DE102010008384A1

DE102010008384A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen in den Abkühlraum einer Flugstromvergasung

Info

Publication number: DE102010008384A1
Application number: DE102010008384A
Authority: DE
Inventors: Norbert 45139 Ullrich
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-08-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung, wobei die nachwachsenden Brennstoffe in Gasströmungsrichtung hinter der Flugstromvergasung zugegeben werden, so dass das Synthesegas den Vergasungsreaktor bereits verlassen hat und infolgedessen bereits heruntergekühlt ist, aber für eine Reaktion mit den nachwachsenden Brennstoffen noch heiß genug ist. Dadurch kann die Wärmeenthalpie des Synthesegases vor einer Mischung mit einem Fremdmedium genutzt werden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, mit der dieses Verfahren ausgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung, wobei die nachwachsenden Brennstoffe in Gasströmungsrichtung hinter der Flugstromvergasung zugegeben werden, so dass das Synthesegas den Vergasungsreaktor bereits verlassen hat und infolgedessen in einen Reaktionsbereich niedrigerer Temperatur eintritt. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, mit der dieses Verfahren ausgeführt wird.
Eine Möglichkeit zur Herstellung von Synthesegas ist die Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen mit Sauerstoff oder mit sauerstoffangereicherter Luft. Durch die Reaktion des Brennstoffes mit dem Gas, der in der Regel in feingemahlenem Zustand in den Reaktionsraum zugeführt wird, entsteht ein Synthesegas, das zu einem wesentlichen Bestandteil aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht. Gibt man dem sauerstoffhaltigen Gas Wasserdampf hinzu, so erhält man ein Synthesegas, das auch Wasserstoff enthält. Die Brennstoffe werden typischerweise zur Reaktion in einem Flugstromverfahren in dem Reaktionsraum umgesetzt, wobei Sauerstoff oder ein sauerstoffangereichertes Gas unter Druck mit dem feingemahlenen Brennstoff gemischt und über einen oder mehrere Brenner in einer Staubflamme in den Reaktionsraum eingedüst werden.
Durch die hohe Temperatur bei der Vergasung kann die Enthalpie des Synthesegases zur Vergasung von nachwachsenden Brennstoffen genutzt werden. Die EP 1027407 B1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung von Brenn-, Synthese- und Reduktionsgas aus nachwachsenden und fossilen Brennstoffen, anderen Biomassen, Müll oder Schlämmen durch Verbrennen in einem Brenner unter Zugabe von gasförmigem Sauerstoff und/oder sauerstoffenthaltenden Gasen in unterstöchiometrischen Verhältnissen, oberhalb der Schmelztemperatur der anorganischen Anteile mit einem CO₂- und H₂O-haltigem Vergasungsmittel, wobei der Brennstoff und/oder das Gas beim Eintritt in die Brennkammer in Rotation versetzt werden, und das Vergasungsmittel durch eine zentrale Öffnung im Boden der Brennkammer in einen Vergasungsreaktor geleitet wird und dabei einen Tauchstrahl bildet, und in dem Vergaser dem Vergasungsmittel kohlenstoffhaltiger Brennstaub zugeführt wird, wobei bei der ablaufenden Vergasungsreaktion Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid und Wasserdampf zu Wasserstoff reduziert werden, und der Gastauchstrahl sich oberhalb des Reaktorbodens umlenkt, und das entstandene Vergasungsgas im oberen Teil des Reaktors abgeführt und zu Brenn-, Synthese- oder Reduktionsgas unter nachfolgender Entstaubung und chemischer Reinigung aufbereitet wird. Durch die Umlenkung des Gasstrahls wird eine Verlängerung der Verweilzeit des Brennstaubes im Reaktor erreicht. Günstiger wäre es jedoch, die Zugabe des zu vergasenden Materials gestaffelt auszuführen.
Hinter der Flugstromvergasung wird das Synthesegas zur Herunterkühlung in der Regel in einen Abkühlraum geführt, in dem zum sogenannten Quenchen eine Mischung mit einem Fremdmedium erfolgt. Da die Temperatur des Synthesegases an dieser Stelle vor dem Mischen mit dem Fremdmedium immer noch für eine chemische Reaktion ausreicht und andererseits je nach Ausführung noch genügend sauerstoffhaltiges Reaktionsgas vorhanden ist, geht die Wärmeenthalpie des ausströmenden Vergasungsmittels durch das Quenchen ungenutzt verloren. Es besteht deshalb die Aufgabe, die Enthalpie des Synthesegases in diesem Niedertemperaturbereich direkt nach der Einleitung in den Reaktionsraum weiter zu nutzen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Einleitung eines nachwachsenden Rohstoffes in den Abkühlraum direkt nach der Einleitung des Synthesegases, wodurch dieser vergast wird und das Synthesegas weiter herunterkühlt. Auf diese Weise kann die Enthalpie des Synthesegases weiter genutzt werden, bevor diese durch das Mischen mit einem Fremdmedium verloren geht.
Nachwachsende Rohstoffe besitzen die Eigenschaft, mit dem Synthesegas zu reagieren, ohne bei der Reaktion eine wesentliche Temperatursteigerung zu bewirken. Häufig wird bei der Zugabe von nachwachsenden Rohstoffen die Temperatur des Synthesegases weiter gesenkt. Die nachwachsenden Brennstoffe reagieren mit den Bestandteilen des Synthesegases, wobei Wärme verbraucht wird. Bei der Reaktion wird zusätzliches Synthesegas produziert.
Je nach Ausführungsform können die nachwachsenden Rohstoffe auch mit kohlenstoffhaltigen Brennstoffen gemischt werden, bevor diese der Vergasungsreaktion zugeführt werden. Auch können die nachwachsenden Rohstoffe bereits in den Vergasungsreaktor eingeleitet werden, so dass diese schon in der eigentlichen Flugstromvergasung zu Synthesegas umgesetzt werden, wie es beispielhaft in der EP 1027407 B1 beschrieben worden ist. Erfindungsgemäß muss lediglich in Gasströmungsrichtung nach der Flugstromvergasung ein Brennstoff zugeführt werden, der wenigstens anteilsweise aus nachwachsenden Brennstoffen besteht.
Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung, wobei

– der feingemahlene, kohlenstoffhaltige Brennstoff als solcher oder im Gemisch mit nachwachsenden Brennstoffen in einen feuerfesten Reaktionsraum eingeleitet wird, in den ebenfalls Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft eingelassen wird, so dass der Brennstoff in einer Flugstromvergasung in dem Reaktionsgefäß zu Synthesegas reagiert, und
– das erhaltene Synthesegas unter einem Druck von 0,1 bis 8 MPa steht und in aufwärts oder abwärts führender Richtung aus dem Reaktionsraum ausgeführt wird, und
– das so erhaltene Synthesegas nach der Ausführung in einen Abkühlraum geleitet wird, in dem das zugeführte Gas mit einem kühleren gasförmigen, dampfförmigen oder flüssigen Stoff vermischt wird,

– durch Öffnungen in dem Abkühlraum, die innerhalb des Abkühlraumes angeordnet sind, ein biologischer Brennstoff konzentrisch in den Abkühlraum eingeleitet wird, so dass eine weitere Reaktion mit dem Synthesegas erfolgt, wodurch die Temperatur des Synthesegases weiter gesenkt wird.

Der nachwachsende Brennstoff kann als solcher oder im Gemisch mit einem Reaktionsgas in den Abkühlraum eingeleitet werden. Dieses enthält in einer typischen Ausführungsform Sauerstoff. Das Reaktionsgas kann neben Sauerstoff auch Wasserdampf, Kohlendioxid oder Fremdgase enthalten.
Zur Ausführung der Erfindung ist es prinzipiell möglich, in dem Abkühlraum in Gasströmungsrichtung zunächst die Eindüsung des gasförmigen oder dampfförmigen Stoffes und dann die Einleitung des nachwachsenden Brennstoffes zum Quenchen durchzuführen. Dies ist jedoch nur möglich, wenn der Quenchprozess keine übermäßige Herunterkühlung des Synthesegases herbeiführt. Aus diesem Grund wird in einer bevorzugten Ausführungsform zunächst der nachwachsende Rohstoff in den Abkühlraum eingeleitet und dann ein Quenchen des Synthesegases durchgeführt.
Die Einleitung des nachwachsenden Rohstoffes in dem Abkühlraum kann auch im Gemisch mit einem feingemahlenen, kohlenstoffhaltigen Brennstoff erfolgen. Auch dies kann im Gemisch mit einem Reaktionsgas erfolgen. Auch dieses enthält in einer typischen Ausführungsform Sauerstoff. Das Reaktionsgas kann auch in diesem Fall neben Sauerstoff Wasserdampf, Kohlendioxid oder Fremdgase enthalten. Auch kann die Eindüsung des Brennstoffes in dem Abkühlraum in mehreren Ebenen erfolgen. Um die Verweilzeit und die Durchmischung weiter zu erhöhen, kann der Brennstoff durch tangential angeordnete Einleitungsvorrichtungen in den Abkühlraum eingeleitet werden. Dadurch erhält der Brennstoff in dem Abkühlraum einen Drall, wodurch sich die Verweilzeit des nachwachsenden Brennstoffes in dem Abkühlraum erhöht. Die Einleitung oder Eindüsung erfolgt beispielhaft unter Druck mit einem Fremdgas.
Als nachwachsender Brennstoff können beispielhaft gehäckselte, zerkleinerte und feingemahlene Energiepflanzen, Holz in beliebiger Form, Stroh, Gräser, Getreidepflanzen, biologische Reststoffe, Meerespflanzen oder Viehdung verwendet werden. Es ist jedoch prinzipiell möglich, alle biologischen Brennstoffe zu verwenden, die sich zur Vergasungsreaktion eignen und die bei der Vergasungsreaktion Wärme verbrauchen. Die nachwachsenden Brennstoffe können vor der Vergasung einer Vorbehandlung unterzogen werden. Geeignete Vorbehandlungsschritte sind beispielsweise eine Trocknung, eine Karbonisierung, eine Mahlung, eine Torrefizierung oder eine Kombination dieser Schritte. Eine Torrefizierung bezeichnet dabei in allgemeiner Form die thermische Behandlung von Biomasse unter Luftabschluss bei relativ niedrigen Temperaturen von 200 bis 300°C.
Im eigentlichen Vergasungsreaktor, der oberhalb des Abkühlraum es angeordnet ist, herrschen typischerweise Temperaturen von 1400–2000°C mit Drücken von 0,5 bis 8 MPa. Bei der Ausführung aus dem Synthesereaktor wird das Synthesegas in einen Bereich von niedrigerer Temperatur geführt, wobei dann Temperaturen von 1400°C bis 1600°C herrschen. Diese Temperatur reicht zur Vergasung nachwachsender Brennstoffe noch aus, so dass erfindungsgemäß ein Einleiten nachwachsender Brennstoffe in den Abkühlraum möglich ist. Nach der Vergasung biologischer Brennstoffe beträgt die Temperatur noch 1100 bis 1300°C.
Zur Ausführung kommt ein Vergasungsreaktor, wie er im Stand der Technik üblich ist. Geeignete Ausführungsformen werden beispielhaft in der WO 2009118082 A1 beschrieben.
Beansprucht wird auch eine Vorrichtung, mit der dieses Verfahren ausgeführt werden kann. Beansprucht wird insbesondere eine Vorrichtung zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach, wobei

– diese aus einem feuerfesten Reaktionsraum besteht, der zur Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen durch Umsetzung mit einem sauerstoffhaltigen oder wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gas geeignet ist, und
– dieser feuerfeste Reaktionsraum einen oder mehrere Brenner enthält, die in einer Brennerebene konzentrisch angeordnet sind und die einen Brennstoff in horizontaler Richtung in den Reaktionsraum oder vom Deckelbereich ausgehend eindüsen, und
– sich in vertikaler Richtung abwärts oder aufwärts führend an diesen Reaktionsraum ein zweiter Raum anschließt, der als Abkühlraum gestaltet ist, und der mit Zuführungseinrichtungen für gasförmige, dampfförmige oder flüssige Kühlmedien ausgestattet ist,

– sich in dem Abkühlraum weitere Brenner befinden, die ebenfalls konzentrisch in einer Brennerebene angeordnet sind, und die einen nachwachsenden Brennstoff in horizontaler Richtung in den Abkühlraum einleiten.

Der Reaktionsraum wird zur Ausführung der Erfindung an einem Ausführungsende mit einem Austragsstutzen versehen, durch den ein Reaktionsraum gebildet wird. In dem Abkühlraum können sich an beliebiger Stelle Einleitungsstutzen oder Einleitungsdüsen für den nachwachsenden Brennstoff befinden. An der Ausleitungsstelle für das Synthesegas kann ein Wandvorsprung vorhanden sein, durch den sich in Strömungsrichtung eine Einengung bildet. Dadurch kommt es an der Einleitungsstelle für das Synthesegas zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. In einer vorteilhaften Ausführungsform befinden sich die Brenner oder Brennerlanzen hinter dem Wandvorsprung und in dessen Strömungsschatten. Der Reaktionsraum enthält in einer vorteilhaften Ausführungsform auch Einleitungsstutzen für ein kühlendes Fremdmedium.
Die Brenner sind Brenner oder Brennerlanzen, wie sie im Stand der Technik üblich sind. Die Brenner in dem Abkühlraum können tangential zur zylinderförmigen Brennerwand ausgerichtet sein, so dass die Flugstromströmung bei der Durchführung der Vergasungsreaktion einen Drall erhält. Der Abkühlraum ist bevorzugt unterhalb der Brenner mit zusätzlichen Einleitungsvorrichtungen für gasförmige, dampfförmige oder flüssige Stoffe ausgerüstet. Unterhalb des Abkühlraum es befindet sich in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Wasserbad, das zum Auffangen und Abkühlen der festen Anfallstoffe der Kohlevergasungsreaktion geeignet ist. Dort werden die Feststoffe gesammelt und aus dem Reaktor durch einen Auslass ausgeführt. Der Abkühlraum ist vorteilhaft mit einem seitlich wegführenden Auslass für gasförmige Reaktionsprodukte ausgerüstet.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Erzeugung von Gasen wird anhand von drei Zeichnungen genauer erläutert, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Vergasungsreaktor mit Zusatzvergasung im Reaktionsraum und Nachvergasung im Abkühlraum. 2 zeigt den unteren Teil des Reaktionsraums mit Abkühlraum. 3 zeigt den unteren Teil des Reaktionsraums mit Abkühlraum und einem Wandvorsprung.
1 zeigt einen gekühlten Reaktionsraum (1) zur Vergasung mit einem Deckel (1a), der sich in einem druckdichten Mantelgefäß (2) befindet, wird zur Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff im Gemisch mit Dampf oder einem sauerstoffhaltigen Gas (3a) unter Druck eingeleitet. Der kohlenstoffhaltige, feste und feingemahlene Brennstoff wird mit einem sauerstoffhaltigen Gas über Brenner oder Brennerlanzen (3) in die Brennkammer eingedüst, wobei die Brenner horizontal und konzentrisch angeordnet sind und die hier in einer ersten Ebene angeordnet sind. Die Brenner der zweiten Brennerebene sind durch gekühlte Schlackeabweiser (3b) vor herabfließender glutflüssiger Schlacke geschützt. Die Zahl der Brenner in der Brennerebene beträgt idealerweise 1 bis 6. Die Temperatur im Reaktionsraum beträgt typischerweise ca. 1500°C. In dieser Ausführungsform wird über Brenner oder Brennerlanzen (4), die in einer zweiten Brennerebene unterhalb der ersten Brennerebene sitzen, ein nachwachsender Brennstoff aus kohlenstoffhaltigen Brennstoffen im Gemisch mit einem sauerstoffhaltigen Gas (4a) in die Brennkammer des Reaktionsraumes zur Vergasung von festen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen eingeleitet. Durch diese Anordnung entsteht eine Flugstromvergasung, die den Brennstoff in einer Verweilzeit von 1 bis 10 Sekunden im Reaktionsraum zu Synthesegas umsetzt. Das Synthesegas wird über einen Austragsstutzen (5) aus dem Reaktionsraum (1) ausgeführt. Der Austragsstutzen mündet in einen Abkühlraum (5a) zum Herunterkühlen. Im Eingangsteil des Abkühlraumes (5a) befindet sich ein Einleitungsstutzen für nachwachsenden Brennstoff. Erfindungsgemäß wird an dieser Stelle über einen Einleitungsstutzen (6) der nachwachsende Brennstoff (6a) eingeleitet. Dieser reagiert in dem Abkühlraum (5a) mit dem Synthesegas. Durch die endotherme Vergasung des nachwachsenden Rohstoffes wird die Temperatur des Synthesegases in dem Abkühlraum (5a) deutlich gesenkt. Im Eingangsbereich des Abkühlraumes beträgt die Temperatur typischerweise 1500°C, während diese nach der Reaktion 1200°C beträgt. Daran anschließend wird über einen Einleitungsstutzen (7) ein dampfförmiges, gasförmiges oder flüssiges Fremdmedium (7a) eingedüst. Das Produktgas (8) wird in einen Auffangraum (9) zum Herunterkühlen geleitet. Die anfallenden Feststoffe werden in ein Wasserbad (10) geführt, abkühlt und nach der Abkühlung über einen Austrittsstutzen (11) für Feststoffe ausgeschleust. Das erhaltene Synthesegas wird über einen seitlichen Austragsstutzen (12) für Synthesegas entnommen.
2 zeigt den Austragsstutzen (5), der das Synthesegas aus dem Reaktionsgefäß (1) ausführt und dabei einen Abkühlraum (5a) bildet. In dem Reaktionsgefäß (1) wird eine Flugstromvergasung durchgeführt. Das Synthesegas in dem Reaktionsgefäß besitzt in dieser Ausführungsform als Strömungsrichtung (13) einen Drall und verlässt das Reaktionsgefäß (1) nach einer durchschnittlichen Verweilzeit von 1 bis 10 Sekunden. Der Synthesegasstrom verlässt den Vergasungsreaktor (1) in vertikal abwärtsführender Richtung in den Abkühlraum (5a). Erfindungsgemäß wird kurz nach Verlassen des Reaktionsgefäßes (1) in das heiße Synthesegas ein nachwachsender Brennstoff (6a) eingeleitet. Nach Durchlaufen einer Reaktionsstrecke wird ein Fremdmedium (7a) zum Abkühlen eingeleitet.
3 zeigt den gleichen Austragsstutzen (5), der hier mit einem Wandvorsprung (14) des Reaktionsgefäßes (1) ausgestattet ist, wodurch sich an der Einleitungsstelle des Synthesegasstroms (13b) in den Abkühlraum eine Einengung bildet.
Dadurch steigt die Strömungsgeschwindigkeit in dem Abkühlraum (5a) an. Im Strömungsschatten dieses Wandvorsprungs wird der nachwachsende Brennstoff (6a) eingeleitet. Dadurch kommt es typischerweise zu einer besseren Vermischung des Brennstoffes mit dem Synthesegas. Nach Durchlaufen einer Reaktionsstrecke wird ein Fremdmedium (7a) zum Abkühlen eingeleitet.
Bezugszeichenliste

1: Reaktionsraum zur Vergasung
1a: Deckel des Reaktionsraumes
2: Druckdichtes Mantelgefäß
3: Brennerlanzen für kohlenstoffhaltigen Brennstoff in einer ersten Ebene
3a: Kohlenstoffhaltiger Brennstoff im Gemisch mit einem Gas
3b: Gekühlter Schlackeabweiser zum Schutz vor ablaufender glutflüssiger Schlacke
4: Brennerlanzen für kohlenstoffhaltigen Brennstoff in einer zweiten Ebene
4a: Kohlenstoffhaltiger Brennstoff im Gemisch mit einem sauerstoffhaltigen Gas
5: Austragsstutzen aus dem Reaktor
5a: Abkühlraum zum Herunterkühlen
6: Brennerlanzen für nachwachsenden Rohstoff als Brennstoff
6a: Nachwachsender Brennstoff im Gemisch mit einem sauerstoffhaltigen Gas
7: Einleitungsstutzen für dampf- oder gasförmiges Fremdmedium
7a: Dampfförmiges, flüssiges oder gasförmiges Fremdmedium
8: Produktgas
9: Auffangraum
10: Wasserbad
11: Austragsstutzen für Feststoffe
12: Austragsstutzen für Synthesegas
13: Strömungsrichtung des Synthesegases in dem Reaktionsgefäß
13a: Strömungsrichtung des Synthesegases beim Verlassen des Reaktionsraumes
13b: Einleitungsgasstrom des Synthesegases in den Abkühlraum
14: Wandvorsprung des Reaktionsgefäßes mit Einengung der Strömung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1027407 B1 [0003, 0007]
WO 2009118082 A1 [0014]

Claims

Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung, wobei – der feingemahlene, kohlenstoffhaltige Brennstoff als solcher oder im Gemisch mit nachwachsenden Brennstoffen in einen feuerfesten Reaktionsraum eingedüst wird, in den ebenfalls Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft eingelassen wird, so dass der Brennstoff in einer Flugstromvergasung in dem Reaktionsgefäß zu Synthesegas reagiert, und – das erhaltene Synthesegas unter einem Druck von 0,1 bis 8 MPa steht und in aufwärts oder abwärts führender Richtung aus dem Reaktionsraum ausgeführt wird, und – das so erhaltene Synthesegas nach der Ausführung in einen Abkühlraum geleitet wird, in dem das zugeführte Gas mit einem kühleren gasförmigen oder dampfförmigen Stoff vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – durch Öffnungen in dem Reaktionsraum, die innerhalb des Abkühlraum es angeordnet sind, ein nachwachsender Brennstoff konzentrisch in den Abkühlraum eingedüst wird, so dass eine weitere Reaktion mit dem Synthesegas erfolgt, wodurch die Temperatur des Synthesegases weiter gesenkt wird.
Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abkühlraum an der Einleitungsstelle für den nachwachsenden Brennstoff Temperaturen von 1400–1600°C herrschen.
Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abkühlraum in Gasströmungsrichtung zunächst die Einleitung des nachwachsenden Brennstoffes und dann die Eindüsung des gasförmigen, dampfförmigen oder flüssigen Stoffes erfolgt.
Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung des nachwachsenden Rohstoffes in dem Abkühlraum im Gemisch mit einem feingemahlenen, kohlenstoffhaltigen Brennstoff erfolgt.
Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung des nachwachsenden Brennstoffes in den Abkühlraum in mehreren Ebenen erfolgt.
Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der nachwachsende Brennstoff durch tangential angeordnete Einleitungsvorrichtungen in den Abkühlraum eingeleitet wird, so dass der nachwachsende Brennstoff in dem Abkühlraum einen Drall erhält, wodurch sich die Verweilzeit des nachwachsenden Brennstoffes in dem Abkühlraum erhöht.
Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als nachwachsender Brennstoff gehäckselte, zerkleinerte und feingemahlene Energiepflanzen, Holz in beliebiger Form, Stroh, Gräser, Getreidepflanzen, biologische Reststoffe, Meerespflanzen oder Viehdung verwendet werden.
Verfahren zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nachwachsenden Rohstoffe vor der Vergasung einer Vorbehandlung unterzogen werden, wobei die Vorbehandlungsschritte eine Trocknung, eine Karbonisierung, eine Mahlung, eine Torrefizierung oder eine Kombination dieser Schritte umfassen.
Vorrichtung zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei – diese aus einem feuerfesten Reaktionsraum besteht, der zur Vergasung von festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen durch Umsetzung mit einem sauerstoffhaltigen oder wasserdampf- und sauerstoffhaltigen Gas geeignet ist, und – dieser feuerfeste Reaktionsraum einen oder mehrere Brenner enthält, die in einer Brennerebene konzentrisch angeordnet sind und die einen Brennstoff in horizontaler Richtung in den Reaktionsraum oder vom Deckelbereich ausgehend eindüsen, und – sich in vertikaler Richtung abwärts oder aufwärts führend an diesen Reaktionsraum ein zweiter Raum anschließt, der als Abkühlraum gestaltet ist, und der mit Zuführungseinrichtungen für gasförmige, dampfförmige oder flüssige Kühlmedien ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – sich in dem Abkühlraum weitere Brenner befinden, die ebenfalls konzentrisch in einer Brennerebene angeordnet sind, und die einen nachwachsenden Brennstoff in horizontaler Richtung in den Abkühlraum einleiten.
Vorrichtung zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner in dem Abkühlraum tangential zur zylinderförmigen Brennerwand ausgerichtet sind, so dass die Flugstromströmung bei der Durchführung der Vergasungsreaktion einen Drall erhält.
Vorrichtung zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgefäß an der Ausführungsstelle für das Synthesegas in den Abkühlungsraum einen Wandvorsprung enthält, der in dem ausführenden Gasstrom für das Synthesegas einen Strömungsschatten verursacht.
Vorrichtung zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb des Abkühlraumes, der mit Zuführungseinrichtungen für gasförmige, dampfförmige oder flüssige Stoffe ausgerüstet ist, ein Wasserbad befindet, das zum Auffangen und Abkühlen der festen Anfallstoffe der Kohlevergasungsreaktion geeignet ist.
Vorrichtung zur Niedertemperaturnutzung der Enthalpie eines Synthesegases durch Zugabe von nachwachsenden Brennstoffen nach der Flugstromvergasung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Abkühlraumes, der mit Zuführungseinrichtungen für gasförmige, dampfförmige oder flüssige Kühlmedien ausgerüstet ist, ein seitlich wegführender Auslass für gasförmige Reaktionsprodukte vorhanden ist.