DE102012107493A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Treibstoffgemisches - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren (100) zum ortsungebundenen Erzeugen sowohl eines flüssigen als auch eines gasförmigen Treibstoffes zur Befeuerung einer Zündstrahlmotor-Einrichtung (110) wird dadurch geschaffen, dass aerosolgebundene und gasförmige Bestandteile eines Pyrolyserohgases (101) mittels eines Nass-Elektrofilters (120) in ein Pyrolyseöl (102) sowie ein Pyrolysereingas (103) getrennt werden, die über unterschiedliche Förderwege in separate Eingänge einer Zündstrahlmotor-Einrichtung (110) eingeleitet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines ersten flüssigen und eines zweiten gasförmigen Treibstoffes aus einem Pyrolyserohgas, jeweils zur Befeuerung einer Zündstrahlmotor-Einrichtung.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines ersten flüssigen und eines zweiten gasförmigen Treibstoffs zur Befeuerung eines Zündstrahlmotor-Blockheizkraftwerks.
  • Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik in vielfältiger Form bekannt. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen weisen indes den Nachteil auf, dass die Treibstoffgemische an Orten hergestellt werden, an denen ein direkter Bedarf nicht gegeben ist und deshalb über längere Transportwege zu einem jeweiligen Einsatzort befördert werden müssen, da eine Produktion vor Ort in der Regel nicht möglich ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels derer Treibstoffe zum Treiben einer Zündstrahlmotor-Einrichtung bzw. eines Zündstrahlmotor-Blockheizkraftwerks mittels gängiger Biomasse herstellbar sind.
  • Für ein Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass aerosolgebundene und gasförmige Bestandteile eines Pyrolyserohgases mittels eines Nass-Elektrofilters in ein Pyrolyseöl sowie ein Pyrolysereingas getrennt werden, die über unterschiedliche Förderwege in separate Eingänge einer Zündstrahlmotor-Einrichtung eingeleitet werden.
  • Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Nass-Elektrofilter zum Trennen aerosolgebundener sowie gasförmiger Bestandteile eines Pyrolyserohgases in ein Pyrolyseöl und ein Pyrolysereingas, wobei Pyrolyseöl und Pyrolysereingas über unterschiedliche Förderwege in separate Eingänge des Zündstrahlmotor-Blockheizkraftwerks einleitbar sind.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche. Dabei entsprechen die Unteransprüche des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs den Unteransprüchen des unabhängigen Verfahrensanspruchs, weshalb im Weiteren lediglich die weiteren Verfahrensunteransprüche erläutert werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die Merkmalskombination, dass aerosolgebundene und gasförmige Bestandteile eines Pyrolyserohgases mittels eines Nass-Elektrofilters in ein Pyrolyseöl sowie ein Pyrolysereingas getrennt werden, die über unterschiedliche Förderwege in separate Eingänge einer Zündstrahlmotor-Einrichtung eingeleitet werden, eine ortsungebundene Bereitstellung eines Treibstoffgemisches zur Befeuerung einer Zündstrahlmotor-Einrichtung auf der Grundlage fast überall in ausreichender Menge vorhandener fester Biomasse erreicht.
  • Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich aus den folgenden Gegebenheiten:
    Das Pyrolyserohgas aus dem Gegenstromvergaser weist einen hohen Anteil an Pyrolyseölen in Form von Nebeltröpfchen für eine Gewinnung von Pyrolyseöl im Nass-Elektrofilter auf. Die so gewonnenen Pyrolyseöle sind von ihrer Konsistenz her gut fließfähig und nicht klebrig und verschmutzen den Nass-Elektrofilter daher nur unwesentlich. Eine Verschmutzung des Nass-Elektrofilters fällt daher in wesentlich geringerem Umfang als bei anderen Vergasertypen an, so dass auf eine ansonsten regelmäßig notwendige Heißdampfreinigung des Nass-Elektrofilters weitestgehend verzichtet werden kann.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Pyrolyserohgas vor Einleiten in den Nass-Elektrofilter mittels einer Kühleinrichtung von einer Temperatur in einem Bereich zwischen 75°C und 95°C auf eine Temperatur im Bereich zwischen 10°C und 35°C gekühlt wird, um die Dichte des in den Nass-Elektrofilter eingeleiteten Pyrolyserohgases zu erhöhen und um in der Zündstrahlmotor-Einrichtung Schäden verursachende Kondensate aus dem Pyrolyserohgas auszufällen.
  • Das Pyrolyserohgas wird vorzugsweise in einem mit fester Biomasse betriebenen Gegenstromvergaser erzeugt, wobei in einem ersten Leitungssystem des Gegenstromvergasers ein Luft/Wasserdampf-Gemisch geführt ist und in einem zweiten Leitungssystem des Gegenstromvergasers das Pyrolyserohgas geführt ist.
  • Das Pyrolyserohgas wird dabei im allgemeinen erzeugt aus einem Verbrennungsvorgang fester Biomasse in Verbindung mit einem Reduktionsvorgang der in dem Brennvorgang entstandenen Gase an oberhalb einer Brennzone angeordneter nichtverbrannter Biomasse, in Verbindung mit einem Ausgasen von nichtverbrannter Biomasse im Wege einer Erwärmung.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das erste Leitungssystem des Gegenstromvergasers unter einem Druck von 1,25 bar bis 2,85 bar betrieben ist, und das zweite Leitungssystem des Gegenstromvergasers unter einem Druck von 1,2 bar bis 2,8 bar betrieben ist.
  • Vor einem Einleiten in die Zündstrahlmotor-Einrichtung kann das Pyrolysereingas zwecks Beimischung von Luft unter einem Druck zwischen 1,1 bar und 2,5 bar in eine Gasluftmischeinrichtung eingeleitet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, die in der Figur der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigt:
  • 1 Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, dargestellt in Form einer schematischen Übersicht.
  • Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung (100) ist zum Erzeugen eines ersten flüssigen und eines zweiten gasförmigen Treibstoffs zur Befeuerung eines Zündstrahlmotor-Blockheizkraftwerks (110) ausgelegt.
  • Die Vorrichtung enthält einen Nass-Elektrofilter (120) zum Trennen aerosolgebundener sowie gasförmiger Bestandteile eines Pyrolyserohgases (101) in ein Pyrolyseöl (102) und ein Pyrolysereingas (103), wobei Pyrolyserohgas (101) und Pyrolyseöl (102) über unterschiedliche Förderwege in separate Eingänge des Zündstrahlmotor-Blockheizkraftwerks (110) einleitbar sind.
  • Eine nicht dargestellte herkömmlich konstruierte Kühleinrichtung ist vorgesehen, um das Pyrolyserohgas (101) vor Einleiten in den Nass-Elektrofilter von einer Temperatur in einem Bereich zwischen 75° C und 95° C auf eine Temperatur im Bereich zwischen 10°C und 35°C zu kühlen. Dadurch wird die Dichte des in den Nass-Elektrofilter (120) eingeleiteten Pyrolyserohgases (101) erhöht und es werden ansonsten in der Zündstrahlmotor-Einrichtung (110) Schäden verursachende Kondensate vorab aus dem Pyrolyserohgas (101) ausgefällt.
  • Für die Produktion des Pyrolyserohgases (101) ist ein Gegenstromvergaser (130) vorgesehen, wobei ein erstes Leitungssystem des Gegenstromvergasers zum Führen eines Luft/Wasser-Gemisches ausgelegt ist und ein zweites Leitungssystem des Gegenstromvergasers zum Führen des Pyrolyserohgases (101) ausgelegt ist. Der Gegenstromvergaser (130) ist mit fester Biomasse (115) betrieben.
  • Ein nicht dargestellter herkömmlicher Kompressor ist vorgesehen, um das Pyrolysereingas (103) vor Einleiten in eine Gasluftmischeinrichtung (150) der Zündstrahlmotor-Einrichtung auf einen Druck zwischen 1,2 bar und 2,8 bar zu verdichten.
  • Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.

Claims (11)

  1. Verfahren (100) zum Erzeugen eines ersten flüssigen und eines zweiten gasförmigen Treibstoffes aus einem Pyrolyserohgas, jeweils zur Befeuerung einer Zündstrahlmotor-Einrichtung (110), dadurch gekennzeichnet, dass aerosolgebundene und gasförmige Bestandteile eines Pyrolyserohgases (101) mittels eines Nass-Elektrofilters (120) in ein Pyrolyseöl (102) sowie ein Pyrolysereingas (103) getrennt werden, die über unterschiedliche Förderwege in separate Eingänge einer Zündstrahlmotor-Einrichtung (110) eingeleitet werden.
  2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrolyserohgas (101) vor Einleiten in den Nass-Elektrofilter mittels einer Kühleinrichtung von einer Temperatur in einem Bereich zwischen 75° C und 95° C auf eine Temperatur im Bereich zwischen 10°C und 35°C gekühlt wird.
  3. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrolyserohgas (101) in einem mit fester Biomasse (115) betriebenen Gegenstromvergaser (130) erzeugt wird, wobei in einem ersten Leitungssystem des Gegenstromvergasers ein Luft/Wasserdampf-Gemisch geführt ist und in einem zweiten Leitungssystem des Gegenstromvergasers das Pyrolyserohgas (101) geführt ist.
  4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitungssystem des Gegenstromvergasers (130) unter einem Druck von 1,25 bar bis 2,85 bar betrieben ist, und das zweite Leitungssystem des Gegenstromvergasers (130) unter einem Druck von 1,2 bar bis 2,8 bar betrieben ist.
  5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrolysereingas (103) vor Einleiten in die Zündstrahlmotor-Einrichtung zwecks Beimischung von Luft unter einem Druck zwischen 1,1 bar und 2,5 bar in eine Gasluftmischeinrichtung (150) eingeleitet wird.
  6. Vorrichtung zur Erzeugung eines ersten flüssigen und eines zweiten gasförmigen Treibstoffs zur Befeuerung eines Zündstrahlmotor-Blockheizkraftwerks (110), gekennzeichnet durch einen Nass-Elektrofilter (120) zum Trennen aerosolgebundener sowie gasförmiger Bestandteile eines Pyrolyserohgases (101) in ein Pyrolyseöl (102) und ein Pyrolysereingas (103), wobei Pyrolyseöl (102) und Pyrolysereingas (103) über unterschiedliche Förderwege in separate Eingänge des Zündstrahlmotor-Blockheizkraftwerks (110) einleitbar sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung vorgesehen ist, um das Pyrolyserohgas (101) vor Einleiten in den Nass-Elektrofilter von einer Temperatur in einem Bereich zwischen 75° C und 95° C auf eine Temperatur im Bereich zwischen 10°C und 35°C zu kühlen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Produktion des Pyrolyserohgases (101) ein Gegenstromvergaser (130) vorgesehen ist, wobei ein erstes Leitungssystem des Gegenstromvergasers zum Führen eines Luft/Wasser-Gemisches ausgelegt ist und ein zweites Leitungssystem des Gegenstromvergasers zum Führen des Pyrolyserohgases (101) ausgelegt ist.
  9. Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstromvergaser (130) mit fester Biomasse (115) betrieben ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompressor vorgesehen ist, um das Pyrolysereingas (103) vor Einleiten in eine Gasluftmischeinrichtung (150) der Zündstrahlmotor-Einrichtung auf einen Druck zwischen 1,2 bar und 2,8 bar zu verdichten. (erste Alternative)
  11. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitungssystem des Gegenstromvergasers (130) unter einem Druck von 1,25 bar bis 2,85 bar betreibbar ist, und das zweite Leitungssystem des Gegenstromvergasers (130) unter einem Druck von 1,2 bar bis 2,8 bar betreibbar ist. (zweite Alternative)
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