DE102013017854A1 - Reactor and process for the gasification of fuels - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reaktor (1) sowie ein Verfahren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, bei dem im Reaktorinnenraum ein oberhalb des Rostes (5) angeordnetes Muffelrohr (17) vorgesehen ist, in dem der zu vergasende Brennstoff (36) aufgenommen ist. Das Muffelrohr (17) mündet in einen als autotherme Vergasungszone ausgebildeten unteren Reaktorbereich (2) ein, in dem der zu vergasende Brennstoff oxidiert. Mit einem oberen Muffelrohrbereich (19) ist das Muffelrohr (17), unter Ausbildung eines in den unteren Reaktorbereich (2) mündenden Ringspaltes (20), in einem ein Muffelgehäuse (21) ausbildenden oberen Reaktorbereich dergestalt aufgenommen, dass das in den Ringspalt (20) eintretende Gas unter Wärmeabgabe wenigstens bereichsweise entlang und/oder um den oberen Muffelrohrbereich (19) strömt, so dass dieser eine allotherme Vergasungszone zur Aufheizung, Pyrolyse und Reduktion des zu vergasenden Brennstoffes ausbildet.The invention relates to a reactor (1) and to a process for the gasification of fuels, in particular of biomass, in which a muffle tube (17) arranged above the grate (5) is provided in the reactor interior, in which the fuel (36) to be gasified is received , The muffle tube (17) opens into a lower reactor region (2) designed as an autothermal gasification zone, in which the fuel to be gasified oxidizes. With an upper muffle tube region (19), the muffle tube (17) is received in an upper reactor region forming a muffle housing (21) to form an annular gap (20) opening into the lower reactor region (2), such that the annular gap (20 ) entering gas at least partially along and / or flows around the upper Muffelrohrbereich (19), so that it forms an allothermic gasification zone for heating, pyrolysis and reduction of the fuel to be gasified.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse nach Anspruch 18.The invention relates to a reactor for the gasification of fuels, in particular of biomass, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a process for the gasification of fuels, in particular of biomass according to claim 18.

Reaktoren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen (beispielsweise Biomasse oder Abfallstoffe und hier insbesondere Holz oder dergleichen Stoffe), mit dem Zweck, die im Reaktor erzeugten Brenngase zur Energiegewinnung bzw. Stromerzeugung (insbesondere mittels Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Gasmotoren) zu nutzen, sind allgemein bekannt. Das aus den Festbrennstoffen produzierte Gas wird unterschiedlich als Produktgas, Schwachgas, Holzgas oder aber als Synthesegas bezeichnet, wobei die im Reaktor erfolgende Vergasung das Produktgas liefert, das als Hauptkomponenten Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, Methan, Wasserdampf sowie bei der Vergasung mit Luft als Vergasungsmittel auch erhebliche Anteile an Stickstoff enthält. Im Rahmen der Vergasung entstehen als unerwünschte Nebenprodukte in unterschiedlichen Mengen Teere bzw. Kondensate, Asche und Staub.Reactors for the gasification of fuels, in particular of carbonaceous solid fuels (for example biomass or waste and in particular wood or the like substances), with the purpose to use the fuel gases generated in the reactor for energy production or power generation (in particular by means of internal combustion engines, such as gas engines) are well known. The gas produced from the solid fuels is referred to differently as product gas, lean gas, wood gas or syngas, wherein the gasification in the reactor provides the product gas, the main components carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, methane, water vapor and gasification with air as a gasification agent also contains considerable amounts of nitrogen. In the course of gasification, tars or condensates, ashes and dust are produced as undesirable by-products in varying amounts.

Der Vergasungsprozess im Reaktor selbst lässt sich grob in die Bereiche Aufheizung bzw. Trocknung, pyrolytische Zersetzung, Oxidation und Reduktion aufteilen. Dies wird nachfolgend anhand von Biomasse näher erläutert:
Zunächst wird die Biomasse aufgeheizt, wodurch das darin befindliche Wasser bis zu einem Temperaturniveau von ca. 200°C verdampft. Nach der Aufheizungs- bzw. Trocknungsphase der Biomasse erfolgt bei Temperaturen zwischen 150°C und 500°C eine thermisch induzierte pyrolytische Zersetzung der Makromoleküle, aus denen Biomasse besteht. Hierbei entstehen gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen, Wasserdampf und Pyrolysekoks.
The gasification process in the reactor itself can be roughly divided into the areas of heating or drying, pyrolytic decomposition, oxidation and reduction. This is explained in more detail below on the basis of biomass:
First, the biomass is heated, whereby the water therein is evaporated to a temperature level of about 200 ° C. After the heating or drying phase of the biomass takes place at temperatures between 150 ° C and 500 ° C, a thermally induced pyrolytic decomposition of the macromolecules that make up biomass. This produces gaseous hydrocarbon compounds, steam and pyrolysis coke.

Bei der anschließenden Oxidation werden Teile der entstandenen gasförmigen, und festen Pyrolyseprodukte durch weitere Wärmeeinwirkung zur Reaktion mit Sauerstoff gebracht, der in einer Oxidationszone mittels einer Luftzuführeinrichtung über die zugeführte Luft eingebracht wird. Dadurch wird eine Erhöhung der Temperatur auf zum Beispiel über 1000°C bewirkt, wodurch ein Großteil der höheren Kohlenwasserstoffverbindungen (Teere) in kleinere gasförmige Moleküle gespalten werden. Partiell kann es hier auch zur Verbrennung von Kohlenstoff kommen. Es entsteht zudem Kohlendioxid.During the subsequent oxidation, parts of the resulting gaseous and solid pyrolysis products are brought to react with oxygen by further action of heat, which is introduced in an oxidation zone by means of an air supply device via the supplied air. This causes the temperature to be raised to, for example, above 1000 ° C, which cleaves much of the higher hydrocarbon compounds (tars) into smaller gaseous molecules. Partially, this can also lead to the combustion of carbon. It also produces carbon dioxide.

In einer sich an die Oxidationszone anschließenden Reduktionszone werden dann Bestandteile des Produktgases wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff, und Methan gebildet. Insbesondere werden hierbei die bei der Oxidation und Trocknung entstehenden Produkte Kohlenstoffdioxid und Wasser mit festem Kohlenstoff zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff reduziert.Components of the product gas, such as carbon monoxide, hydrogen, and methane, are then formed in a reduction zone adjoining the oxidation zone. In particular, in this case, the products formed in the oxidation and drying carbon dioxide and water with solid carbon to carbon monoxide and hydrogen are reduced.

Bei einer derartigen herkömmlichen Verfahrensführung besteht jedoch die Problematik, dass sich in den den Reaktor verlassenden Gasen nach wie vor ein relativ hoher Teerbestandteil findet. Diese Teere machen den Einsatz von Wäschern erforderlich, um zum Beispiel den nachgeschalteten Motoren von derartigen Rückständen befreite Gase zuführen zu können.In such a conventional process management, however, there is the problem that there is still a relatively high proportion of tar in the gases leaving the reactor. These tars require the use of scrubbers in order, for example, to be able to supply gases released from such residues to the downstream engines.

Zur Vermeidung einer derartigen Teerbildung schlägt die DE 100 37 762 B4 konkret vor, einem Vergasungsreaktor eine Gasreinigungseinheit nachzuschalten, die katalytisch aktives Material aufweist, das unmittelbar den aus der Vergasereinheit austretenden Gasen exponiert ist. Ferner ist eine dieser Gasreinigungseinheit nachgeschaltete Gaskühleinheit vorgesehen, der wiederum ein Filter nachgeschaltet ist. Konkret soll hierbei die Gasreinigungseinheit einen thermisch isolierten, vertikal von oben nach unten durchströmbaren Vollraumreaktor aufweisen, der über eine Zuleitung verfügt, durch die die aus der Vergasereinheit austretenden Gase in den Vollraumreaktor eingebracht werden können. In vertikal nach unten gerichteter Strömungsrichtung der Gase sind innerhalb des Vollraumreaktors der Gasreinigungseinheit Strömungskanäle angeordnet, die wabenartige Strömungsquerschnitte aufweisen und die von einem Tragegestell gebildet werden, auf dem das katalytisch aktive Material vorgesehen ist. Ferner ist eine Ableitung am Vollraumreaktor vorgesehen, durch die die katalytisch gespaltenen Gase aus dem Vollraumreaktor austreten, während sich im Bodenraum des Vollraumreaktors Flugstaub ansammeln kann, der wiederum durch einen Ablassstutzen ausgeschleust werden kann. Ein derartiger Aufbau ist ersichtlich aufwendig und wenig preiswert.To avoid such tar formation beats the DE 100 37 762 B4 specifically, downstream of a gasification unit, a gas purification unit, which has catalytically active material, which is exposed directly to the gases leaving the gasification unit. Furthermore, a gas cooling unit connected downstream of this gas cleaning unit is provided, which in turn is followed by a filter. Specifically, in this case, the gas cleaning unit should have a thermally insulated, vertically from top to bottom flow-through full-room reactor, which has a supply line through which the gases exiting the gasifier unit can be introduced into the full-room reactor. In vertically downwardly directed flow direction of the gases flow channels are arranged within the full-space reactor of the gas cleaning unit, which have honeycomb-shaped flow cross sections and which are formed by a support frame on which the catalytically active material is provided. Furthermore, a discharge is provided at the full-space reactor, through which the catalytically split gases emerge from the full-space reactor, while in the floor space of the full-room reactor can accumulate flue dust, which in turn can be discharged through a drain port. Such a structure is obviously expensive and inexpensive.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse zu schaffen, mittels dem, insbesondere in Verbindung mit einer hohen Brennstoffflexibilität, eine sehr gute Gasqualität auf einfache und funktionssichere Weise erzielbar ist. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hierfür geeignete Verfahrensführung zur Verfügung zu stellen.In contrast, it is an object of the present invention to provide a reactor for the gasification of fuels, in particular of biomass, by means of which, in particular in conjunction with a high fuel flexibility, a very good gas quality in a simple and reliable manner can be achieved. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a process procedure suitable for this purpose.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.This object is achieved with the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Reaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, vorgeschlagen, der einen Reaktorinnenraum aufweist. Weiter weist der Reaktor wenigstens eine Brennstoff-Zudosiereinrichtung zur Zudosierung von zu vergasenden Brennstoff in den Reaktorinnenraum auf. Zudem ist ein im Reaktorinnenraum, vorzugsweise bodenseitig, angeordneter Rost vorgesehen, auf den der in den Reaktorinnenraum zudosierte und zu vergasende Brennstoff aufliegt. Weiter ist wenigstens eine Luftzuführeinrichtung zur Luftzuführung in den Reaktorinnenraum vorgesehen, wobei die Begrifflichkeit „Luft” hier in einem umfassenden Sinne zu verstehen ist und stellvertretend für jedwedes geeignete Vergasungsmittel (also ausdrücklich auch für solche die keine Luft sind) steht. So kann zum Beispiel anstelle von reiner Umgebungsluft auch mit Sauerstoff angereicherte Luft bzw. reiner Sauerstoff oder Wasserdampf zugeführt werden, um nur einige Beispiele zu nennen. Ferner umfasst der erfindungsgemäße Reaktor wenigstens einen Gasauslass zum Abführen des im Reaktorinnenraum erzeugten Gases aus dem Reaktorinnenraum. Erfindungsgemäß ist im Reaktorinnenraum ein oberhalb des Rostes angeordnetes Muffelrohr vorgesehen, das sich bevorzugt in Hochachsenrichtung erstreckt, wobei in dem Muffelrohr der zu vergasende Brennstoff aufgenommen ist. Das Muffelrohr mündet mit einem in Hochachsenrichtung unteren, rostseitigen Muffelrohrende in einen mittelbar oder unmittelbar mit Luft von der wenigstens einen Luftzuführeinrichtung beaufschlagbaren und als autotherme Vergasungszone ausgebildeten unteren Reaktorbereich, in dem der zu vergasende Brennstoff oder bereits aus diesem entstandene Produktgase teilweise oxidieren.According to claim 1, a reactor for the gasification of fuels, in particular of Biomass, proposed, having a reactor interior. Furthermore, the reactor has at least one fuel metering device for adding fuel to be gasified into the interior of the reactor. In addition, a grate arranged in the interior of the reactor, preferably on the bottom side, is provided on which the fuel metered into the interior of the reactor and to be gasified rests. Furthermore, at least one air supply device is provided for supplying air into the interior of the reactor, the term "air" being understood here in a comprehensive sense and representing any suitable gasification agent (ie expressly also for those which are not air). Thus, for example, instead of pure ambient air, oxygen-enriched air or pure oxygen or steam can be supplied, to name only a few examples. Furthermore, the reactor according to the invention comprises at least one gas outlet for discharging the gas generated in the interior of the reactor from the reactor interior. According to the invention, a muffle tube arranged above the grate is provided in the interior of the reactor, which preferably extends in the direction of the vertical axis, the fuel to be gasified being accommodated in the muffle tube. The muffle tube opens with a downwardly lower, rust-side muffle tube in an indirectly or directly acted upon with air from the at least one air supply and formed as an autothermal gasification zone lower reactor region in which the fuel to be gasified or already resulting from this product gases partially oxidize.

Weiter erfindungsgemäß ist das Muffelrohr mit einem in Hochachsenrichtung oberen Muffelrohrbereich, unter Ausbildung eines in den unteren Reaktorbereich mündenden Ringspaltes, in einem, ein Muffelgehäuse ausbildenden oberen Reaktorbereich dergestalt aufgenommen, dass das im Bereich des unteren Muffelrohrendes aus dem Muffelrohr austretende Gas in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt eintritt und dort unter Wärmeabgabe wenigstens bereichsweise entlang und/oder um den oberen Muffelrohrbereich strömt, so dieser eine allotherme Vergasungszone zur Aufheizung, Pyrolyse und Reduktion des zu vergasenden Brennstoffes ausbildet.Furthermore, according to the invention, the muffle tube is received in an upper annular region which opens into the lower reactor region in an annular upper region forming a muffle housing in such a way that the gas emerging from the muffle tube in the region of the lower muffle tube enters the muffle housing-side annular gap and there flows at least partially along with heat release along and / or around the upper muffle tube area, so that it forms an allothermic gasification zone for heating, pyrolysis and reduction of the fuel to be gasified.

Vorteilhaft wird hier somit das im Reaktor erzeugte heiße Gas zur Beheizung des, den zu vergasenden Brennstoff aufnehmenden, oberen Muffelrohrendes verwendet, so dass dadurch im oberen Muffelrohrbereich zum einen eine allotherme Vergasungszone ausgebildet wird, die im Wesentlichen ohne Fremdenergie und Fremdwärmeeinkopplung auskommt, und zum anderen auch die Reaktorgase bereits zum Gasauslass hin abgekühlt werden, so dass sich der dem Reaktor nachgeschaltete Kühlaufwand deutlich reduziert beziehungsweise gegebenenfalls sogar vollständig entfallen kann.Advantageously, the hot gas produced in the reactor is thus used here for heating the upper muffle tube end receiving the fuel to be gasified, thereby forming an allothermal gasification zone in the upper muffle tube region, which essentially manages without external energy and external heat input, and on the other Also, the reactor gases are already cooled to the gas outlet, so that the downstream of the reactor cooling costs significantly reduced or possibly even completely eliminated.

Dadurch, dass die Luftzuführung erst im sich an die allotherme Vergasungszone anschließenden und eine autotherme Vergasungszone ausbildenden unteren Reaktorbereich erfolgt, lässt sich dort die Temperatur des Gases auf eine gewünschte Höhe einregeln, zum Beispiel auf wenigstens 1.050°C, was wiederum zur Folge hat, dass die im Gas enthaltenen Teere gecrackt werden können.Due to the fact that the air supply takes place only in the lower reactor region which adjoins the allothermal gasification zone and forms an autothermal gasification zone, the temperature of the gas can be adjusted to a desired level there, for example to at least 1050 ° C., which in turn results in the tars contained in the gas can be cracked.

In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung wird somit das Gas im Anschluss an die Pyrolyse nochmals aufgeheizt, um die Teere zu cracken. Die sich dadurch ergebenden heißen Gase werden dann beim Durchströmen des Ringspaltes vorteilhaft abgekühlt, wobei die entzogene Wärme zur Aufheizung, Pyrolyse und Reduktion des Brennstoffes im Muffelrohr herangezogen wird, wie dies bereits zuvor erläutert worden ist.In connection with the solution according to the invention, the gas is thus heated again after the pyrolysis in order to crack the tars. The resulting hot gases are then advantageously cooled when flowing through the annular gap, wherein the heat extracted for heating, pyrolysis and reduction of the fuel is used in the muffle tube, as has already been explained above.

Mit einem derartigen Aufbau wird ein Reaktor zur Verfügung gestellt, der zudem eine höhere Brennstoffflexibilität bei höherem Wassergehalt gewährleistet und der zudem unempfindlich gegenüber einem bestimmten Feinanteil ist. Zudem wird hierdurch eine bessere Skalierbarkeit des Reaktors erzielt, ebenso wie ein höherer Kaltgaswirkungsgrad.With such a construction, a reactor is provided, which also ensures a higher fuel flexibility at higher water content and is also insensitive to a certain fines. In addition, this results in a better scalability of the reactor, as well as a higher cold gas efficiency.

Auch wenn hier vorliegend grundsätzlich ein den oberen Muffelrohrbereich vollständig ringförmig umlaufender Ringspaltbereich von Vorteil ist, um einen gleichmäßigen Wärmeeintrag von allen Seiten in den eine allotherme Vergasungszone ausbildenden oberen Muffelrohrbereich zu erhalten, ist es grundsätzlich auch denkbar, dass der Ringspalt nicht vollständig um das Muffelrohr herum verläuft, sondern zum Beispiel das Muffelrohr am zugeordneten Muffelrohrgehäuse in einer Anlageverbindung anliegt, so dass dann eben kein vollständig umlaufender Ringspalt ausgebildet ist.Although, in this case, a ring-shaped annular area extending all the way round the upper muffle tube area is advantageous in order to obtain a uniform heat input from all sides into the upper muffle tube area forming an allothermal gasification zone, it is basically also conceivable that the annular gap does not completely surround the muffle tube runs, but for example, the muffle tube rests on the associated muffle tube housing in a system connection, so that then just no completely circumferential annular gap is formed.

In dem, vorzugsweise vollständig um das Muffelrohr bzw. den oberen Muffelrohrbereich umlaufenden Ringspalt ist vorzugsweise wenigstens ein Strömungsleitelement so angeordnet, dass dem in den Ringspalt einströmenden Gas eine turbulente Strömung aufgeprägt wird, was zu einem besseren Wärmeübergang in das Muffelrohr hinein führt. Insbesondere in Verbindung mit einem vollständig um den oberen Muffelrohrbereich umlaufenden Ringspalt ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der das wenigstens eine Strömungsleitelement durch eine sich im Ringspalt wenigstens bereichsweise und/oder wenigstens abschnittsweise spiralförmig wenigstens um einen Teilbereich des oberen Muffelrohrbereichs windende Gasleitspirale gebildet ist. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang eine Gasleitspirale, die sich über den gesamten Ringspalt und/oder oberen Muffelrohrbereich erstreckt. Eine derartige Gasleitspirale bewirkt auf vorteilhafte Weise einen ausgezeichneten gleichmäßigen Wärmeübergang über den gesamten Muffelrohrumfang sowie über die gesamte Muffelrohrlänge, was sich besonders vorteilhaft auf die Funktionssicherheit der Trocknung, Pyrolyse und Reduktion in der allothermen Vergasungszone des oberen Muffelrohrbereichs auswirkt.In the, preferably completely around the muffle tube or the upper Muffelrohrbereich circumferential annular gap at least one flow guide is preferably arranged so that the gas flowing into the annular gap a turbulent flow is impressed, resulting in a better heat transfer into the muffle tube inside. In particular, in connection with an annular gap which completely surrounds the upper muffle tube region, an embodiment is advantageous in which the at least one flow-guiding element is formed by a gas-conducting spiral spiraling at least partially and / or at least in sections in the annular gap at least around a subregion of the upper muffle tube region. Particularly preferred in this connection is a gas-conducting spiral which extends over the entire annular gap and / or upper muffle tube region. Such a gas-conducting spiral advantageously produces an excellent uniformity Heat transfer over the entire Muffelrohrumfang and over the entire Muffelrohrlänge, which has a particularly advantageous effect on the reliability of drying, pyrolysis and reduction in the allothermal gasification zone of the upper Muffelrohrbereichs.

Die Gasleitspirale kann dabei zum Beispiel mit einem Außenwandbereich des Muffelrohres, insbesondere des oberen Muffelrohrbereichs, fest verbunden sein. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der die Gasleitspirale durch ein ortsfest im Ringspalt angeordnetes, insbesondere mit dem Muffelgehäuse verbindbares oder verbundenes, Bauteil gebildet ist, so dass das Muffelrohr, insbesondere zur Reinigungs- und Revisionsarbeiten, relativ zu der Gasleitspirale verlagerbar bzw. drehbar ist. Alternativ kann die Gasleitspirale aber auch mit dem Rost unmittelbar oder mittelbar verbunden sein, insbesondere mit einem drehbar gelagerten Rost verbunden sein und somit selbst beispielsweise über den vorzugsweise bodenseitig angeordneten Rost bewegt werden. Dazu ist dann eine kraftschlüssige Verbindung zum Rost erforderlich, eine Anbindung an den Außenwandbereich des Muffelrohres oder -gehäuses entfällt in diesem Fall.The gas-conducting spiral can be firmly connected, for example, to an outer wall region of the muffle tube, in particular of the upper muffle tube region. However, an embodiment in which the Gasleitspirale is arranged by a stationary in the annular gap, in particular connected to the muffle housing or connected, component is formed, so that the muffle tube, in particular for cleaning and inspection work, relative to the Gasleitspirale displaced or rotatable is. Alternatively, however, the gas-conducting spiral can also be connected directly or indirectly to the grate, in particular be connected to a rotatably mounted grate and thus even be moved, for example, via the grate preferably arranged on the bottom side. For this purpose, a non-positive connection to the grid is required, a connection to the outer wall region of the muffle tube or housing is omitted in this case.

Eine besonders stabile und in sich steife Ausgestaltung der Gasleitspirale wird dadurch erreicht, dass in Erstreckungsrichtung benachbarte Wendelbereiche der Gasleitspirale abschnittsweise durch voneinander in Wendelrichtung beabstandete Stützelemente versteift sind. Diese Stützelemente können beispielsweise durch definiert geringen Strömungswiderstand aufweisende Stützstäbe gebildet sein. Die Beabstandung kann dabei vorzugsweise so erfolgen, dass die einzelnen Stützelemente bzw. Stützstäbe auch zumindest zum Teil umfangsseitig gegeneinander versetzt sind.A particularly stable and inherently rigid configuration of the gas-conducting spiral is achieved in that in the direction of extension adjacent helix regions of the gas-conducting spiral are partially stiffened by supporting elements spaced apart from one another in the helical direction. These support elements may be formed, for example, by support rods having defined low flow resistance. The spacing can preferably be such that the individual support elements or support rods are also at least partially circumferentially offset from each other.

Es versteht sich, dass vorzugsweise der gesamte Reaktor mit einer Wärmedämmung versehen ist, die bevorzugt als Außendämmung, zum Beispiel aus einer Keramikschicht und einer Steinwollschicht, ausgebildet ist. Mit einer derartigen Wärmedämmung wird auf einfache und funktionssichere Weise sichergestellt, dass die Wärme im Reaktor gehalten wird, zum Beispiel im Bereich der allothermen Vergasungszone.It is understood that preferably the entire reactor is provided with a thermal insulation, which is preferably formed as an outer insulation, for example of a ceramic layer and a rock wool layer. With such a thermal insulation is ensured in a simple and reliable manner that the heat is maintained in the reactor, for example in the region of the allothermal gasification zone.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Muffelgehäuse, vorzugsweise im Bereich des oberen Muffelrohrendes, wenigstens eine in den Ringspalt einmündende Gasauslassöffnung auf. Dadurch ist sichergestellt, dass das Nutzgas erst nach vollständigem Durchströmen des Ringspaltes und damit nach der erwünschten Wärmeabgabe an den oberen Muffelrohrbereich aus dem Reaktor abgezogen wird. Gegebenenfalls können aber auch mehrere in unterschiedlichen Höhen entlang des Ringspaltes angeordnete Gasauslassöffnungen vorgesehen sein, beispielsweise zur Herstellung eines Gasgemisches mit bestimmter Temperatur.According to a further particularly preferred embodiment, the muffle housing, preferably in the region of the upper end of the muffle tube, has at least one gas outlet opening opening into the annular gap. This ensures that the useful gas is withdrawn from the reactor only after complete flow through the annular gap and thus after the desired heat release to the upper Muffelrohrbereich. Optionally, however, it is also possible to provide a plurality of gas outlet openings arranged at different heights along the annular gap, for example for producing a gas mixture having a specific temperature.

Das Muffelgehäuse weist bevorzugt eine kopfseitige Reaktoröffnung auf, über die das Muffelrohr in den Reaktorinnenraum einsetzbar ist. Das Muffelrohr kann dann mit wenigstens einer muffelrohrseitigen Befestigungseinrichtung, zum Beispiel mit einem Muffelrohrflansch, am Muffelgehäuse eingehängt und festgelegt werden. Dadurch wird auf einfache Weise sichergestellt, dass das Muffelrohr ein einfach aus dem Reaktor ein- bzw. auszubauendes Bauteil ist, was zum Beispiel insbesondere bei Reinigungs- bzw. Revisionsarbeiten von Vorteil ist. Die kopfseitige Reaktoröffnung wird dann bevorzugt mittels eines, vorzugsweise mit einer Wärmedämmung versehenen Kopfteils verschlossen, in das die Biomasse-Zudosiereinrichtung, die zum Beispiel durch eine Zudosierschnecke gebildet ist, mündet. Besonders bevorzugt ist hierbei eine solche Festlegung des Kopfteils am Muffelgehäuse, bei dem das Kopfteil mittels eines Kopfteilflansches unter Verklemmung des Muffelrohrflansches an einem Befestigungsflanschbereich des Muffelgehäuses festgelegt ist. Der Vorteil dieser Festlegung liegt insbesondere darin, dass hier dann gleichzeitig das Kopfteil als auch das Muffelrohr mittels einer einzigen Flanschverbindung funktionssicher im bzw. am Reaktor festgelegt werden können. Insbesondere für den Fall, dass eine durch ein separates Bauteil gebildete Gasleitspirale vorgesehen ist, kann in diesem Bereich dann auch die Festlegung der Gasleitspirale erfolgen. Mit einem derartigen Aufbau lässt sich zudem auf einfache Weise sicherstellen, dass die Zudosierung der Brennstoffe unmittelbar in das Muffelrohr hinein erfolgt und somit in diesem die gewünschte Brennstoffschicht ausgebildet wird. Ein weiterer Vorteil dieses eben beschriebenen Aufbaus liegt darin, dass hier dann beispielsweise das Kopfteil innenwandseitig aus einem anderen Werkstoff hergestellt werden kann als das Muffelrohr selbst, was die konstruktive Flexibilität erhöht.The muffle housing preferably has a head-side reactor opening, via which the muffle tube can be inserted into the interior of the reactor. The muffle tube can then be suspended and fixed to the muffle housing with at least one muffle tube-side fastening device, for example with a muffle tube flange. This ensures in a simple manner that the muffle tube is a simple from the reactor on or to be removed component, which is for example particularly in cleaning or inspection work of advantage. The head-side reactor opening is then preferably closed by means of a, preferably provided with a thermal head part, in which the biomass dosing, which is formed for example by a metering screw, opens. Particularly preferred in this case is such a determination of the head part of the muffle housing, wherein the head part by means of a Kopfteilflansches under jamming of Muffelrohrflansches is fixed to a mounting flange of the muffle housing. The advantage of this definition is, in particular, that here at the same time the head part and the muffle tube by means of a single flange connection can be set reliably in or on the reactor. In particular, in the event that a Gasleitspirale formed by a separate component is provided, then the definition of Gasleitspirale can be done in this area. With such a construction, it is also possible to ensure in a simple manner that the metered addition of the fuels takes place directly into the muffle tube and thus the desired fuel layer is formed therein. Another advantage of this structure just described is that here then, for example, the headboard can be made on the inside wall side of a different material than the muffle tube itself, which increases the design flexibility.

Alternativ zu dieser eben beschriebenen konkreten Ausführungsform kann aber auch vorgesehen sein, dass das Muffelgehäuse eine obere bzw. kopfseitige Reaktoröffnung aufweist, über die das Muffelrohr in den Reaktorinnenraum einsetzbar ist, wobei das Muffelrohr die kopfseitige Reaktoröffnung mit einem oberen Muffelrohrende überragt, und zwar bevorzugt dergestalt, dass das die kopfseitige Reaktoröffnung überragende obere Muffelrohrende in einem, vorzugsweise mit einer Wärmedämmung versehenen, Kopfteil aufgenommen ist, mittels dem die kopfseitige Reaktoröffnung verschließbar ist und in das die Brennstoff-Zudosiereinrichtung, vorzugsweise eine Zudosierschnecke, mündet. Auch hier kann dann wiederum das Kopfteil mittels eines Kopfteilflansches an einem Befestigungsflanschbereich des Muffelgehäuses festgelegt sein, was eine stabile und funktionssichere sowie einfach herzustellende Verbindung sicherstellt.As an alternative to this concrete embodiment just described, however, provision can also be made for the muffle housing to have an upper or head-side reactor opening through which the muffle tube can be inserted into the interior of the reactor, wherein the muffle tube projects beyond the head-side reactor opening with an upper muffle pipe end, preferably in the same way in that the upper end of the muffle tube projecting beyond the head-side reactor opening is accommodated in a head part, preferably provided with thermal insulation, by means of which the head-side reactor opening can be closed and into which the fuel metering device, preferably a metering screw, opens. Again, then the head part can be fixed by means of a Kopfteilflansches on a mounting flange of the muffle housing, which ensures a stable and reliable and easy to manufacture connection.

Zudem ist bei einem derartigen Aufbau, bei dem das Muffelrohr mit einem die kopfseitige bzw. obere Reaktoröffnung überragenden Muffelrohrende in einem Kopfteil aufgenommen ist, in das die Brennstoff-Zudosiereinrichtung einmündet, sichergestellt, dass der zudosierte Brennstoff auf einfache und funktionssichere Weise unmittelbar in den gewünschten Bereich des Muffelrohrs gelangt. Alternativ hierzu kann aber auch vorgesehen sein, dass das Muffelrohr die kopfseitige Reaktoröffnung mit einem oberen Muffelrohrende dergestalt überragt, dass die Brennstoff-Zudosiereinrichtung, vorzugsweise eine Zudosierschnecke, direkt in das die kopfseitige Reaktoröffnung überragende obere Muffelrohrende mündet.In addition, in such a construction, in which the muffle tube with a head end or upper reactor opening superior Muffelrohrende is received in a head portion into which the fuel metering device, ensures that the metered fuel in a simple and reliable manner directly into the desired Area of the muffle tube passes. Alternatively, however, it can also be provided that the muffle tube projects beyond the head-side reactor opening with an upper muffle tube end such that the fuel metering device, preferably a metering screw, opens directly into the upper muffle tube end projecting above the head-side reactor opening.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das untere Muffelrohrende im unteren Reaktorbereich bis in den Bereich des bodenseitigen Rosts geführt und dort, das heißt im Inneren des unteren Reaktorbereichs von einem Reaktionsraum umgeben, in den der muffelgehäuseseitige Ringspalt einmündet und in den das, das untere Muffelrohrende verlassende Gas, vorzugsweise unter Umlenkung um das untere Muffelrohrende herum, einströmt, bevor es in den Ringspalt überströmt.According to a further particularly preferred embodiment, the lower muffle tube end is guided in the lower reactor area into the region of the bottom side grate and there, that is surrounded in the interior of the lower reactor area of a reaction chamber into which opens the muffelgehäuseseitige annular gap and in the, the lower muffle tube leaving gas, preferably with deflection around the lower muffle tube end, flows in before it flows over into the annular gap.

Mit einem derartig ausgebildeten Reaktionsraum im unteren Reaktorbereich wird auf einfache Weise die Ausbildung einer autothermen Vergasungszone ermöglicht, in der die Nutzgase durch entsprechend gesteuerte bzw. geregelte Luftzuführung in der gewünschten Weise oxidiert werden können. Wie bereits zuvor ausgeführt, bringt die in diesem Reaktionsraum erzielbare hohe Temperatur von 1.050°C und mehr den Vorteil mit sich, dass dort die Teere im Gas zuverlässig gecrackt werden können.With such a trained reaction space in the lower reactor area, the formation of an autothermal gasification zone is made possible in a simple manner, in which the Nutzgase can be oxidized by appropriately controlled or regulated air supply in the desired manner. As stated previously, the achievable in this reaction chamber high temperature of 1050 ° C and more brings with it the advantage that there the tars can be reliably cracked in the gas.

Gemäß einer besonders bevorzugten Aus- und Weiterbildung weist der im unteren Reaktorbereich ausgebildete Reaktionsraum in einem, in Hochachsenrichtung oberen Reaktionsraumbereich, also im Übergangsbereich zum Ringspalt, eine Verbreiterung auf, insbesondere eine sich nach oben in Richtung Muffelgehäuse konisch erweiternde Verbreiterung auf. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases reduziert und es kommt somit zu einer Partikalabscheidung, wodurch ein mit weniger Partikeln beladener Gasstrom in den Ringspalt des Muffelgehäuses überströmt.According to a particularly preferred development and further development, the reaction space formed in the lower reactor region has a broadening in a upper reaction space region, ie in the transition region to the annular gap in the vertical axis direction, in particular a widening which widens conically upwards in the direction of the muffle housing. As a result, the flow velocity of the gas is reduced and thus a partial separation occurs, as a result of which a gas stream laden with fewer particles flows into the annular gap of the muffle housing.

Die Luftzuführeinrichtung ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung so ausgebildet, dass Luft (steht hier, wie vorbeschrieben, stellvertretend für jedes geeignete Vergasungsmittel) in den das Muffelrohrende umgebende Reaktionsraum einleitbar ist. Dies kann gemäß einer ersten Ausführungsform zum Beispiel dergestalt erfolgen, dass mittels der Luftzuführeinrichtung eine umfangsverteilte Luftzuführung über mehrere voneinander in Umfangsrichtung des Reaktionsraums beabstandete Lufteinlassöffnungen bzw. Luftdüsen in den Reaktionsraum, insbesondere im Bereich der Verbreiterung, erfolgt. Eine derartige gezielte Luftzuführung in den Reaktionsraum, insbesondere im ringspaltnahen oberen Bereich des Reaktionsraums, ermöglicht es, die Temperatur in diesem Bereich sehr hoch zu halten, um die gewünschte Crackung der Teere zu erreichen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Luft bzw. das Vergasungsmittel jedoch auch über die Luftzuführeinrichtung am Rost zugeführt werden.According to a preferred embodiment, the air supply device is designed such that air (as described above, is representative of any suitable gasification agent) can be introduced into the reaction space surrounding the muffle tube end. This can be done according to a first embodiment, for example, such that by means of the air supply a circumferentially distributed air supply via a plurality of spaced apart in the circumferential direction of the reaction space air inlet openings or air nozzles in the reaction space, in particular in the region of broadening takes place. Such a targeted introduction of air into the reaction space, in particular in the upper area of the reaction space near the annular gap, makes it possible to keep the temperature in this area very high in order to achieve the desired cracking of the tars. Alternatively or additionally, however, the air or the gasification agent can also be supplied to the grate via the air supply device.

Der vorzugsweise bodenseitig im unteren Reaktorbereich angeordnete Rost weist einen mittels eines Rostantriebs drehantreibbaren Rostteller, vorzugsweise mit einem von diesem nach oben in Richtung Muffelrohr abragenden Rostkegel auf, wobei der Rostteller in einem mit dem unteren Reaktorbereich verbindbaren Rostgehäuse gelagert und/oder angeordnet ist. Besonders bevorzugt sind randseitig am Rostteller umfangsseitig voneinander beabstandete Verteilelemente, insbesondere in der Form von Verteilstangen, angeordnet, mittels denen der auf dem Rostteller verbleibende Kohlenstoff gleichmäßig im unteren Reaktorbereich verteilt werden kann. Für den Fall, dass die Verteilelemente durch Verteilstangen gebildet sind, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verteilstangen vom Rostteller weg um das untere Muffelrohrende herum nach oben in den Reaktionsraum ragen.The grate, which is preferably arranged on the bottom side in the lower reactor region, has a grate plate rotatably drivable by means of a grate drive, preferably with a grate cone projecting upwards in the direction of the muffle tube, the grate plate being mounted and / or arranged in a grate casing connectable to the lower reactor region. Particularly preferably, peripherally spaced distribution elements, in particular in the form of distribution rods, are disposed on the edge of the grate plate, by means of which the carbon remaining on the grate plate can be evenly distributed in the lower reactor region. In the event that the distribution elements are formed by distribution rods, it is preferably provided that the distribution rods protrude away from the grate plate around the lower muffle tube end up into the reaction space.

Ferner weist der Rost bevorzugt eine Luftzuführeinrichtung auf, mittels der dem Rostbereich Luft (auch hier steht der Begriff Luft stellvertretend für jedwedes geeignetes Vergasungsmittel) rostseitig zugeführt werden kann, um den Ascheausbrand sicherzustellen. Dabei entsteht ferner vorteilhaft Wärme und Kohlendioxid für die autotherme Vergasungszone.Furthermore, the grate preferably has an air supply device, by means of which the grate region air (here too the term air is representative of any suitable gasification agent) can be supplied on the rust side in order to ensure ash combustion. In addition, heat and carbon dioxide are advantageously produced for the autothermal gasification zone.

Weiter kann der Rost auch mit einer Ascheaustragseinrichtung gekoppelt sein bzw. eine solche aufweisen, mittels der dann die Asche aus dem Rost entfernt werden kann.Furthermore, the grate can also be coupled to an ash discharge device or have such, by means of which the ash can then be removed from the grate.

Des Weiteren kann im Muffelrohr wenigstens eine Rühr- und/oder Mischeinrichtung angeordnet sein. Diese wenigstens eine Rühr- und/oder Mischeinrichtung ist innerhalb des Muffelrohres bevorzugt im Bereich oberhalb des Rostes bzw. oberhalb eines Rostkegels und damit im Bereich des unteren Muffelrohrendes angeordnet. Die Rühr- und/oder Mischeinrichtung ist bevorzugt länglich bzw. zylinderartig, zum Beispiel in der Art eines Turms, ausgebildet, und kann am Außenumfang grundsätzlich beliebig gestaltet sein, zum Beispiel rund, oval oder eckig. Weiter kann von der wenigstens einen Rühr- und/oder Mischeinrichtung wenigstens ein Rührelement abragen, zum Beispiel wenigstens ein Rührstab stabartig abragen. Die wenigstens eine Misch- und/oder Rühreinrichtung ist mittels eines geeigneten Antriebs drehantreibbar, und zwar bevorzugt intervallartig bzw. zu vorgegebenen Zeiten. Beispielsweise kann der Drehantrieb von oben durch das Muffelrohr her und damit vom Reaktorkopf her erfolgen oder aber von unten von der Rostseite her. In letzterem Fall ist die Rühr- und/oder Mischeinrichtung dann bevorzugt mit dem ohnehin bereits bevorzugt drehangetriebenen Rostteller eines Rostes bzw. mit dessen Rostkegel drehfest verbunden, so dass bei einem Drehen des Rosttellers gleichzeitig auch die wenigstens eine Misch- und/oder Rühreinrichtung betätigt bzw. drehangetrieben wird.Furthermore, at least one stirring and / or mixing device can be arranged in the muffle tube. This at least one stirring and / or mixing device is preferably arranged within the muffle tube in the region above the grate or above a grate cone and thus in the region of the lower muffle tube end. The stirring and / or mixing device is preferably elongated or cylinder-like, for example in the manner of a tower, formed, and may be designed basically arbitrary on the outer circumference, for example round, oval or angular. Furthermore, from the at least one stirring and / or mixing device protrude at least one stirring element, for example, project rod-like at least one stirring rod. The at least one mixing and / or stirring device is rotationally drivable by means of a suitable drive, preferably at intervals or at predetermined times. For example, the rotary drive from above through the muffle tube and thus done from the reactor head ago or from the bottom of the grate side. In the latter case, the stirring and / or mixing device is then preferably rotatably connected to the already already preferably rotationally driven grate plate of a grate or with the grate cone, so that at least one mixing and / or stirring device is simultaneously actuated or rotated during rotation of the grate plate is rotated.

Der als Muffelgehäuse ausgebildete obere Reaktorbereich und der sich daran nach unten anschließende untere Reaktorbereich können grundsätzlich im Wesentlichen materialeinheitlich und/oder einstückig ausgebildet sein. Insbesondere im Hinblick auf den einfachen Austausch von Bauteilen bzw. die Vereinfachung von Reinigungs- und Revisionsarbeiten, ist es jedoch vorteilhaft, dass das Muffelgehäuse durch ein separates Bauteil gebildet ist, das mittels wenigstens einer Befestigungseinrichtung, vorzugsweise mittels einer Flanschverbindung, mit dem ein Reaktorgehäuse ausbildenden unteren Reaktorbereich verbunden ist. Besonders bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass das Reaktorgehäuse eine Muffelrohraufnahmeöffnung aufweist, durch die das untere Muffelrohrende in den durch das Reaktorgehäuse ausgebildeten unteren Reaktorbereich einragt. Weiter kann dieses Reaktorgehäuse eine bodenseitige Rostaufnahmeöffnung aufweisen, über die der Rost im unteren Reaktorbereich bodenseitig einsetzbar und im Bereich unterhalb des unteren Muffelrohrendes anordenbar ist. Mit einer derartigen Ausbildung des Reaktorgehäuses lassen sich die einzelnen Bauteile leicht modulartig zusammenfügen und auch wieder austauschen bzw. auseinanderbauen.The upper reactor area designed as a muffle housing and the lower reactor area adjoining it downwards can basically be formed essentially of the same material and / or in one piece. In particular, with regard to the simple replacement of components or the simplification of cleaning and inspection work, it is advantageous that the muffle housing is formed by a separate component by means of at least one fastening device, preferably by means of a flange, with which form a reactor housing lower reactor area is connected. Particularly preferably, it may be provided that the reactor housing has a muffle tube receiving opening, through which the lower muffle tube end projects into the lower reactor area formed by the reactor housing. Furthermore, this reactor housing can have a bottom-side grate receiving opening, via which the grate can be used on the bottom side in the lower reactor area and can be arranged in the area below the lower muffle tube end. With such a design of the reactor housing, the individual components can be assembled easily modular and also replace or disassemble.

Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Reaktorgehäuse eine innere Ausmauerung mit einer diese auch im Bereich der Flanschverbindung zwischen Muffelgehäuse und Reaktorgehäuse umgebenden Außendämmung aufweist, und zwar dergestalt, dass die Flanschverschraubung zwischen Reaktorgehäuse und Muffelgehäuse im kalten Bereich außerhalb der reaktorgehäuseseitigen Wärmedämmung liegt. Dadurch kommt es in diesem Verbindungsbereich zu keiner wesentlichen Wärmeleitung nach außen und sind somit die Verschraubungen nicht heiß.According to a particularly preferred specific embodiment, it is provided that the reactor housing has an inner lining with an outer insulation surrounding it also in the region of the flange connection between muffle housing and reactor housing, in such a way that the Flanschverschraubung between the reactor housing and muffle housing in the cold area outside the reactor housing heat insulation , As a result, there is no significant heat conduction to the outside in this connection region and thus the screw connections are not hot.

Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung wird ein Verfahren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, mittels eines Reaktors vorgeschlagen, bei dem der zu vergasende Brennstoff in dem eine allotherme Vergasungszone ausbildenden oberen Muffelrohrbereich, zumindest teilweise mittels des über den muffelgehäuseseitigen Ringspalt zum Gasauslass strömenden Gases aufgeheizt, dann pyrolysiert und anschließend reduziert wird. Die Begrifflichkeit „zumindest teilweise” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Aufheizen, Pyrolysieren und anschließende Reduzieren des zu vergasenden Brennstoffes in dem oberen Muffelrohrbereich sowohl vollständig als auch lediglich zum Teil durch das durch den Ringspalt zum Gasauslass strömende heiße Gas erfolgen kann. Das im Bereich des unteren Muffelrohrendes aus dem Muffelrohr austretende Gas tritt dann in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt ein und strömt im Ringspalt unter Wärmeabgabe an das Muffelrohr bzw. den oberen Muffelrohrbereich wenigstens bereichsweise entlang und/oder um den Muffelrohrbereich herum, wie dies bereits zuvor ausführlich erläutert worden ist.The method according to the invention proposes a method for gasifying fuels, in particular biomass, by means of a reactor in which the fuel to be gasified is heated in the upper muffle tube region forming an allothermic gasification zone, at least partially by means of the gas flowing to the gas outlet via the muffle housing-side annular gap. then pyrolyzed and then reduced. The term "at least partially" in this context means that the heating, pyrolysis and subsequent reduction of the fuel to be gasified in the upper Muffelrohrbereich can be done both completely and only partially through the gas flowing through the annular gap to the gas outlet hot gas. The gas emerging from the muffle tube in the region of the lower end of the muffle tube then enters the ring-shaped annular gap and flows through the annular gap at least partially along the muffle tube or the upper muffle tube region and / or around the muffle tube region, as previously explained in detail is.

Die sich mit einer derartigen erfindungsgemäßen Verfahrensführung ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor in Verbindung mit der Beschreibung des erfindungsgemäßen Reaktors ausführlich dargestellt, so dass an dieser Stelle auf die zuvor gemachten Ausführungen verwiesen wird.The advantages resulting from such process control according to the invention have already been described in detail in connection with the description of the reactor according to the invention, so that reference is made at this point to the statements made above.

Besonders bevorzugt ist hierbei eine Verfahrensführung, bei der das Gas am unteren Muffelrohrende umgelenkt wird. Bevorzugt wird hier der verbleibende Kohlenstoff mittels umfangsseitig beabstandet an einem Rostteller des Rostes angeordneter Verteilelemente, insbesondere nach oben abragener rosttellerseitiger Verteilstangen, im unteren Reaktorbereich verteilt. Gegebenenfalls ist dies aber auch ohne Verteilstangen möglich, wenn die Distanz zwischen Muffelrohrende und Rost erhöht wird. Auch hier wurden die damit erzielbaren Vorteile bereits zuvor ausführlich dargestellt.Particularly preferred in this case is a process control in which the gas is deflected at the lower end of the muffle tube. Here, the remaining carbon is preferably distributed by means of circumferentially spaced distributing elements arranged on a grate plate of the grate, in particular upwardly projecting grate-side distributing rods, in the lower reactor region. If necessary, this is also possible without distribution bars, if the distance between muffle tube end and grate is increased. Here, too, the advantages that can be achieved have already been described in detail.

Desweiteren wird gemäß einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrensführung vorgeschlagen, dass eine Luftzuführung in einem, einen Reaktionsraum ausbildenden unteren Reaktorbereich so gesteuert bzw. geregelt wird, dass das den unteren Reaktorbereich und damit die autotherme Vergasungszone verlassende sowie in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt einströmende Gas eine Temperatur von wenigstens 1.050°C aufweist. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Luftzuführung in einem in Hochachsenrichtung oberen Teilbereich, insbesondere in einem oberen Verbreiterungsbereich, des Reaktionsraumes erfolgt, vorzugsweise mittels einer Randluftzufuhr mittels mehrerer umfangsseitig voneinander beabstandeter Lufteinlassöffnungen bzw. Luftdüsen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Luft bzw. das Vergasungsmittel jedoch auch über die Luftzuführeinrichtung am Rost zugeführt werden.Furthermore, according to a particularly preferred process control according to the invention, it is proposed that an air feed in a lower reactor region forming a reaction space be controlled or controlled so that the gas leaving the lower reactor region and thus the autothermal gasification zone and flowing into the muffle housing-side annular gap has a temperature of at least 1,050 ° C has. In this context, it is preferably provided that the air supply takes place in an upper partial region, in particular in an upper widening region, of the reaction space, preferably by means of an edge air supply by means of a plurality of circumferentially spaced air inlet openings or air nozzles. Alternatively or additionally, the air or the However, gasification agents are also supplied via the air supply to the grate.

Ferner für einen Ascheausbrand gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung eine Luftzuführung im Bereich des Rostes vorgesehen. Auch hier wird bezüglich der sich dadurch ergebenden Vorteile wieder auf die bereits zuvor gemachten Ausführungen verwiesen.Furthermore, an ash supply in accordance with a particularly preferred process control provided an air supply in the region of the grate. Here, too, reference is made to the previously made statements with regard to the resulting advantages.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Es zeigen:Show it:

1 schematisch eine prinzipielle Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Reaktors, und 1 schematically a schematic sectional view of a reactor according to the invention, and

2 schematisch eine alternative Flanschanbindung des Muffelrohres am Muffelgehäuse. 2 schematically an alternative flange connection of the muffle tube to the muffle housing.

In der 1 ist schematisch eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors 1 gezeigt, der als unteren Reaktorbereich ein Reaktorgehäuse 2 aufweist, das eine einen Reaktionsraum 3 bereichsweise begrenzende innere Ausmauerung 4 aufweist und in dem bodenseitig ein Rost 5 aufgenommen und angeordnet ist. Das Reaktorgehäuse 2 ist zudem außenseitig mit einer Wärmedämmung 6 versehen.In the 1 is a schematic sectional view of an exemplary embodiment of a reactor according to the invention 1 shown as the lower reactor area a reactor housing 2 which has a reaction space 3 partially delimiting inner lining 4 has and in the bottom side a rust 5 is recorded and arranged. The reactor housing 2 is also outside with a thermal insulation 6 Mistake.

Der bodenseitig im Reaktionsraum 3 des Reaktorgehäuses 2 angeordnete Rost 5 weist einen mittels eines Rostantriebs 7 drehantreibbaren Rostteller 8 mit einem von diesem nach oben in Hochachsenrichtung z abragenden Rostkegel 9 auf, wobei der Rostteller 8 in einem mit dem Reaktorgehäuse 2 verbundenen Rostgehäuse 10 gelagert ist.The bottom side in the reaction space 3 of the reactor housing 2 arranged rust 5 has one by means of a rust drive 7 rotatably driven grate plate 8th with one of this upwards in the vertical direction z projecting grate cone 9 on, with the grate plate 8th in one with the reactor housing 2 connected grate housing 10 is stored.

Randseitig sind am Rostteller 8 mehrere umfangsseitig voneinander beabstandete Verteilstangen 11 angeordnet, die vom Rostteller 8 weg nach oben in den Reaktionsraum 3 einragen.On the edge are on the grate plate 8th a plurality of circumferentially spaced distribution rods 11 arranged by the grate plate 8th way up in the reaction room 3 protrude.

Am Rostgehäuse 10 mündet eine Luftzuführleitung 12, mittels der Luft 13 oder jedes andere geeignete Vergasungsmittel in den Bereich des Rostes 5 zugeführt werden kann, um dort insbesondere den Ascheausbrand sicherzustellen.On the rust housing 10 opens an air supply line 12 , by means of the air 13 or any other suitable gasification agent in the area of the grate 5 can be supplied to ensure there in particular ash ash.

Ferner ist am Rostgehäuse 10 noch eine hier lediglich schematisch gezeigte Ascheaustragseinrichtung 14 gelagert bzw. angeordnet, mittels der Asche 15 vom Rost 5 entfernt werden kann.Furthermore, on the grate housing 10 nor an ash discharge device shown here only schematically 14 stored or arranged by the ashes 15 from the rust 5 can be removed.

Das Reaktorgehäuse 2 weist weiter in einem in Hochachsenrichtung z oberen Gehäusebereich eine Muffelrohraufnahmeöffnung 16 auf, über die ein hier bevorzugt und beispielhaft zylindrisches Muffelrohr 17 mit einem unteren Muffelrohrende 18 bis in den Bereich des Rostkegels 9 und damit des bodenseitigen Rosts 5 geführt ist, wobei die Verteilstangen 11 beabstandet um das untere Muffelrohrende 18 herum angeordnet sind.The reactor housing 2 also has a muffle tube receiving opening in a housing region in the vertical axis direction z 16 on, over a here preferred and exemplary cylindrical muffle tube 17 with a lower muffle tube end 18 into the area of the rust cone 9 and thus the bottom side rust 5 is guided, wherein the distribution bars 11 spaced around the lower muffle tube end 18 are arranged around.

Das Muffelrohr 17 ist mit einem in Hochachsenrichtung z oberen Muffelrohrbereich 19, unter Ausbildung eines in den Reaktionsraum 3 und damit das Reaktorgehäuse 2 mündenden Ringspaltes 20, in einem, ein Muffelgehäuse 21 ausbildenden oberen Reaktorbereich des Reaktors 1 aufgenommen.The muffle tube 17 is with a z axis in the direction of the upper muffle tube area 19 , forming one in the reaction space 3 and thus the reactor housing 2 opening annular gap 20 , in one, a muffle housing 21 forming upper reactor region of the reactor 1 added.

Auch dieses Muffelgehäuse 21, das hier eine beispielhaft zylindrische Form aufweist, ist mit einer Wärmedämmung 6 umgeben.Also this muffle housing 21 , which here has an exemplary cylindrical shape, is with a thermal insulation 6 surround.

Das Muffelgehäuse 21 ist mit dem Reaktorgehäuse 2 mittels einer hier lediglich äußerst schematisch dargestellten Flanschverbindung 22 verbunden, wobei, wie aus der 1 gut ersichtlich ist, die Schrauben 23 dieser Flanschverbindung 22 außerhalb der Wärmedämmung 6 liegen, und damit in einem kühlen und gut zugänglichen Bereich des Reaktors 1 liegen.The muffle housing 21 is with the reactor housing 2 by means of a flange connection shown here only extremely schematically 22 connected, as, from the 1 clearly visible, the screws 23 this flange connection 22 outside the insulation 6 lie, and thus in a cool and easily accessible area of the reactor 1 lie.

Der Ringspalt 20, der hier als vollständig um das Muffelrohr 17 umlaufender Ringspalt ausgebildet ist, mündet im Bereich der Muffelrohraufnahmeöffnung 16 in das Reaktorgehäuse 2 bzw. in den Reaktionsraum 3 ein, wodurch die sich im Reaktionsraum 3 ansammelnden Gase letztendlich in den Ringspalt 20 einströmen und entlang des Muffelrohrs 17 bzw. insbesondere des oberen Muffelrohrbereichs 19 zu einer bevorzugt kopfseitig am Muffelgehäuse 21 angeordneten Gasauslassöffnung 24 strömen können.The annular gap 20 that is here as completely around the muffle tube 17 circumferential annular gap is formed, opens in the muffle tube receiving opening 16 in the reactor housing 2 or in the reaction space 3 a, causing the reaction in the room 3 ultimately accumulating gases in the annular gap 20 inflow and along the muffle tube 17 or in particular the upper muffle tube area 19 to a preferred head on the muffle housing 21 arranged gas outlet 24 can flow.

Der Reaktionsraum 3 des Reaktorgehäuses 2 weist in einem oberen Reaktionsraumbereich eine sich hier beispielhaft nach oben in Richtung Muffelgehäuse 21 konisch erweiternde Verbreiterung 25 auf, die sich ungefähr vom oberen Ende der Verteilstangen 11 ausgehend im Bereich der inneren Ausmauerung 4 nach oben bis zu einer hier als Randluftzufuhr ausgebildeten Luftzuführeinrichtung 26 stetig verbreitert. Diese, mit Bezug zum Reaktionsraum 3, obere Luftzuführeinrichtung 26 besteht beispielsweise aus einer hier beispielhaft als Ringleitung ausgebildeten zweiten Luftzuführleitung 27, von der ausgehend Luft (bzw. jedes andere geeignete Vergasungsmittel) über mehrere voneinander in Umfangsrichtung des Reaktionsraums 3 beabstandete Luftdüsen 28 gesteuert bzw. geregelt mittels einer hier nicht im Detail dargestellten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung in den Reaktionsraum 3 zugedüst werden kann. Es versteht sich, dass mittels dieser Steuer- und/oder Regeleinrichtung bzw. auch mittels einer separaten Steuer- und/oder Regeleinrichtung auch die Zuführung der Luft bzw. des Vergasungsmittels über die erste Luftzuführleitung 12 im Bereich des Rostes 5 gesteuert bzw. geregelt werden kann, um für den eine autotherme Vergasungszone ausbildenden Reaktionsraum 3 ein geeignetes Luft- und damit Temperaturmanagement erreichen zu können.The reaction space 3 of the reactor housing 2 has an example in an upper reaction space area up here towards muffle housing 21 conically widening broadening 25 which are approximately from the top of the distribution bars 11 starting in the area of the inner lining 4 up to a trained here as edge air supply air supply 26 steadily widened. This, with reference to the reaction space 3 , upper air supply 26 consists, for example, of a second air supply line formed by way of example here as a ring line 27 , Starting from the air (or any other suitable gasification agent) over a plurality of each other in the circumferential direction of the reaction space 3 spaced air nozzles 28 controlled or regulated by means of a control and / or regulating device not shown in detail in the reaction chamber 3 can be used. It is understood that by means of this control and / or regulating device or by means of a separate control and / or regulating device, the supply of air or the gasification agent via the first air supply line 12 in the area of the grate 5 can be controlled or regulated to for the autothermal gasification zone forming reaction space 3 to be able to achieve a suitable air and thus temperature management.

Wie dies der 1 weiter entnommen werden kann, ist im Bereich des Ringspalts 20 eine Gasleitspirale 29 angeordnet, die zum Beispiel weder mit dem Muffelgehäuse 21 noch mit dem Muffelrohr 17 verbunden ist, sondern ein eigenständiges, separates Bauteil darstellt, das zum Beispiel in nachfolgend noch näher beschriebener Weise im bzw. am Reaktor gehaltert ist, zum Beispiel am Rost 5. Grundsätzlich kann aber diese Gasleitspirale 29 auch mit dem Muffelrohr 17 und/oder mit dem Innenwandbereich des Muffelgehäuses 21 wenigstens bereichsweise verbunden sein.Like this one 1 can be taken further, is in the range of the annular gap 20 a gas-conducting spiral 29 arranged, for example, with neither the muffle housing 21 still with the muffle tube 17 but is an independent, separate component, which is for example held in the manner described in more detail below in or on the reactor, for example on the grid 5 , In principle, however, this Gasleitspirale 29 also with the muffle tube 17 and / or with the inner wall region of the muffle housing 21 be connected at least partially.

Diese Gasleitspirale 29 erstreckt sich hier im Wesentlichen über den gesamten im Muffelgehäuse 21 aufgenommenen oberen Muffelrohrbereich 19 bis zur kopfseitig des Muffelgehäuses 21 angeordneten Gasauslassöffnung 24, wodurch sichergestellt ist, dass das aus dem Reaktorgehäuse 2 bzw. dem Reaktionsraum 3 in den Ringspalt 20 einströmende heiße Gas, das eine Temperatur von bevorzugt größer 1.050°C aufweist, einen ausreichend langen Strömungskontakt mit dem Muffelrohr 17 im oberen Muffelrohrbereich 19 aufweist. Dies insbesondere auch zur Einstellung einer turbulenten Strömung entlang des Muffelrohrs 17 bis zur Gasauslassöffnung 24, so dass ein ausreichend hoher Wärmeübergang zwischen dem heißen Gas und dem eine allotherme Vergasungszone ausbildenden oberen Muffelrohrbereich 19, in dem der hier nicht dargestellte, zu vergasende Brennstoff als Brennstoffschicht im Bereich oberhalb des Rostkegels 9 aufgenommen ist, sichergestellt ist.This gas-conducting spiral 29 extends here essentially over the entire muffle housing 21 recorded upper muffle tube area 19 to the head of the muffle housing 21 arranged gas outlet 24 , which ensures that the from the reactor housing 2 or the reaction space 3 in the annular gap 20 inflowing hot gas having a temperature of preferably greater than 1050 ° C, a sufficiently long flow contact with the muffle tube 17 in the upper muffle tube area 19 having. This in particular also for setting a turbulent flow along the muffle tube 17 to the gas outlet opening 24 such that a sufficiently high heat transfer between the hot gas and the upper muffle tube region forming an allothermal gasification zone 19 in which the fuel, not shown here, to be gasified as a fuel layer in the area above the grate cone 9 is taken, is ensured.

Wie dies der 1 weiter entnommen werden kann, sind in Erstreckungsrichtung benachbarte Wendelbereiche 30 der Gasleitspirale 29 abschnittsweise durch voneinander in Wendelrichtung beabstandete Stützstäbe 31, die einen definiert geringen Strömungswiderstand aufweisen, versteift.Like this one 1 can be further removed, are in the direction of extension adjacent helix regions 30 the gas-conducting spiral 29 partially by mutually spaced apart in the helical direction support rods 31 , which have a defined low flow resistance stiffened.

Im in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Muffelgehäuse 21 eine obere Reaktoröffnung 32 auf, über die das Muffelrohr in das Muffelgehäuse 21 und damit in den Reaktorinnenraum einsetzbar ist, wobei das Muffelrohr 17 mit einem die obere Reaktoröffnung 32 überragenden oberen Muffelrohrende 33 in einem ebenfalls mit einer Wärmedämmung 6 versehenen Kopfteil 34 aufgenommen ist, mittels dem die obere Reaktoröffnung 32 verschließbar ist.I'm in the 1 embodiment shown has the muffle housing 21 an upper reactor opening 32 on, over the muffle tube in the muffle housing 21 and thus can be used in the reactor interior, wherein the muffle tube 17 with a the upper reactor opening 32 towering upper muffle tube end 33 in a likewise with a thermal insulation 6 provided headboard 34 is received, by means of which the upper reactor opening 32 is closable.

In dieses Kopfteil 34 mündet eine als Zudosierschnecke 35 ausgebildete Brennstoff-Zudosiereinrichtung ein, über die, zum Beispiel wiederum geregelt bzw. gesteuert mittels der hier nicht dargestellten Steuer- und/oder Regeleinrichtung, eine definierte Menge an Brennstoff 36 zu vorgegebenen Zeiten in vorgegebener Menge in den Reaktorinnenraum des Reaktors 1 eingebracht werden kann, um die muffelrohrseitige zu vergasende Brennstoffschicht auszubilden.In this headboard 34 opens one as a metering screw 35 trained fuel metering device, via which, for example, in turn regulated or controlled by means of the control and / or regulating device, not shown here, a defined amount of fuel 36 at predetermined times in a predetermined amount in the reactor interior of the reactor 1 can be introduced to form the muffle tube side to be gasified fuel layer.

Das Kopfteil 34 ist ebenfalls wiederum mit einer außenseitigen Flanschverbindung 37 mit dem Muffelgehäuse 21 verbunden, wobei am Kopfteil 34 ferner ein oberer Deckel 38 angeordnet sein kann, der eine kopfteilseitige Zugangsöffnung verschließt, über die ein Zugang zum Mündungsbereich der Zudosierschnecke 35 möglich ist.The headboard 34 is again with an external flange connection 37 with the muffle housing 21 connected, with the headboard 34 also an upper lid 38 may be arranged, which closes a headboard-side access opening, via which an access to the mouth region of the metering screw 35 is possible.

Mit einem derartigen modular aufgebauten Reaktor 1 kann bei einer Entfernung des Kopfteils 34 das Muffelrohr 17 zusammen mit diesem einfach aus dem Muffelgehäuse 21 entfernt werden. Weiter ist nach einer Entfernung des Muffelgehäuses 21 und/oder des Rostgehäuses 10 auch ein sehr guter Zugang zum Reaktionsraum 3 des Reaktorgehäuses 2 möglich. Dadurch ergibt sich insbesondere im Hinblick auf Wartungs- und Revisionsarbeiten eine erhebliche Flexibilität, die insgesamt zu einem wartungs- und bedienerfreundlichen Reaktor 1 führt, ohne dass hierbei erforderliche Sicherheitsmaßnahmen beeinträchtigt werden würden.With such a modular reactor 1 can at a distance of the head part 34 the muffle tube 17 together with this simply from the muffle housing 21 be removed. Next is after removal of the muffle housing 21 and / or the rust housing 10 also a very good access to the reaction space 3 of the reactor housing 2 possible. This results in particular in terms of maintenance and inspection work considerable flexibility, the overall to a maintenance and user-friendly reactor 1 without compromising the necessary security measures.

Die durch ein separates Bauteil gebildete Gasleitspirale 29 kann dabei im Bereich der Flanschverbindung 37 zwischen Kopfteil 34 und Muffelgehäuse 21 festgelegt sein oder aber gegebenenfalls auch direkt mit dem Kopfteil verbunden sein. Ebenso könnte die Gasleitspirale 29 aber auch mit dem Rost 5 beziehungsweise dem Rostkegel 9 verbunden sein.The formed by a separate component Gasleitspirale 29 can do this in the area of the flange connection 37 between headboard 34 and muffle housing 21 be set or possibly also be connected directly to the headboard. Likewise, the gas-conducting spiral could 29 but also with the rust 5 or the grate cone 9 be connected.

Alternativ zu der eben beschriebenen Ausgestaltung des oberen Muffelrohrendes 33, das im Kopfteil 34 aufgenommen ist bzw. das die Innenwandung des Kopfteils 34 ausbildet, kann aber auch vorgesehen sein, dass das obere Muffelrohrende 33 selbst das Kopfteil bildet oder, wie dies lediglich äußerst schematisch in der 2 gezeigt ist, dass das Muffelrohr 17 nicht bis in das Kopfteil 34 geführt ist, sondern mittels eines Muffelrohrflansches 39 an einem Befestigungsflanschbereich 40 des Muffelgehäuses 21 festgelegt ist, und zwar bevorzugt dergestalt, dass der Muffelrohrflansch 39 zwischen dem Befestigungsflanschbereich 40 des Muffelgehäuses 21 und einem Kopfteilflansch 41 des Kopfteils 34 verklemmt wird. In Verbindung mit einer derartigen Ausführungsform kann dann die zum Beispiel durch ein separates Bauteil gebildete Gasleitspirale 29 ebenfalls im Bereich dieser Flanschverbindung festgelegt sein, was in der 2 lediglich schematisch und strichliert eingezeichnet ist. In Verbindung mit dieser in der 2 gezeigten Ausführungsform sei ferner noch erwähnt, dass bei einer derartigen separaten Ausbildung des Kopfteils 34 einerseits und des Muffelrohrs 17 andererseits, keine Stufen oder Kanten entstehen, die die Zudosierung des zu vergasenden Brennstoffes in das Muffelrohr 17 hinein beeinträchtigen. Bevorzugt ist hierbei, wie in der 2 schematisch dargestellt, ein in Hochachsenrichtung bzw. Erstreckungsrichtung des Muffelrohrs 17 gesehen glatter Übergang zwischen Muffelrohr 17 und Kopfteilinnenwand. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführung, in der das Kopfteil 34 im Durchmesser geringfügig kleiner ist, als das Muffelrohr 17.Alternatively to the above-described embodiment of the upper Muffelrohrendes 33 in the headboard 34 is received or that the inner wall of the head part 34 forms, but can also be provided that the upper muffle tube end 33 itself forms the head part or, as only very schematically in the 2 shown is that the muffle tube 17 not up to the headboard 34 is guided, but by means of a Muffelrohrflansches 39 on a mounting flange area 40 of the muffle housing 21 is fixed, preferably in such a way that the Muffelrohrflansch 39 between the mounting flange area 40 of the muffle housing 21 and a header flange 41 of the headboard 34 is jammed. In conjunction with such an embodiment can then be formed for example by a separate component Gasleitspirale 29 also be set in the area of this flange connection, which is in the 2 is shown only schematically and dashed. In conjunction with this in the 2 embodiment shown should also be mentioned that in such a separate embodiment of the head part 34 on the one hand and the muffle tube 17 On the other hand, no steps or edges arise, the metered addition of the fuel to be gasified in the muffle tube 17 affect it. Preferred here is, as in the 2 shown schematically, a in the vertical axis direction or extension direction of the muffle tube 17 seen smooth transition between muffle tube 17 and headboard inner wall. However, particularly preferred is an embodiment in which the head part 34 slightly smaller in diameter than the muffle tube 17 ,

Mit einem derartig aufgebauten Reaktor 1 wird erreicht, dass der zu vergasende Brennstoff in dem eine allotherme Vergasungszone ausbildenden oberen Muffelrohrbereich 19 zumindest teilweise mittels des über den muffelgehäuseseitigen Ringspalt 20 zum Gasauslass bzw. zur Gasauslassöffnung 24 strömenden Gases getrocknet bzw. aufgeheizt, dann pyrolysiert und anschließend reduziert wird, wobei die Reduktion mit Wasserdampf aus der Trocknungs- bzw. Aufheizzone erfolgt.With a reactor constructed in this way 1 is achieved that the fuel to be gasified in the allothermal gasification zone forming upper muffle tube area 19 at least partially by means of the annular gap on the muffle housing side 20 to the gas outlet or to the gas outlet opening 24 dried or heated, then pyrolyzed and then reduced, wherein the reduction is carried out with steam from the drying or heating zone.

Am unteren Muffelrohrende 18 wird das Gas dann nach oben umgelenkt und der verbleibende Kohlenstoff mit den Verteilstangen 11 gleichmäßig im rostseitigen Bereich des Reaktionsraums 3 des Reaktorgehäuses 2 verteilt, wobei gleichzeitig über den Rost 5 Luft bzw. ein entsprechendes Vergasungsmittel über die erste Luftzuführleitung 12 zugeführt wird, um den Ascheausbrand im Reaktor sicherzustellen. Dabei entsteht neben Wärme vor allem auch Kohlendioxid für die im Reaktionsraum 3 des Reaktorgehäuses 2 ausgebildete autotherme Vergasungszone, in die entsprechend gesteuert bzw. geregelt mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung so viel Luft über die Luftzuführeinrichtung 26 und damit die Luftdüsen 28 in den Verbreiterungsbereich 25 des Reaktionsraum 3 eingeblasen wird, dass sich dort die Temperatur des Gases auf mindestens 1050° Celsius erhöht und somit dadurch die im Gas enthaltenen Teere, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, gecrackt werden können. Die hierfür erforderliche Luftzufuhr kann grundsätzlich aber auch ausschließlich über die erste Luftzuführleitung 12 bewerkstelligt werden.At the bottom of the muffle tube 18 the gas is then deflected upwards and the remaining carbon with the distribution bars 11 evenly in the rust-side region of the reaction space 3 of the reactor housing 2 distributed while being over the grate 5 Air or a corresponding gasification agent via the first air supply line 12 is fed to ensure ash combustion in the reactor. In addition to heat above all, carbon dioxide is produced for those in the reaction chamber 3 of the reactor housing 2 formed autothermal gasification zone, in the corresponding controlled or regulated by the control and / or regulating device so much air through the air supply 26 and with it the air nozzles 28 in the broadening area 25 the reaction space 3 is injected, that there raises the temperature of the gas to at least 1050 ° Celsius and thus thereby the tars contained in the gas, preferably substantially completely, can be cracked. The air supply required for this purpose can in principle but also exclusively via the first air supply 12 be accomplished.

Die Verbreiterung 25 des Reaktionsraums 3 im ringspaltnahen Bereich bewirkt dabei zudem die Abscheidung von Partikeln aus dem Gas, so dass ein in einem definierten Maße partikelfreies heißes Gas in den Ringspalt 20 einströmt und bei seinem Weg entlang des Muffelrohrs 17 nach oben in Richtung Gasauslassöffnung 24 unter Wärmeabgabe an den oberen Muffelrohrbereich 19 abkühlt.The broadening 25 of the reaction space 3 In the annular gap near area also causes the deposition of particles from the gas, so that a particle-free to a certain extent hot gas into the annular gap 20 flows in and on his way along the muffle tube 17 upwards towards the gas outlet 24 under heat to the upper Muffelrohrbereich 19 cools.

Dadurch wird somit erreicht, dass relativ kühles und reines Rohgas 43 als Nutzgas aus dem Reaktor 1 abgezogen und einer weiteren Verwertung zugeführt werden kann, insbesondere in einem Gasmotor zur Energieerzeugung verbrannt werden kann.As a result, it is achieved that relatively cool and pure raw gas 43 as useful gas from the reactor 1 deducted and can be supplied to a further utilization, in particular can be burned in a gas engine for power generation.

Die Temperatur des Rohgases 43 kann dabei im Bereich von ca. 250° Celsius liegen, so dass der erforderliche Nachbehandlungsaufwand erheblich reduziert ist.The temperature of the raw gas 43 can be in the range of about 250 ° Celsius, so that the required post-treatment effort is significantly reduced.

Weiter kann im Muffelrohr 17 ein hier länglich bzw. zylinderartig und in der Art eines Turms ausgebildetes Rührwerk 44 angeordnet sein, von dem hier beispielhaft mehrere Rührstäbe 45 abragen. Das Rührwerk 44 ist hier beispielhaft mit dem Rostkegel 9 drehfest verbunden, so dass bei einem Drehen des Rosttellers 8 gleichzeitig auch das Rührwerk 44 betätigt bzw. drehangetrieben wird. Dadurch lässt sich eine gute Umverteilung bzw. Vermischung in der zu vergasenden Biomasse erzielen.Next, in the muffle tube 17 an here elongated or cylindrical and designed in the manner of a tower agitator 44 be arranged, of the example here, several stirring rods 45 protrude. The agitator 44 here is an example with the rust cone 9 rotatably connected, so that when turning the grate plate 8th at the same time also the agitator 44 is operated or rotated. This makes it possible to achieve a good redistribution or mixing in the biomass to be gasified.

Mit dem erfindungsgemäßen Reaktor und mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung kann somit sichergestellt werden, dass alles das, was über die rostseitige Ascheaustragseinrichtung 14 abgezogen wird, auch im Wesentlichen vollständig ausgebrannt ist, so dass die Asche weniger umweltschädlich ist und zudem der Wirkungsgrad der Gesamtanlage erheblich erhöht ist.With the reactor according to the invention and with the process control according to the invention it can thus be ensured that all that is possible via the rust-side ash discharge device 14 is withdrawn, is also substantially completely burned out, so that the ash is less harmful to the environment and also the efficiency of the entire system is considerably increased.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10037762 B4 [0007] DE 10037762 B4 [0007]

Claims (20)

Reaktor (1) zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, mit einem Reaktorinnenraum, mit wenigstens einer Brennstoff-Zudosiereinrichtung (35) zur Zudosierung von zu vergasendem Brennstoff (36) in den Reaktorinnenraum, mit einem im Reaktorinnenraum, vorzugsweise bodenseitig, angeordneten Rost (5), auf dem der in den Reaktorinnenraum zudosierte und zu vergasende Brennstoff (36) aufliegt, mit wenigstens einer Luftzuführeinrichtung (12, 26) zur Luftzuführung in den Reaktorinnenraum, und mit wenigstens einem Gasauslass (24) zum Abführen des im Reaktorinnenraum erzeugten Gases aus dem Reaktorinnenraum, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktorinnenraum ein oberhalb des Rostes (5) angeordnetes, sich vorzugsweise in Hochachsenrichtung erstreckendes, Muffelrohr (17) vorgesehen ist, in dem der zu vergasende Brennstoff (36) aufgenommen ist, dass das Muffelrohr (17) mit einem in Hochachsenrichtung unteren, rostseitigen Muffelrohrende (18) in einen mittelbar oder unmittelbar mit Luft von der wenigstens einen Luftzuführeinrichtung beaufschlagbaren und als autotherme Vergasungszone ausgebildeten unteren Reaktorbereich (2) einmündet, in dem der zu vergasende Brennstoff oxidiert, und dass das Muffelrohr (17) mit einem in Hochachsenrichtung oberen Muffelrohrbereich (19), unter Ausbildung eines in den unteren Reaktorbereich (2) mündenden Ringspaltes (20), in einem, ein Muffelgehäuse (21) ausbildenden oberen Reaktorbereich dergestalt aufgenommen ist, dass das im Bereich des unteren Muffelrohrendes (18) aus dem Muffelrohr (17) austretende Gas in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt (20) eintritt und im Ringspalt (20) unter Wärmeabgabe wenigstens bereichsweise entlang und/oder um den oberen Muffelrohrbereich (19) strömt, so dass dieser eine allotherme Vergasungszone zur Aufheizung, Pyrolyse und Reduktion des zu vergasenden Brennstoffes ausbildet.Reactor ( 1 ) for the gasification of fuels, in particular of biomass, with a reactor interior, with at least one fuel metering device ( 35 ) for the metered addition of fuel to be gasified ( 36 ) in the reactor interior, with a in the reactor interior, preferably the bottom side, arranged grid ( 5 ), on which the metered into the reactor interior and to be gasified fuel ( 36 ) rests with at least one air supply device ( 12 . 26 ) for supplying air into the reactor interior, and with at least one gas outlet ( 24 ) for discharging the gas generated in the interior of the reactor from the interior of the reactor, characterized in that in the reactor interior above the grate ( 5 ), preferably extending in the vertical axis direction, muffle tube ( 17 ), in which the fuel to be gasified ( 36 ), that the muffle tube ( 17 ) with a lower, rust-side muffle tube end in the direction of the vertical axis ( 18 ) in an indirectly or directly with air from the at least one air supply device acted upon and formed as an autothermal gasification zone lower reactor area ( 2 ), in which the fuel to be gasified oxidizes, and that the muffle tube ( 17 ) with an upper muffle tube area in the direction of the vertical axis ( 19 ), forming one in the lower reactor area ( 2 ) opening annular gap ( 20 ), in one, a muffle housing ( 21 ) formed upper reactor area is taken in such a way that in the region of the lower muffle tube end ( 18 ) from the muffle tube ( 17 ) escaping gas into the muffle housing-side annular gap ( 20 ) and in the annular gap ( 20 ) with heat release at least partially along and / or around the upper muffle tube area ( 19 ) flows, so that it forms an allothermic gasification zone for heating, pyrolysis and reduction of the fuel to be gasified. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringspalt (20) um den oberen Muffelrohrbereich (19) wenigstens ein Strömungsleitelement (29) angeordnet ist, mittels dem dem in den Ringspalt (20) einströmenden Gas eine turbulente Strömung aufprägbar ist.Reactor according to claim 1, characterized in that in the annular gap ( 20 ) around the upper muffle tube area ( 19 ) at least one flow guide ( 29 ) is arranged, by means of which in the annular gap ( 20 ) inflowing gas is a turbulent flow aufprägbar. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Strömungsleitelement durch eine sich im Ringspalt (20) wenigstens bereichsweise und/oder wenigstens abschnittsweise spiralförmig um einen Teilbereich des oberen Muffelrohrbereichs windende Gasleitspirale (29) gebildet ist, vorzugsweise durch eine sich entlang des gesamten Ringspalts (20) und/oder oberen Muffelrohrbereichs (19) erstreckende Gasleitspirale (29) gebildet ist.Reactor according to claim 2, characterized in that the at least one flow-guiding element is formed by an annular gap ( 20 ) at least partially and / or at least partially spirally spiraling around a portion of the upper muffle tube region Gasleitspirale ( 29 ) is formed, preferably by a along the entire annular gap ( 20 ) and / or upper muffle tube area ( 19 ) extending gas guide spiral ( 29 ) is formed. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitspirale (29) durch ein ortsfest im Ringspalt (20) angeordnetes, insbesondere mit dem Muffelgehäuse (21) verbindbares oder verbundenes, Bauteil gebildet ist, so dass das Muffelrohr (17) relativ zu der Gasleitspirale (29) verlagerbar und/oder drehbar ist, oder dass die Gasleitspirale (29) mit dem Rost (5), insbesondere mit einem als drehbarer Rost ausgebildeten Rost (5), verbunden ist.Reactor according to Claim 3, characterized in that the gas-conducting spiral ( 29 ) by a stationary in the annular gap ( 20 ), in particular with the muffle housing ( 21 ) connectable or connected, component is formed, so that the muffle tube ( 17 ) relative to the gas-conducting spiral ( 29 ) is displaceable and / or rotatable, or that the gas-conducting spiral ( 29 ) with the rust ( 5 ), in particular with a grate designed as a rotatable grate ( 5 ), connected is. Reaktor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Erstreckungsrichtung benachbarte Wendelbereiche (30) der Gasleitspirale (29) abschnittsweise durch voneinander in Wendelrichtung beabstandete Stützelemente (31), vorzugsweise durch einen definiert geringen Strömungswiderstand aufweisende Stützstäbe, versteift sind.Reactor according to claim 3 or 4, characterized in that in the direction of extension adjacent helix regions ( 30 ) of the gas-conducting spiral ( 29 ) in sections by mutually spaced in the helical direction supporting elements ( 31 ), preferably by a defined low flow resistance having support rods are stiffened. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das, vorzugsweise zylindrisch ausgebildete, Muffelgehäuse (21) wenigstens eine in den Ringspalt einmündende Gasauslassöffnung (24) aufweist, vorzugsweise dergestalt, dass wenigstens eine im Bereich des oberen Muffelrohrendes in den Ringspalt einmündende Gasauslassöffnung (24) vorgesehen ist und/oder dass mehrere in unterschiedlichen Höhen entlang des Ringspaltes angeordnete Gasauslassöffnungen vorgesehen sind.Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the, preferably cylindrical, muffle housing ( 21 ) at least one opening into the annular gap gas outlet opening ( 24 ), preferably in such a way that at least one in the region of the upper end of the muffle tube opening into the annular gap gas outlet opening ( 24 ) is provided and / or that a plurality of arranged at different heights along the annular gap gas outlet openings are provided. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muffelgehäuse (21) eine kopfseitige Reaktoröffnung (32) aufweist, über die das Muffelrohr (17) in den Reaktorinnenraum einsetzbar ist, wobei das Muffelrohr (17) mit wenigstens einer muffelrohrseitigen Befestigungseinrichtung (37), insbesondere mit einem Muffelrohrflansch (39), am Muffelgehäuse (21) festlegbar ist, insbesondere das Kopfteil (34) mittels eines Kopfteilflansches unter Verklemmung des Muffelrohrflansches (39) an einem Befestigungsflanschbereich (40) des Muffelgehäuses (21) festgelegt ist, und dass die kopfseitige Reaktor-Öffnung (32) mittels eines, vorzugsweise mit einer Wärmedämmung (6) versehenen, Kopfteils (34) verschließbar ist, in das die Brennstoff-Zudosiereinrichtung (35), vorzugsweise eine Zudosierschnecke, mündet.Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the muffle housing ( 21 ) a head-side reactor opening ( 32 ), over which the muffle tube ( 17 ) can be used in the reactor interior, wherein the muffle tube ( 17 ) with at least one muffle tube side fastening device ( 37 ), in particular with a muffle tube flange ( 39 ), on the muffle housing ( 21 ), in particular the head part ( 34 ) by means of a headboard flange with clamping of the Muffelrohrflansches ( 39 ) on a mounting flange area ( 40 ) of the muffle housing ( 21 ) and that the head-side reactor opening ( 32 ) by means of one, preferably with a thermal insulation ( 6 ), headboard ( 34 ) into which the fuel metering device ( 35 ), preferably a metering screw, opens. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Muffelgehäuse (21) eine kopfseitige Reaktoröffnung (32) aufweist, über die das Muffelrohr (17) in den Reaktorinnenraum einsetzbar ist, wobei das Muffelrohr (17) die kopfseitige Reaktoröffnung (32) mit einem oberen Muffelrohrende (33) überragt dergestalt, dass die Brennstoff-Zudosiereinrichtung (35), vorzugsweise eine Zudosierschnecke, direkt in das die kopfseitige Reaktoröffnung (32) überragende obere Muffelrohrende (33) mündet und/oder dass das die kopfseitige Reaktoröffnung (32) überragende obere Muffelrohrende (33) in einem, vorzugsweise mit einer Wärmedämmung (6) versehenen, Kopfteil (34) aufgenommen ist, mittels dem die kopfseitige Reaktoröffnung (32) verschließbar ist und in das die Brennstoff-Zudosiereinrichtung (35), vorzugsweise eine Zudosierschnecke, mündet.Reactor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the muffle housing ( 21 ) a head-side reactor opening ( 32 ), over which the muffle tube ( 17 ) can be used in the reactor interior, wherein the muffle tube ( 17 ) the head-side reactor opening ( 32 ) with an upper muffle tube end ( 33 ) surmounted such that the fuel metering device ( 35 ), preferably a metering screw, directly into the head-side Reactor opening ( 32 ) superior upper muffle tube end ( 33 ) and / or that the head-side reactor opening ( 32 ) superior upper muffle tube end ( 33 ) in one, preferably with a thermal insulation ( 6 ), headboard ( 34 ), by means of which the head-side reactor opening ( 32 ) and in which the fuel metering device ( 35 ), preferably a metering screw, opens. Reaktor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (34) durch wenigstens eine mittels einer Abdeckung abdeckbare Zugangsöffnung zugänglich ist.Reactor according to claim 7 or 8, characterized in that the head part ( 34 ) is accessible by at least one coverable by means of a cover access opening. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Muffelrohrende (18) im unteren Reaktorbereich (2) bis in den Bereich des vorzugsweise bodenseitigen Rosts (5) geführt ist und von einem Reaktionsraum (3) umgeben ist, in den der muffelgehäuseseitige Ringspalt (20) einmündet und in den das, das untere Muffelrohrende (18) verlassende Gas, vorzugsweise unter Umlenkung um das untere Muffelrohrende (18) herum, einströmt, bevor es in den Ringspalt (20) überströmt.Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the lower muffle tube end ( 18 ) in the lower reactor area ( 2 ) into the region of the preferably bottom-side rust ( 5 ) and from a reaction space ( 3 ) is surrounded, in which the muffelgehäuseseitige annular gap ( 20 ) and into which the, the lower muffle tube end ( 18 ) leaving gas, preferably with deflection around the lower muffle tube end ( 18 ) flows in before it enters the annular gap ( 20 ) overflowed. Reaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum (3) in einem, in Hochachsenrichtung oberen Reaktionsraumbereich eine Verbreiterung (25), insbesondere eine sich nach oben in Richtung Muffelgehäuse (21) konisch erweiternde Verbreiterung (25), aufweist.Reactor according to claim 10, characterized in that the reaction space ( 3 ) in a, in the direction of the upper axis of the upper reaction space a broadening ( 25 ), in particular an upward in the direction muffle housing ( 21 ) conically widening broadening ( 25 ), having. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzuführeinrichtung (12, 26) so ausgebildet ist, dass Luft in den das untere Muffelrohrende (18) umgebenden Reaktionsraum (3) einleitbar ist, insbesondere mittels der Luftzuführeinrichtung (26) eine umfangsverteilte Luftzuführung über mehrere voneinander in Umfangsrichtung des Reaktionsraumes (3) beabstandete Lufteinlassöffnungen (28) in den Reaktionsraum (3), vorzugsweise im Bereich der Verbreiterung (25), erfolgt und/oder mittels der Luftzuführeinrichtung (12) rostseitig Luft zuführbar ist, von der wenigstens ein Teil in den Reaktionsraum (3) überströmt.Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the air supply device ( 12 . 26 ) is formed so that air in the lower Muffelrohrende ( 18 ) surrounding reaction space ( 3 ), in particular by means of the air supply device ( 26 ) a circumferentially distributed air supply over a plurality of each other in the circumferential direction of the reaction space ( 3 ) spaced air inlet openings ( 28 ) in the reaction space ( 3 ), preferably in the area of broadening ( 25 ), and / or by means of the air supply device ( 12 ) air can be supplied from the at least one part of the reaction space ( 3 ) overflowed. Reaktor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der, vorzugsweise bodenseitig im unteren Reaktionsbereich angeordnete, Rost (5) einen mittels eines Rostantriebs (7) drehantreibbaren Rostteller (8), vorzugsweise mit einem von diesem nach oben in Richtung Muffelrohr (17) abragenden Rostkegel (9), aufweist, wobei der Rostteller (8) in einem mit dem unteren Reaktorbereich (2) verbindbaren Rostgehäuse (10) gelagert und/oder angeordnet ist, und dass randseitig am Rostteller (8) umfangsseitig voneinander beabstandete Verteilelemente (11), insbesondere Verteilstangen, angeordnet sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Verteilstangen vom Rostteller (8) weg um das untere Muffelrohrende (18) herum nach oben in den Reaktionsraum (3) ragen und/oder dass der Rost (5) eine Luftzuführeinrichtung (12) aufweist, mittels der dem Rostbereich Luft (13) rostseitig zuführbar ist und/oder dass der Rost (5) mit einer Ascheantragseinrichtung (14) gekoppelt ist oder eine solche aufweist.Reactor according to one of claims 10 to 12, characterized in that, preferably arranged on the bottom side in the lower reaction region, rust ( 5 ) one by means of a rust drive ( 7 ) rotatably drivable grate plate ( 8th ), preferably with one of this up towards muffle tube ( 17 ) projecting rust cone ( 9 ), wherein the grate plate ( 8th ) in one with the lower reactor area ( 2 ) connectable grate housing ( 10 ) is stored and / or arranged, and that edge of the grate plate ( 8th ) circumferentially spaced distribution elements ( 11 ), in particular distribution rods, are arranged, wherein it is preferably provided that the distribution rods from the grate plate ( 8th ) away around the lower muffle tube end ( 18 ) up into the reaction space ( 3 ) and / or that the rust ( 5 ) an air supply device ( 12 ), by means of which the grate area air ( 13 ) is fed on the rust side and / or that the rust ( 5 ) with an ash application device ( 14 ) is coupled or has such. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Muffelrohr (17) wenigstens eine Rühr- und/oder Mischeinrichtung (44) angeordnet ist, insbesondere im Bereich oberhalb des Rostes und/oder im Bereich des unteren Muffelrohrendes (18) angeordnet ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die wenigstens eine Rühr- und/oder Mischeinrichtung (44) zylinderartig ausgebildet ist und/oder dass von der wenigstens einen Rühr- und/oder Mischeinrichtung (44) wenigstens ein Rührelement (45) abragt.Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that in the muffle tube ( 17 ) at least one stirring and / or mixing device ( 44 ) is arranged, in particular in the region above the grate and / or in the region of the lower muffle tube end ( 18 ), wherein it is preferably provided that the at least one stirring and / or mixing device ( 44 ) is cylindrical and / or that of the at least one stirring and / or mixing device ( 44 ) at least one stirring element ( 45 ) protrudes. Reaktor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Misch- und/oder Rühreinrichtung (44) mittels eines Antriebs drehantreibbar ist, insbesondere dergestalt, dass die wenigstens eine Rühr- und/oder Mischeinrichtung (44) mit einem drehangetriebenen Rostteller (8) eines Rostes (5), insbesondere mit dessen Rostkegel (9), drehfest verbunden ist.Reactor according to claim 14, characterized in that the at least one mixing and / or stirring device ( 44 ) is rotatably drivable by means of a drive, in particular in such a way that the at least one stirring and / or mixing device ( 44 ) with a rotary driven grate plate ( 8th ) of a grate ( 5 ), in particular with its rust cone ( 9 ), rotatably connected. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muffelgehäuse (21) durch ein separates Bauteil gebildet ist, das mittels wenigstens einer Befestigungseinrichtung (22) vorzugsweise mittels einer Flanschverbindung, mit dem ein Reaktorgehäuse ausbildenden unteren Reaktorbereich (2) verbunden ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Reaktorgehäuse (2) eine Muffelrohraufnahme-Öffnung (16) aufweist, durch die das untere Muffelrohrende (18) in den durch das Reaktorgehäuse (2) ausgebildeten unteren Reaktorbereich einragt, und das Reaktorgehäuse (2) eine bodenseitige Rostaufnahmeöffnung aufweist, über die der Rost im unteren Reaktorgehäusebereich bodenseitig einsetzbar und im Bereich unterhalb des unteren Muffelrohrendes (18) anordenbar ist.Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the muffle housing ( 21 ) is formed by a separate component, which by means of at least one fastening device ( 22 ), preferably by means of a flange connection, with the lower reactor region forming a reactor housing ( 2 ), wherein it is preferably provided that the reactor housing ( 2 ) a muffle tube receiving opening ( 16 ), through which the lower muffle tube end ( 18 ) in the through the reactor housing ( 2 ) projecting lower reactor area protrudes, and the reactor housing ( 2 ) has a bottom-side grate receiving opening, via which the grate can be used on the bottom side in the lower reactor housing area and in the area below the lower muffle tube end (FIG. 18 ) can be arranged. Reaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktorgehäuse (2) eine innere Ausmauerung (4) mit einer diese auch im Bereich der Flanschverbindung (22) zwischen Muffelgehäuse (21) und Reaktorgehäuse (2) umgebenden Außendämmung (6) aufweist dergestalt, dass die Flanschverschraubung (23) zwischen Reaktorgehäuse (2) und Muffelgehäuse (21) im Bereich außerhalb der reaktorseitigen Wärmedämmung (6) liegt.Reactor according to claim 16, characterized in that the reactor housing ( 2 ) an inner lining ( 4 ) with one of these also in the area of the flange connection ( 22 ) between muffle housing ( 21 ) and reactor housing ( 2 ) surrounding external insulation ( 6 ) in such a way that the flange screw connection ( 23 ) between reactor housing ( 2 ) and muffle housing ( 21 ) in the area outside the reactor-side thermal insulation ( 6 ) lies. Verfahren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, mittels eines Reaktors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu vergasende Brennstoff (36) in dem eine allotherme Vergasungszone auszubildenden oberen Muffelrohrbereich (19), zumindest teilweise mittels des über den muffelgehäuseseitigen Ringspalt (20) zum Gasauslass (24) strömenden Gases, aufgeheizt, dann pyrolysiert und anschließend reduziert wird, und dass das im Bereich des unteren Muffelrohrendes (18) aus dem Muffelrohr (17) austretende Gas in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt (20) eintritt und im Ringspalt (20) unter Wärmeabgabe an das Muffelrohr (17) bzw. an den oberen Muffelrohrbereich (19) wenigstens bereichsweise entlang und/oder um den oberen Muffelrohrbereich (19) strömt.Process for the gasification of fuels, in particular of biomass, by means of a reactor according to one of the preceding claims, characterized in that that the fuel to be gasified ( 36 ) in the upper muffle tube area to be formed (in an allothermic gasification zone) ( 19 ), at least partially by means of the annular gap on the mufflegehäuseseitigen ( 20 ) to the gas outlet ( 24 ) is heated, then pyrolyzed and then reduced, and that in the region of the lower muffle tube end ( 18 ) from the muffle tube ( 17 ) escaping gas into the muffle housing-side annular gap ( 20 ) and in the annular gap ( 20 ) with heat release to the muffle tube ( 17 ) or to the upper Muffelrohrbereich ( 19 ) at least partially along and / or around the upper muffle tube area ( 19 ) flows. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas am unteren Muffelrohrende (18) umgelenkt wird, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der verbleibende Kohlenstoff mittels umfangsseitig beabstandet an einem Rostteller (8) des Rostes (5) angeordneter Verteilelemente (11), insbesondere nach oben abragender rosttellerseitiger Verteilstangen, im unteren Reaktorbereich (2) verteilt wird.A method according to claim 18, characterized in that the gas at the lower muffle tube end ( 18 ) is deflected, wherein it is preferably provided that the remaining carbon by means of circumferentially spaced on a grate plate ( 8th ) of the grate ( 5 ) arranged distribution elements ( 11 ), in particular upwardly projecting rosttellerseitiger distribution rods, in the lower reactor area ( 2 ) is distributed. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftzuführung im einen Reaktionsraum (3) aufweisenden unteren Reaktorbereich (2) so gesteuert und/oder geregelt wird, dass das den unteren Reaktorbereich (2) und damit die autotherme Vergasungszone verlassende sowie in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt (20) einströmende Gas eine Temperatur von wenigstens 1050° Celsius aufweist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Luftzuführung rostseitig erfolgt und/oder dass die Luftzuführung in einem in Hochachsenrichtung oberen Teilbereich, insbesondere in einem oberen Verbreiterungsbereich, des Reaktionsraumes (3) erfolgt, vorzugsweise mittels einer Randluftzufuhr mittels mehrerer umfangsseitig voneinander beabstandeter Lufteinlassöffnungen (28).A method according to claim 19, characterized in that an air supply in a reaction space ( 3 ) having lower reactor area ( 2 ) is controlled and / or regulated so that the lower reactor area ( 2 ) and thus the autothermal gasification zone leaving and in the muffle housing-side annular gap ( 20 ) has a temperature of at least 1050 ° Celsius, wherein it is preferably provided that the air supply takes place on the stainless side and / or that the air supply in an upper axis direction in the upper part, in particular in an upper broadening range, the reaction space ( 3 ), preferably by means of an edge air supply by means of a plurality of circumferentially spaced apart air inlet openings ( 28 ).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3118282A4 (en) * 2015-05-19 2017-10-04 Tesna Energy Co., Ltd. Biomass gasification device
DE202017005327U1 (en) 2017-10-17 2018-02-14 Latent Energie GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafterin: Ionela Jitariu, 19053 Schwerin) Device for gasification of biomass
DE102017009622A1 (en) 2017-10-17 2019-04-18 Latent Energie GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafterin: Ionela Jitariu, 19053 Schwerin) Process for the gasification of biomass
WO2019076389A1 (en) 2017-10-17 2019-04-25 Latent Energie Gbr Method and device for the gasification of biomass

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3112975A1 (en) * 1981-04-01 1982-10-28 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Process for the continuous generation of fuel gas, and shaft furnace for carrying out the process
DE19916931A1 (en) * 1999-03-31 2000-10-12 Deponie Wirtschaft Umweltschut Gasifier used in the production of fuel gas from lumpy solids has a reduction section connected to an oxidation section with an air feed pipe extending through the filling shaft
DE102007002895A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Tuxhorn, Jörg Wood gas producer has gas source with gas cooler and cleaner including centrifugal separator
DE10037762B4 (en) 2000-03-23 2010-01-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for generating electricity from biomass by gasification with subsequent catalytic elimination of tar compounds from the fuel gas

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001051591A1 (en) * 2000-01-10 2001-07-19 Fuerst Adrian Device and method for the production of fuel gases
MX2012010556A (en) * 2010-03-15 2013-08-27 Power Waste Gasification Llc Method and apparatus for processing of carbon-containing feed stock into gasification gas.
DE102012000746A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-18 Eleonore Gatzke Recirculation gas generator for generating e.g. natural gas, has nozzles functioning with blowing agents, and basket grate and cutter grate compressing and cracking carbonization gases in glow zone of rotary grate gas generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3112975A1 (en) * 1981-04-01 1982-10-28 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Process for the continuous generation of fuel gas, and shaft furnace for carrying out the process
DE19916931A1 (en) * 1999-03-31 2000-10-12 Deponie Wirtschaft Umweltschut Gasifier used in the production of fuel gas from lumpy solids has a reduction section connected to an oxidation section with an air feed pipe extending through the filling shaft
DE10037762B4 (en) 2000-03-23 2010-01-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for generating electricity from biomass by gasification with subsequent catalytic elimination of tar compounds from the fuel gas
DE102007002895A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Tuxhorn, Jörg Wood gas producer has gas source with gas cooler and cleaner including centrifugal separator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3118282A4 (en) * 2015-05-19 2017-10-04 Tesna Energy Co., Ltd. Biomass gasification device
DE202017005327U1 (en) 2017-10-17 2018-02-14 Latent Energie GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafterin: Ionela Jitariu, 19053 Schwerin) Device for gasification of biomass
DE102017009622A1 (en) 2017-10-17 2019-04-18 Latent Energie GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafterin: Ionela Jitariu, 19053 Schwerin) Process for the gasification of biomass
WO2019076389A1 (en) 2017-10-17 2019-04-25 Latent Energie Gbr Method and device for the gasification of biomass

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