DE102014108673A1 - Method for heating and gasifying a carbonaceous fuel - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Aufheizen und Vergasen eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs, wobei der Brennstoff in einem Schachtreaktor als ruhendes Festbett körniger oder stückiger Partikel angeordnet wird, das auf einer Schüttung aus inertem Material ruht, das wiederum von einem gasdurchlässigen Boden gehalten wird und wobei Einsatzgase in den Schachtreaktor eingeleitet und exotherm zu einem Prozessgas umgesetzt werden, wobei das Prozessgas erwärmt wird und wobei das Prozessgas den Reaktor von oben nach unten durchströmt, wobei die Erwärmung des Prozessgases durch Partialoxidation der in den Einsatzgasen enthaltenen Kohlenwasserstoffe oder Wasserstoff.A method for heating and gasifying a carbonaceous fuel, wherein the fuel is placed in a shaft reactor as a stationary fixed bed granular or lumpy particles resting on a bed of inert material, which in turn is held by a gas-permeable bottom and wherein feed gases introduced into the shaft reactor and be converted exothermic to a process gas, wherein the process gas is heated and wherein the process gas flows through the reactor from top to bottom, wherein the heating of the process gas by partial oxidation of the hydrocarbons contained in the feed gases or hydrogen.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen und Vergasen eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs, wobei der körnige oder stückige Brennstoff in einem Schachtreaktor als ruhendes Festbett angeordnet wird, das auf einer Schüttung aus inertem Material ruht, das wiederum von einem gasdurchlässigen Boden gehalten wird und wobei Einsatzgase in den Schachtreaktor eingeleitet und exotherm zu einem Prozessgas umgesetzt werden, wobei das Prozessgas erwärmt wird und wobei das Prozessgas den Reaktor von oben nach unten durchströmt. Als kohlenstoffhaltige Brennstoffe kommen dabei vor allem Kohlen unterschiedlicher Qualität zum Einsatz, die auch in Mischungen untereinander eigesetzt werden können. Es kommt aber auch geeignete Biomasse als kohlenstoffhaltiger Brennstoff in Betracht. The invention relates to a method for heating and gasifying a carbonaceous fuel, wherein the granular or lumpy fuel is placed in a shaft reactor as quiescent fixed bed resting on a bed of inert material, which in turn is held by a gas-permeable bottom and wherein feed gases into the Shaft reactor is introduced and converted exothermic to a process gas, wherein the process gas is heated and wherein the process gas flows through the reactor from top to bottom. As carbon-containing fuels, especially coals of different quality are used, which can also be used in mixtures with one another. But it is also suitable biomass as a carbonaceous fuel into consideration.

Die Erfindung betrifft ebenso eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. The invention also relates to a system for carrying out the method.

Stand der Technik State of the art

Derartige Verfahren und Anlagen sind bekannt. Es handelt sich dabei um Vergasungsreaktoren zur Erzeugung kohlenoxid- und wasserstoffhaltiger Synthesegase, aber auch um Versuchsanlagen, die dazu dienen, kohlenstoffhaltige feste Brennstoffe, wie z. B. Kohle, auf ihre Eignung und ihre Verhalten als Einsatzmaterial in einem Kohlevergasungsprozess, wie beispielsweise dem Fixed Bed Dry Bottom-Prozess, wie er in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Edition, Vol. 15, Gas Production beschrieben ist, zu untersuchen. Such methods and systems are known. These are gasification reactors for the production of carbon dioxide and hydrogen-containing synthesis gases, but also experimental plants that serve to carbonaceous solid fuels such. Coal, their suitability and behavior as feedstock in a coal gasification process, such as the fixed-bed dry-bottom process as described in US Pat Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, Vol. 15, Gas Production is described to investigate.

Beim Betrieb derartiger Versuchsanlagen werden definierte Gasmischungen aus O2, CO, CO2, H2O, CH4, H2, N2 etc. benötigt, die bei hoher Temperatur (typ. 700–1800 °C) und auch unter hohem Druck (typ. 1–100 bar, absolut) in Reaktionsräume geleitet werden. Die klassischen Wege zur Bereitstellung derartiger Gasmischungen sind entweder die kalte Vormischung und anschließende Aufheizung mittels eines Aufheizsystems oder die nach Gasart getrennte Aufheizung mittels eines Aufheizsystems und anschließende Mischung der Gase. Die dabei zur Anwendung kommenden hohen Temperaturen und Drücke erfordern sehr aufwendige und damit teure Ausführungen der verwendeten Aufheizsysteme. In the operation of such pilot plants defined gas mixtures of O 2 , CO, CO 2 , H 2 O, CH 4 , H 2 , N 2, etc. are required, which at high temperature (typically 700-1800 ° C) and also under high pressure (Type 1-100 bar, absolute) are passed into reaction chambers. The classic ways to provide such gas mixtures are either the cold premix and subsequent heating by means of a heating system or the separate heating by gas heating by means of a heating system and subsequent mixing of the gases. The case used for high temperatures and pressures require very expensive and therefore expensive versions of the heating systems used.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Anlage bereitzustellen, das bzw. die in der Lage ist, Prozessgas mit einer bestimmten Zusammensetzung und mit einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck mit geringerem technischen Aufwand zu erzeugen und dieses Gas durch ein Brennstofffestbett zu leiten. The object of the invention is therefore to provide a method and a system which or is able to produce process gas with a certain composition and with a certain temperature and pressure with less technical effort and this gas through a fuel fixed bed conduct.

Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 und 8 beschrieben. The object is achieved by a method according to the features of claim 1 and a system according to the features of claim 7. Preferred embodiments of the invention are described in claims 2 to 6 and 8.

Erfindungsgemäß erfolgt das Aufheizen des Prozessgase durch Anwendung des Partialoxidationsverfahrens, das z. B. in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Edition, Vol. 15, Gas Production, Chapter 3.2 beschrieben ist. Dabei wird ein aus Kohlenwasserstoffen mit bekannter Zusammensetzung bestehendes Gas mit Sauerstoff und Wasserdampf vermischt, gezündet und zu Kohlenoxid und Wasserstoff umgesetzt. Diese Umsetzung erfolgt exotherm, sodass die an den Umsetzungsreaktionen beteiligten Gase erwärmt werden. Durch Einstellung der Mengenverhältnisse der Ausgangsgase wird auf diese Weise ein Prozessgas mit einer bestimmten Zusammensetzung und Temperatur erzeugt. Die Mengenverhältnisse werden so gewählt, dass das entstandene Gasgemisch zündfähig ist und die Partialoxidation erfolgen kann. According to the invention, the heating of the process gases by applying the partial oxidation process, the z. In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, Vol. 15, Gas Production, Chapter 3.2 is described. In this case, a gas consisting of hydrocarbons of known composition is mixed with oxygen and water vapor, ignited and converted to carbon monoxide and hydrogen. This reaction is exothermic, so that the gases involved in the reaction reactions are heated. By adjusting the proportions of the starting gases, a process gas having a specific composition and temperature is produced in this way. The proportions are chosen so that the resulting gas mixture is ignitable and the partial oxidation can take place.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass es sich bei den Einsatzgasen um O2, CO2, H2O, Kohlenwasserstoff, H2 und/oder N2 handelt. Mit diesen Gasen kann unter Verwendung des Partialoxidationsverfahrens ein Prozessgas erzeugt werden, wie es zur Testung von Kohle durch Nachstellung der Prozessbedingungen eines Festbettdruckvergasungsverfahrens erforderlich ist. An advantageous embodiment of the invention is that the feed gases are O 2 , CO 2 , H 2 O, hydrocarbon, H 2 and / or N 2 . With these gases, using the partial oxidation process, a process gas may be generated as required to test coal by adjusting the process conditions of a fixed bed pressure gasification process.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Einsatzgase an mindestens zwei unterschiedlichen Stellen entlang der Längsachse des Schachtreaktors zugegeben werden. Die endgültige Einstellung der Zusammensetzung und der Temperatur des Prozessgases erfolgt dadurch, dass dem durch Partialoxidation erwärmten Gasgemisch die restlichen Gasmengen an einer zweiten Stelle im Reaktor beigefügt werden. A further advantageous embodiment of the invention is that the feed gases are added at at least two different locations along the longitudinal axis of the shaft reactor. The final adjustment of the composition and the temperature of the process gas takes place in that the gas mixture heated by partial oxidation is added to the remaining gas quantities at a second point in the reactor.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass sich die erste Stelle der Gaszugabe in den Schachtreaktor am höchsten Punkt des Reaktors befindet und die zweite Stelle sich in einem Abstand unterhalb der ersten befindet, der zahlenmäßig mindestens dem doppelten Durchmesser des Reaktors entspricht, wobei der Durchmesser des Reaktors 100 bis 200 mm beträgt und wobei der Durchmesser des Reaktors über die gesamte Höhe des Reaktors im Wesentlichen konstant ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die an der zweiten Stelle zugegebenen Gase die Partialoxidation nicht beeinflussen. A further advantageous embodiment of the invention is that the first point of the gas addition is in the shaft reactor at the highest point of the reactor and the second point is located at a distance below the first, which corresponds in number to at least twice the diameter of the reactor, wherein the Diameter of the reactor is 100 to 200 mm and wherein the diameter of the reactor over the entire height of the reactor is substantially constant. In this way it is ensured that the gases added at the second position do not influence the partial oxidation.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass es sich bei dem inerten Material um Granulat aus Al2O3 handelt. Ein derartiges Granulat erfüllt die Prozessanforderungen hinsichtlich Durchlässigkeit für den Prozessgasstrom, Temperaturbeständigkeit und Kosten. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Prozessgas durch ein oberhalb des Festbetts angeordnetes Katalysatorbett geleitet wird, bevor es das Festbett durchströmt. Auf diese Weise wird die Zusammensetzung des Prozessgases vergleichmäßigt, die im Gas ablaufenden chemischen Umsetzungen beschleunigt und damit die Zusammensetzung des Gases näher an die theoretisch berechnete und beabsichtigte, dem thermodynamischen Gleichgewicht entsprechende Zusammensetzung herangeführt. A further advantageous embodiment of the invention is that the inert material is granules of Al 2 O 3 . Such granules meet the process requirements in terms of permeability to the process gas flow, temperature resistance and cost. A further advantageous embodiment of the invention is that the process gas is passed through a catalyst bed arranged above the fixed bed, before it flows through the fixed bed. In this way, the composition of the process gas is made uniform, accelerates the chemical reactions occurring in the gas and thus brings the composition of the gas closer to the theoretically calculated and intended composition corresponding to the thermodynamic equilibrium.

Die Erfindung umfasst ebenso einen Schachtreaktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Reaktorbehälter, einen im Reaktorbehälter angeordneten gasdurchlässigen Boden, eine auf dem gasdurchlässigen Boden angeordnete Schüttung aus inertem Material, ein auf der Schüttung aus inertem Material angeordnetes Festbett körniger oder stückiger Brennstoffe, Einlässe zum Einleiten der Einsatzgase, mindestens einen Bereich innerhalb des Reaktorbehälters zum exothermen Umsetzen der Einsatzgase zum Prozessgas, mindestens einen Auslass zum Ausleiten des das Kohlebett verlassenden Prozessgases, wobei die Einlässe zum Einleiten der Einsatzgase an mindestens zwei unterschiedlichen Stellen entlang der Längsachse des Schachtreaktors angeordnet sind. The invention also comprises a shaft reactor for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a reactor vessel, a gas-permeable bottom arranged in the reactor vessel, a bed of inert material disposed on the gas-permeable bottom, a granular or lumped bed arranged on the bed of inert material Fuels, inlets for introducing the feed gases, at least one region within the reactor vessel for exothermic reaction of the feed gases to the process gas, at least one outlet for discharging the process gas leaving the coal bed, the inlets for introducing the feed gases at at least two different locations along the longitudinal axis of the shaft reactor are arranged.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Schachtreaktor, zumindest im Bereich des Kohlebettes, mit einer Mantelbeheizung ausgestattet ist. Auf diese Weise können Wärmeverluste über die Reaktorwand an die Umgebung vermieden werden. A further advantageous embodiment of the invention is that the shaft reactor, at least in the region of the coal bed, is equipped with a jacket heating. In this way, heat losses over the reactor wall to the environment can be avoided.

Ausführungsbeispiel embodiment

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen und des Ausführungsbeispiels. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Other features, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of the drawings and the embodiment. All described and / or illustrated features alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their combination in the claims or their dependency.

Es zeigt die einzige It shows the only one

1 schematisch einen erfindungsgemäßen Reaktor zur Testung von Kohle Anhand der Zeichnung 1 soll die Erfindung näher erläutert werden. Eine Schüttung 2 aus inertem Material, wie Al2O3, wird von einem gasdurchlässigen Boden 3 gehalten. Auf der Schüttung 2 liegt eine weitere Schüttung 4, die aus einer hinsichtlich ihrer Vergasungseigenschaften zu testenden Kohle besteht und dem Festbett eines großtechnischen Reaktors entsprechen soll. 1 schematically a reactor according to the invention for testing coal With reference to the drawing 1 the invention will be explained in more detail. A pile 2 of inert material, such as Al 2 O 3 , is from a gas-permeable bottom 3 held. On the bed 2 there is another bed 4 consisting of a coal to be tested for its gasification properties and to correspond to the fixed bed of a large-scale reactor.

In den Kopf 1a des Reaktors 1 werden die Gasströme 5, Sauerstoff, 6, Wasserdampf, 7, Kohlendioxid und 8, Kohlenwasserstoff, in den Reaktor gegeben, die durch Partialoxidation erwärmt werden. Zur Zündung der Partialoxidation ist im Reaktorkopf 1a eine, in 1 nicht dargestellte Zündquelle, z.B. eine Zündflamme, ein elektrischer Zünder oder ein Zündkatalysator installiert. In the head 1a of the reactor 1 become the gas streams 5 , Oxygen, 6 , Steam, 7 , Carbon dioxide and 8th , Hydrocarbon, added to the reactor, which are heated by partial oxidation. To ignite the partial oxidation is in the reactor head 1a one, in 1 not shown ignition source, such as a pilot flame, an electric igniter or an ignition catalyst installed.

Um die Zündfähigkeit des im Reaktorkopf 1a erzeugten Gasgemischs zu gewährleisten, kann ein Teil der Gasmengen, die zur Erzeugung der für die Testung der Kohle gewünschten Gaszusammensetzung erforderlich ist, durch Gaseinlässe 6a, 7a und 8a in den Reaktor gegeben werden, die unterhalb der Verbrennungszone 1b der Partialoxidation liegen. Das so erzeugte Prozessgas 9 strömt durch die Schüttung 4 der Kohle und 2 des inerten Materials und verlässt den Reaktor 1 am Boden als Produktgas 10. Die Schüttungen werden dabei im direkten Wärmetausch mit den Prozessgasen aufgeheizt. To the ignitability of the reactor head 1a In order to ensure the gas mixture produced, a portion of the gas quantities required to produce the gas composition desired for testing the coal may be introduced through gas inlets 6a . 7a and 8a be added to the reactor below the combustion zone 1b the partial oxidation are. The process gas thus generated 9 flows through the bed 4 the coal and 2 of the inert material and leaves the reactor 1 on the ground as product gas 10 , The beds are heated in direct heat exchange with the process gases.

Im Bereich der Kohleschüttung 4 ist der Reaktor mit einem Heizmantel 11 ausgestattet. Dieser gestattet es, neben der Aufheizung durch die Prozessgases dem Reaktor zusätzlich Energie zur Aufheizung zuzufügen. In the field of coal bedload 4 is the reactor with a heating jacket 11 fitted. This makes it possible to add heat to the reactor in addition to the heating by the process gases for heating.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Reaktor reactor
1a 1a
Reaktorkopf reactor head
1b 1b
Verbrennungsraum der Partialoxidation Combustion chamber of the partial oxidation
2 2
Schüttung aus inertem Material Fill of inert material
3 3
Gasdurchlässiger Boden Gas permeable soil
4 4
Schüttung aus Kohle Bed of coal
5 5
Sauerstoff oxygen
6 6
Wasserdampf Steam
6a 6a
zweite Einspeisung von Wasserdampf second feed of water vapor
7 7
Kohlendioxid carbon dioxide
7a 7a
zweite Einspeisung von Kohlendioxid second feed of carbon dioxide
8 8th
Kohlenwasserstoff Hydrocarbon
8a 8a
zweite Einspeisung von Kohlenwasserstoff second feed of hydrocarbon
9 9
Prozessgas process gas
10 10
Produktgas product gas
11 11
Heizmantel heating jacket
12 12
Abstand zwischen der ersten und zweiten Zugabestelle der Einsatzgase Distance between the first and second addition point of the feed gases
13 13
Durchmesser des Reaktors Diameter of the reactor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Edition, Vol. 15, Gas Production [0003] Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, Vol. 15, Gas Production [0003]
  • Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Edition, Vol. 15, Gas Production, Chapter 3.2 [0007] Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, Vol. 15, Gas Production, Chapter 3.2 [0007]

Claims (10)

Verfahren zum Aufheizen und Vergasen eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs, wobei der Brennstoff in einem Schachtreaktor als ruhendes Festbett körniger oder stückiger Partikel angeordnet wird, das auf einer Schüttung aus inertem Material ruht, das wiederum von einem gasdurchlässigen Boden gehalten wird und wobei Einsatzgase in den Schachtreaktor eingeleitet und exotherm zu einem Prozessgas umgesetzt werden, wobei das Prozessgas erwärmt wird und wobei das Prozessgas den Reaktor von oben nach unten durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Prozessgases durch Partialoxidation der in den Einsatzgasen enthaltenen Kohlenwasserstoffe oder Wasserstoff erfolgt. A method for heating and gasifying a carbonaceous fuel, wherein the fuel is placed in a shaft reactor as a stationary fixed bed granular or lumpy particles resting on a bed of inert material, which in turn is held by a gas-permeable bottom and wherein feed gases introduced into the shaft reactor and be converted exothermic to a process gas, wherein the process gas is heated and wherein the process gas flows through the reactor from top to bottom, characterized in that the heating of the process gas by partial oxidation of the hydrocarbons contained in the feed gases or hydrogen takes place. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Einsatzgasen um O2, CO, CO2, H2O, Kohlenwasserstoff, H2 und/oder N2 handelt. A method according to claim 1, characterized in that it is the feed gases to O 2 , CO, CO 2 , H 2 O, hydrocarbon, H 2 and / or N 2 . Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzgase an mindestens zwei unterschiedlichen Stellen entlang der Längsachse des Schachtreaktors zugegeben werden. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the feed gases are added at at least two different locations along the longitudinal axis of the shaft reactor. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Stelle der Gaszugabe in den Schachtreaktor am höchsten Punkt des Reaktors befindet und eine zweite Stelle sich in einem Abstand unterhalt der ersten befindet, der zahlenmäßig mindestens dem doppelten Durchmesser des Reaktors entspricht, wobei der Durchmesser des Reaktors 100 bis 200 mm beträgt und wobei der Durchmesser des Reaktors über die gesamte Höhe des Reaktors im Wesentlichen konstant ist. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the first point of gas addition to the reactor is at the highest point of the reactor and a second point is at a distance below the first, which is at least twice the diameter of the reactor the diameter of the reactor is 100 to 200 mm and the diameter of the reactor is substantially constant over the entire height of the reactor. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas durch oberhalb des Festbetts angeordnetes Katalysatorbett geleitet wird, bevor es das Festbett durchströmt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the process gas is passed through above the fixed bed arranged catalyst bed before it flows through the fixed bed. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem inerten Material um Granulat aus Al2O3 handelt. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the inert material is granules of Al 2 O 3 . Schachtreaktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Reaktorbehälter, einen im Reaktorbehälter angeordneten gasdurchlässigen Boden, eine auf dem gasdurchlässigen Boden angeordnete Schüttung aus inertem Material, ein auf der Schüttung aus inertem Material angeordnetes Festbett körniger oder stückiger Brennstoffe, Einlässe zum Einleiten der Einsatzgase, mindestens einen Bereich innerhalb des Reaktorbehälters zum exothermen Umsetzen der Einsatzgase zum Prozessgas, mindestens einen Auslass zum Ausleiten des das Brennstoffbett verlassenden Prozessgases.  A shaft reactor for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a reactor vessel, a gas-permeable bottom arranged in the reactor vessel, a bed of inert material disposed on the gas-permeable bottom, a fixed bed of granular or particulate fuels arranged on the bed of inert material, inlets for introduction the feed gases, at least one region within the reactor vessel for the exothermic reaction of the feed gases to the process gas, at least one outlet for discharging the process gas leaving the fuel bed. Schachtreaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlässe zum Einleiten der Einsatzgase an mindestens zwei unterschiedlichen Stellen entlang der Längsachse des Schachtreaktors angeordnet sind. Shaft reactor according to claim 7, characterized in that the inlets for introducing the feed gases are arranged at at least two different locations along the longitudinal axis of the shaft reactor. Schachtreaktor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Stelle der Gaszugabe in den Schachtreaktor am höchsten Punkt des Reaktors befindet und eine zweite Stelle sich in einem Abstand unterhalt der ersten befindet, der zahlenmäßig mindestens dem doppelten Durchmesser des Reaktors entspricht, wobei der Durchmesser des Reaktors 100 bis 200 mm beträgt und wobei der Durchmesser des Reaktors über die gesamte Höhe des Reaktors im Wesentlichen konstant ist. Shaft reactor according to claim 7 or 8, characterized in that the first point of the gas addition is in the shaft reactor at the highest point of the reactor and a second location is at a distance keep the first, which corresponds in number to at least twice the diameter of the reactor, wherein the diameter of the reactor is 100 to 200 mm and the diameter of the reactor is substantially constant over the entire height of the reactor. Schachtreaktor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schachtreaktor, zumindest im Bereich des Brennstoffbettes, mit einer Mantelbeheizung ausgestattet ist. Shaft reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft reactor, at least in the region of the fuel bed, is equipped with a jacket heating.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700033911A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-18 Antonio Messineo MULTI-LAYER SELF-CATALYTIC MICRO-GASIFIER FOR BIOMASS GASIFICATION.

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110982556B (en) * 2019-12-26 2021-06-01 南京幸庄科技创新产业园管理有限公司 A equipment for hydrogen production

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709225C1 (en) * 1987-03-20 1988-06-16 Metallgesellschaft Ag Method for starting the gasification of solid fuels in a fixed bed
EP0303851A2 (en) * 1987-08-14 1989-02-22 Rheinbraun Aktiengesellschaft Process for starting-up a gasifier
DD285989B5 (en) * 1989-07-24 1994-04-14 Lausitzer Braunkohle Ag Procedure for commissioning gasification reactors
US20130037750A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 Kellogg Brown & Root Llc Systems And Methods For Starting Up A Gasifier

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4583992A (en) * 1984-12-04 1986-04-22 Buck Rogers Mfg. Co., Inc. Biomass gasifier and charcoal producer
GB2259521A (en) * 1991-09-12 1993-03-17 Us Energy Moving bed coal gasifier
EP1373440A2 (en) * 2000-12-08 2004-01-02 Foretop Corporation Process and gas generator for generating fuel gas
US7452392B2 (en) * 2003-11-29 2008-11-18 Nick Peter A Process for pyrolytic heat recovery enhanced with gasification of organic material
FI123665B (en) * 2012-02-20 2013-09-13 Raute Oyj A method for optimizing the operation of a gas generator and a gas generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709225C1 (en) * 1987-03-20 1988-06-16 Metallgesellschaft Ag Method for starting the gasification of solid fuels in a fixed bed
EP0303851A2 (en) * 1987-08-14 1989-02-22 Rheinbraun Aktiengesellschaft Process for starting-up a gasifier
DD285989B5 (en) * 1989-07-24 1994-04-14 Lausitzer Braunkohle Ag Procedure for commissioning gasification reactors
US20130037750A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 Kellogg Brown & Root Llc Systems And Methods For Starting Up A Gasifier

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Edition, Vol. 15, Gas Production
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Edition, Vol. 15, Gas Production, Chapter 3.2

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700033911A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-18 Antonio Messineo MULTI-LAYER SELF-CATALYTIC MICRO-GASIFIER FOR BIOMASS GASIFICATION.

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