Kohle oder Holzkohle zur Bildung der eigentlichen Holzgase oder Produktgase, wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2) und Methan (CH4), wobei in der Oxidationszone (45) ein Glutbett (47) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Zylinderabschnitt (16) des Kessels (12) im Bereich der Oxidationszone (45) eine Vielzahl von Öffnungen (23a) am Umfang zum Zuführen von unter Druck befindlichem Sauerstoff oder von unter Druck befindlicher Luft angeordnet sind, wobei zur Zufuhr des Sauerstoffs/der Luft der Kessel (12) doppelwandig ausgebildet ist um zwischen der der Außenwand des Kessels (12) und einer Innenwand des Kessels (12) einen Luftraum (23) auszubilden.
Vorrichtung nach einem der Anspnüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderwandung (29) der Zyklonbrennkammer (14) doppelwandig ausgebildet ist und/oder auf der Innenseite mit Schlitzen und oder Kanälen (33) versehen ist, die in die Oxidationszone (45) münden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum der Zyklonbrennkammer (14) am Umfang eine Vielzahl von Öffnungen (42) oder Düsen zum tangentialen Zuführen von Sauerstoff oder Luft in die Zyklonbrennkammer (14) angeordnet ist, so dass eine Drallströmung in der Zyklonbrennkammer (14) ausgebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckelabschnitt (17) des Kessels (14) eine Zufuhröffnung (19a) für Biomasse oder Holz angeordnet ist, wobei an der Zufuhröffnung (19a) eine Schleuse (19) bevorzugt eine Zellenschleuse angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Zyklonbrennkammer (14), bevorzugt im oberen mittigen Abschnitt der Zyklonbrennkammer (14) eine Öffnung (50a) für Heißdampf vorgesehen ist, damit dem Heißgas Heißdampf zuführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, im Innenbereich der Zyklonbrennkamme (14), bevorzugt konzentrisch zur Zyklonbrennkammer (14), ein weiter Zyklon (15) angeordnet ist, so dass ein ringförmiger Raum (34) zwischen Zyklonbrennkammer (14) und Zyklon (15) ausgebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklon (15) einen zylindrischen Abschnitt (36) und einen konischen sich nach unten verjüngenden Abschnitt (37) und ein mittiges Ausleitungsrohr (38) hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung (41) zwischen einem zentralen oberen Abschnitt der Zyklonbrennkammer (14) und einer Vielzahl von tangentialen an der inneren Umfangswand des Zyklons mündende Öffnungen (42) oder Düsen vorgesehen ist, um ein Überströmen des Heißgases von der Zyklonbrennkammer (14) in den Zyklon (15) zu bewerkstelligen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausleitungsrohr (38) am oberen Abschnitt eine Vielzahl von am Umfang verteilten Öffnungen (48) zum Einströmen des gereinigten Heißgases hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausleitungsrohr (38) eine Rohrleitung (49) zum Einbringen von Sauerstoff oder Luft in das Ausleitungsrohr (38) mündet, wodurch im Ausleitungsrohr (38) ein Nachbrenner ausgebildet wird und eine Temperaturregelung des ausgeleiteten Heißgases durch zu Dosieren von Luft bereitgestellt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausleitungsrohr (38) im Bodenabschnitt (18) des Kessels (12) aus dem Kessel (12) ausgeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (18) des Kessels (12) kegelförmig ausgebildet ist und bevorzugt mit einem zylindrischen nach unten sich erstreckenden Fortsatz (24) versehen ist, der mit einer Ascheausströmöffnungen (25) versehen ist, die wiederum mit einem Ventil versehen ist, so dass Asche aus der Einrichtung zur Erzeugung von brennbarem Gasen aus Biomaterial oder ein Holzvergaser (43) und aus dem Zyklon (15) ableitbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rührwerk (60) zwischen der Innenseite des Kessels (12) und der Außenseite der Zyklonbrennkammer (14) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk (60) eine Vielzahl von am Umfang verteilten, vertikal sich erstreckende Stäbe (54) umfasst, die sich am Bodenabschnitt (18) des Kessels (12) bis zu einem mittigen Abschnitt des Bodenabschnitts (18) erstrecken und über Gelenke (55) gelagert sind und durch einen Aktuator (57) hin und her bewegbar sind.
Verfahren zur Erzeugung von unter Druck stehendem Heißgas mittels einer eine Zylinderwandung (29) und eine obere Deckenwandung (30) aufweisenden topfförmigen Zyklonbrennkammer (14) mit einem Eintrittsabschnitt und einem Austrittsabschnitt gekennzeichnet durch die Schritte: – Einleiten von brennbaren Materialien bevorzugt Biomaterialien von unten in den inneren Umfangsbereich der Zylinderwandung (29) benachbart zum unteren, offenen Abschnitt der Zylinderwandung (29); – tangentiales Einleiten von Sauerstoff bevorzugt in Form von Luft in einen mittleren, inneren Abschnitt der Zylinderwandung (29), um einen Drall auszubilden; – Zünden/Verbrennen des Gas/Luftgemisches in einem oberen Abschnitt der Zyklonbrennkammer (14) unter Ausbildung einer Drallströmung und unter Ausbilden eines unter Druck stehenden Heißgases.
Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Erzeugen von brennbaren Gasen aus Biomaterial oder Holz benachbart zum unteren, offenen Abschnitt der Zylinderwandung (29).
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, gekennzeichnet durch Erzeugen des brennbaren Gases ringförmig benachbart zum unteren, offenen Abschnitt der Zylinderwandung (29).
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25 gekennzeichnet durch Erzeugen des brennbaren Gases in den Schritten – Trocknen der Biomasse insbesondere Holz – Zersetzen der Biomasse (Pyrolyse) in Schwelgase, wie Teere, höhere Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid, Methanol, organische Säuren und Kohlenstoff in Form von Holzkohle und Kondensat, – Oxidation des Kohlenstoffs und Wasserstoffs mittels Sauerstoff, insbesondere Luft in einer Oxidationszone, um Prozesswärme zu erzeugen, und zur Aufspaltung der Kohlenwasserstoffe, wobei in der Oxidationszone (20) ein Glutbett (25) ausgebildet wird, – Reduktion der Oxidationsprodukte Kohlendioxid und Wasser an glühender Kohle insbesondere Holzkohle zur Bildung der eigentlichen Biogase, wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2) und Methan (CH4) in einer Reduktionszone (46)
Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Abscheiden von im Heißgas befindlichen Partikel an der Zylinderwandung (29) durch die Drallströmung und Zurückleiten der Partikel in den Bereich der Erzeugung brennbarer Gase, zum Erzeugen von brennbaren Gasen aus den abgeschiedenen Partikeln.
Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Ableiten des erzeugen Heißgases in einem mittigen oberen Abschnitt der Zyklonbrennkammer (14).
Verfahren nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch tangentiales Zuführen des abgeleiteten Heißgases in einen weiteren Zyklon (15), bevorzugt mit einem kleineren Durchmesser als die Zyklonbrennkammer (14), zum weiteren Reinigen des Heißgases von Partikeln.
Verfahren nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch Abführen des Heißgases in einem mittigen Abschnitt des weiteren Zyklons (15) über eine im mittleren Abschnitt des weiteren Zyklons (15) angeordnete Leitung.
Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Erzeugen von Heißdampf und Einleiten des Heißdampfes in den mittigen Abschnitt der Zyklonbrennkammer (14). Materie.
Verfahren nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch Erzeugen des Heißdampfes durch Aufheizen von Wasser mittels des erzeugten Heißgases bevorzugt in zwei Schritten: – Aufheizen in einer ersten Stufe durch Verwendung von Abwärme auf bevorzugt 300 bis 400°C – Aufheizen auf 850 bis 950°C durch Wärme aus der Zyklonbrennkammer (14).
Verfahren nach Anspruch 29 oder 30 gekennzeichnet durch Einbringen von Sauerstoff oder Luft stromab des weiteren Zyklons (15) zum vollständigen Verbrennen des im Heißgas noch befindlichen brennbaren Materials und zum Einstellen der Temperatur des Heißgases.
Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Entspannen des Heißgases in einer Turbine (2) oder Microgasturbine die einen Lader oder Kompressor (4) zum Erzeugen komprimierter Luft und/oder einen Generator (3) zum Erzeugen elektrischer Energie antreibt.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 32, gekennzeichnet durch Weiterleiten der Entspannten Heißgase in einen Wärmetauscher (6) zum Erzeugen von Dampf aus Wasser und zum Vorheizen des Heißgaserzeugers.