DE10224018B4 - Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances - Google Patents

Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances Download PDF

Info

Publication number
DE10224018B4
DE10224018B4 DE10224018.3A DE10224018A DE10224018B4 DE 10224018 B4 DE10224018 B4 DE 10224018B4 DE 10224018 A DE10224018 A DE 10224018A DE 10224018 B4 DE10224018 B4 DE 10224018B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactor
organic substances
pyrolysis
bioenergy
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10224018.3A
Other languages
German (de)
Other versions
DE10224018A1 (en
Inventor
Prof. Dr. Hebecker Dietrich
Dr. Bendix Dietmar
Dr. Martin Harald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MARTIN, HARALD, DR., 06567 BAD FRANKENHAUSEN, DE
Original Assignee
Bioenergy Systems N.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bioenergy Systems N.V. filed Critical Bioenergy Systems N.V.
Priority to DE10224018.3A priority Critical patent/DE10224018B4/en
Publication of DE10224018A1 publication Critical patent/DE10224018A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10224018B4 publication Critical patent/DE10224018B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/463Gasification of granular or pulverulent flues in suspension in stationary fluidised beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B1/00Retorts
    • C10B1/02Stationary retorts
    • C10B1/08Inclined retorts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28Other processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60Processes
    • C10J3/64Processes with decomposition of the distillation products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15Details of feeding means
    • C10J2200/158Screws
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903Feed preparation
    • C10J2300/0909Drying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0956Air or oxygen enriched air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0973Water
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur energetischen Verwertung von Bioenergieträgern und anderen organischen Stoffen, bestehend aus einem Reaktor, der indirekt beheizbar ausgebildet ist und an einem Ende einen Einlauf für die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe aufweist, und der Reaktor mit einer Transporteinrichtung versehen ist, die im wesentlichen über seine gesamte Länge im Inneren den Transport der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe realisiert, und der Reaktor mindestens eine solche Länge aufweist, dass im Inneren vom Einlauf in Transportrichtung gesehen mindestens zuerst eine Trocknung und nachfolgend eine Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe im wesentlichen vollständig realisiert ist, und dass ein weiterer Reaktor vorhanden ist, der nach unten verjüngend ausgebildet ist und mindestens im Bereich seines kleinsten Querschnittes eine Zuführung für Gase und/oder Gasgemische und/oder Wasserdampf aufweist, und der Reaktor im Bereich der im wesentlichen abgeschlossenen Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe eine Öffnung mit einer schachtartigen Führung in Richtung des unteren verjüngenden Teiles des weiteren Reaktors aufweist, die den Transport mindestens der Pyrolyseprodukte in den verjüngenden Teil des weiteren Reaktors realisiert, und wobei der weitere Reaktor mindestens eine im oberen Teil befindliche Auslassöffnung für im wesentlichen gasförmige Produkte aufweist, die mit Vorrichtungen zur energetischen Verwertung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens ein Teil des Reaktors sich im Inneren eines weiteren Reaktors befindet und, – der weitere Reaktor oberhalb des Bereiches des Austrittes der Pyrolyseprodukte im verjüngenden Bereich ein kanalartiges Einbauteil aufweist, das eine Querschnittsbegrenzung und Zwangsführung der sich nach oben bewegenden ganz oder teilweise umgesetzten Pryolyseprodukte mit den im verjüngenden Teil eingetretenen Gasen und/oder Wasserdampf in den Bereich der Wandung des weiteren Reaktors realisiert.Apparatus for the energetic utilization of bioenergy carriers and other organic substances, consisting of a reactor which is designed to be heated indirectly and at one end has an inlet for the bioenergy carriers and other organic substances, and the reactor is provided with a transport device which is substantially above its The entire length inside the transport of bioenergy carriers and other organic substances realized, and the reactor has at least such a length that seen from the inlet in the transport direction at least first drying and subsequent pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances is substantially fully realized , And that another reactor is present, which is tapered down and at least in the region of its smallest cross-section, a supply of gases and / or gas mixtures and / or water vapor, and the reactor in the region of substantially union concluded pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances having an opening with a shaft-like guide in the direction of the lower tapered portion of the other reactor, which realizes the transport of at least the pyrolysis in the tapered portion of the other reactor, and wherein the further reactor at least one in the upper Having part located outlet opening for substantially gaseous products, which is associated with devices for energy recovery, characterized in that - at least a part of the reactor is located inside another reactor, and - the other reactor above the range of the exit of the pyrolysis in the a tapered portion has a channel-like built-in part, which is a cross-sectional limitation and forced guidance of upwardly moving wholly or partially reacted Pryolyseprodukte with the rejuvenating part of the gases and / or water vapor in the Realized area of the wall of the other reactor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Energiegewinnung und des Maschinenbaus und betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Energiegewinnung aus Bioenergieträgern und anderen organischen Stoffen, wie sie beispielsweise zur Erzeugung von Wärme und Elektroenergie eingesetzt werden können.The invention relates to the fields of power generation and mechanical engineering and relates to an apparatus and methods for generating energy from bioenergy sources and other organic substances, such as can be used for example for the production of heat and electric energy.

Bekannt sind bereits verschiedene Verfahren zur Vergasung und Verbrennung von organischen Stoffen, sogenannten Bioenergieträgern, deren Energien thermisch, chemisch oder elektrisch genutzt werden.There are already known various methods for the gasification and combustion of organic substances, so-called bioenergy carriers whose energies are used thermally, chemically or electrically.

Von I. Obernberger (VDI Schriftenreihe 2000 „Regenerative Energien in Ungarn und in Deutschland”, Verlag GmbH (Hrsg.) Düsseldorf, Deutschland pp. 59–101) sind im Überblick die derzeit bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur thermischen Nutzung fester biogener Brennstoffe zur Wärme- und Stromerzeugung aufgeführt. Neben den bekannten Technologien der Verbrennung sind auch moderne Technologien der Festbettvergasung und der Wirbelschichtvergasung mit nachgeschalteten Gasmotoren oder Gasturbinen bekannt.I. Obernberger (VDI Series 2000 "Renewable Energies in Hungary and Germany", Verlag GmbH (ed.) Dusseldorf, Germany pp. 59-101) are an overview of the currently known methods and devices for the thermal utilization of solid biogenic fuels to heat - and power generation listed. In addition to the known technologies of combustion, modern technologies of fixed bed gasification and fluidized bed gasification with downstream gas engines or gas turbines are also known.

In einem Festbettvergaser ist der Brennstoff in einer Schüttschicht dem Vergasungsmittel ausgesetzt. Die einzelnen Brennstoffstücke bewegen sich in dieser Schüttschicht vom Beschickungsort über verschiedene Zonen der Brennstoffschüttung zum Austragungsort der Asche. Je nach Stoffflussrichtung werden Gegenstrom- oder Gleichstrom- oder Querstromvergaser, Doppelfeuerungsvergaser oder Zweistufenvergaser unterschieden.In a fixed-bed gasifier, the fuel is exposed to the gasification agent in a packed bed. The individual pieces of fuel move in this layer of bulk material from the point of loading over different zones of the fuel bed to the place of the ashes. Depending on the material flow direction, a distinction is made between countercurrent or DC or cross-flow gasifiers, double-fired gasifiers or two-stage gasifiers.

Bei der Wirbelschichtvergasung werden die stationäre und die zirkulierende Wirbelschichtvergasung unterschieden. In einen Wirbelschichtvergaser wird der zu vergasende feinkörnige Brennstoff (Kantenlänge soll kleiner 30 mm betragen) von unten durch einen Anströmboden vom Oxidationsmittel durchströmt. Nach Überschreiten der maximalen Fluidisierungsgeschwindigkeit des Gases bildet sich eine Wirbelschicht mit definierter Oberfläche aus. Dieser Wirbelzustand wird als stationäre Wirbelschicht bezeichnet. Oberhalb des Wirbelbettes ist eine heiße Reaktionszone vorhanden, die vom aus dem Wirbelbett freigesetzten Gasen durchströmt wird und in der das Gas weiter reagieren kann. Wird die Gasgeschwindigkeit weiter erhöht, expandiert die Wirbelschicht, bis der Feststoff nahezu gleichmäßig über die Reaktorhöhe verteilt ist. Das von Produktgas mitgerissene Brennmaterial wird in einem nachgeschalteten Heißzyklon vom Produktgas getrennt und in den Reaktor zurückgeführt. Diese Technologie wird als zirkulierende Wirbelschicht bezeichnet.In fluidized bed gasification, a distinction is made between stationary and circulating fluidized bed gasification. In a fluidized bed gasifier, the fine-grained fuel to be gasified (edge length should be less than 30 mm) flows through from below through a distributor plate of the oxidizing agent. After exceeding the maximum fluidization velocity of the gas, a fluidized bed with a defined surface is formed. This fluidized state is called a stationary fluidized bed. Above the fluidized bed there is a hot reaction zone through which the gases released from the fluidized bed pass and in which the gas can continue to react. As the gas velocity further increases, the fluidized bed expands until the solids are nearly evenly distributed throughout the reactor height. The fuel gas entrained by product gas is separated from the product gas in a downstream hot cyclone and returned to the reactor. This technology is called a circulating fluidized bed.

Die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Wirbelschichtvergasung liegen in einem relativ hohen technischen Aufwand und einem geringen Kaltgaswirkungsgrad. Weiterhin ist die Aufrechterhaltung einer stabilen Wirbelschicht nach wie vor schwierig.The disadvantages of the known methods and apparatus for fluidized bed gasification are a relatively high technical complexity and a low cold gas efficiency. Furthermore, the maintenance of a stable fluidized bed is still difficult.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Energiegewinnung aus Bioenergieträgern und anderen organischen Stoffen, die stabil arbeitet und einen höheren Kaltgaswirkungsgrad als bisher bekannte Vergasungsverfahren aufweist.The object of the invention is to provide a device and a method for generating energy from bioenergy carriers and other organic substances that works stably and has a higher cold gas efficiency than previously known gasification processes.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by the invention specified in the claims. Further developments are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur energetischen Verwertung von Bioenergieträgern und anderen organischen Stoffen, besteht aus einem Reaktor, der indirekt beheizbar ausgebildet ist und an einem Ende einen Einlauf für die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe aufweist, und der Reaktor mit einer Transporteinrichtung versehen ist, die im wesentlichen über seine gesamte Länge im Inneren den Transport der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe realisiert, und der Reaktor mindestens eine solche Länge aufweist, dass im Inneren vom Einlauf in Transportrichtung gesehen mindestens zuerst eine Trocknung und nachfolgend eine Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe im wesentlichen vollständig realisiert ist, und dass ein weiterer Reaktor vorhanden ist, der nach unten verjüngend ausgebildet ist und mindestens im Bereich seines kleinsten Querschnittes eine Zuführung für Gase und/oder Gasgemische und/oder Wasserdampf aufweist, und der Reaktor im Bereich der im wesentlichen abgeschlossenen Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe eine Öffnung mit einer schachtartigen Führung in Richtung des unteren verjüngenden Teiles des weiteren Reaktors aufweist, die den Transport mindestens der Pyrolyseprodukte in den verjüngenden Teil des weiteren Reaktors realisiert, und wobei der weitere Reaktor mindestens eine im oberen Teil befindliche Auslassöffnung für im wesentlichen gasförmige Produkte aufweist, die mit Vorrichtungen zur energetischen Verwertung verbunden ist, und erfindungsgemäß

  • – mindestens ein Teil des Reaktors sich im Inneren eines weiteren Reaktors befindet und,
  • – der weitere Reaktor oberhalb des Bereiches des Austrittes der Pyrolyseprodukte im verjüngenden Bereich ein kanalartiges Einbauteil aufweist, das eine Querschnittsbegrenzung und Zwangsführung der sich nach oben bewegenden ganz oder teilweise umgesetzten Pyrolyseprodukte mit den im verjüngenden Teil eingetretenen Gasen und/oder Wasserdampf in den Bereich der Wandung des weiteren Reaktors realisiert.
The inventive device for the energetic utilization of bioenergy carriers and other organic substances, consists of a reactor which is formed indirectly heated and having at one end an inlet for the bioenergy carriers and other organic substances, and the reactor is provided with a transport device which substantially The transport of the bioenergy carriers and other organic substances is realized over its entire length in the interior, and the reactor has at least such a length that at least first drying and subsequently pyrolysis of the bioenergy carriers and other organic substances essentially completely takes place inside the inlet in the transport direction is realized, and that a further reactor is present, which is tapered down and at least in the region of its smallest cross-section has a supply for gases and / or gas mixtures and / or steam, and the reactor in the Area of substantially completed pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances having an opening with a shaft-like guide towards the lower tapered part of the other reactor, which realizes the transport of at least the pyrolysis products in the tapered part of the other reactor, and wherein the further reactor at least having an outlet opening in the upper part for substantially gaseous products, which is connected to devices for energy recovery, and according to the invention
  • At least part of the reactor is located inside another reactor and
  • - The further reactor above the region of the outlet of the pyrolysis in the tapered region has a channel-like built-in part, which is a cross-sectional limitation and forced guidance of the upwardly moving wholly or partially reacted pyrolysis with the occurred in the tapered part gases and / or water vapor in the region of the wall the other reactor realized.

Vorteilhafterweise ist der Reaktor zur Trocknung und Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe rohrförmig, mit rundem, ovalem, quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Advantageously, the reactor for drying and pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances is tubular, with a round, oval, square or rectangular cross section.

Ebenfalls vorteilhafterweise ist der Reaktor zur Trocknung und Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe geneigt angeordnet, wobei die Neigung zwischen 10 und 40° betragen kann.Also advantageously, the reactor is arranged inclined for drying and pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances, wherein the inclination may be between 10 and 40 °.

Auch vorteilhafterweise enthält der Reaktor zur Trocknung und Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe im Inneren ein Schneckenförderer.Also advantageously, the reactor for drying and pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances inside a screw conveyor.

Weiterhin vorteilhafterweise liegt der weitere Reaktor mit einem zylinderförmigen, rechteckigen, quadratischen oder ovalen Querschnitt vor und im Inneren ist ein Hohlraum ausgebildet.Furthermore advantageously, the further reactor is in the form of a cylindrical, rectangular, square or oval cross section and a cavity is formed in the interior.

Es ist von Vorteil, dass der weitere Reaktor als stehender hohlzylinderförmiger Reaktor ausgebildet ist.It is advantageous that the further reactor is designed as a stationary hollow-cylindrical reactor.

Auch von Vorteil ist es, dass der verjüngende Teil kreiskegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist.It is also of advantage that the tapering part is designed as a circular frustum or truncated pyramid.

Weiterhin von Vorteil ist es, dass die schachtartige Zuführung rohrförmig, mit rundem, ovalem, quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist.It is also advantageous that the shaft-like feed is tubular, with a round, oval, square or rectangular cross-section.

Ebenfalls ist es von Vorteil, dass die Öffnung im Reaktor zur Trocknung und Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe klein ist gegenüber dem Durchmesser des Reaktors.It is also advantageous that the opening in the reactor for drying and pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances is small compared to the diameter of the reactor.

Und auch von Vorteil ist es, dass das kanalartige Einbauteil mit einem quadratischen oder rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt ausgeführt ist.And it is also advantageous that the channel-like built-in part is designed with a square or rectangular or trapezoidal cross-section.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht, darin, dass das Innere der Reaktoren mit Schamottmaterialien aufgekleidet ist.A further advantageous embodiment of the device according to the invention consists in that the interior of the reactors is lined with fireclay materials.

Und auch eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die schachtartige Zuführung und das kanalartige Einbauteil aus hochtemperaturbeständiger Keramik oder Edelstahl bestehen.And an advantageous embodiment of the device according to the invention is that the shaft-like feed and the channel-like built-in made of high temperature resistant ceramic or stainless steel.

Und auch vorteilhafterweise ist im oberen Teil des weiteren Reaktors eine Vorrichtung zur Staubabscheidung und zur Abführung des Staubes vorhanden.And also advantageously, in the upper part of the other reactor, a device for dust separation and removal of dust is present.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur energetischen Verwertung von Bioenergieträgern und anderen organischen Stoffen werden die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe über den Einlauf in den Reaktor eingebracht und mit der Fördereinrichtung im Inneren transportiert, wobei im dem Einlauf räumlich nachfolgenden Teil des Reaktors die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe zuerst getrocknet und anschließend im Wesentlichen pyrolysiert werden, und die gasförmigen und festen Pyrolyseprodukte sowie Reststoffe über die Öffnung im Reaktor und die schachtartige Zuführung in den verjüngenden Teil des weiteren Reaktors bis unterhalb des kanalartigen Einbauteiles geleitet werden und dort mit den eingeleiteten Gasen und/oder Gasgemischen und/oder Wasserdampf vermischt und verwirbelt und ganz oder teilweise verbrannt, vergast und gecrackt werden, danach in den oberen Teil eintreten und eine weitere Umsetzung durchgeführt werden kann, und die entstandenen gasförmigen Produkte einer Anlage zur energetischen Verwertung zugeführt werden, wobei erfindungsgemäß

  • – mindestens der Bereich des Reaktors, in dem die Pyrolyse stattfindet, durch die indirekte Beheizung des weiteren Reaktors aufgeheizt wird, und
  • – die Gase und/oder Gasgemische mit den gasförmigen und festen Pyrolyseprodukten im weiteren Reaktor eine solche Strömungsgeschwindigkeit aufweisen, dass sie ein Ablagern der Feststoffe verhindern und die Reaktionsprodukte mit der nach oben gerichteten Gasströmung transportiert werden, wobei die Gasströmung durch das kanalartige Einbauteil begrenzt und zwangsweise in Richtung der Reaktorwandung geführt wird.
In the method according to the invention for the energetic utilization of bioenergy carriers and other organic substances, the bioenergy carriers and other organic substances are introduced via the inlet into the reactor and transported with the conveyor inside, wherein in the inlet spatially subsequent part of the reactor, the bioenergy carriers and other organic substances first dried and then substantially pyrolyzed, and the gaseous and solid pyrolysis products and residues are passed through the opening in the reactor and the shaft-like feed in the tapered part of the other reactor to below the channel-like built-in part and there with the introduced gases and / or gas mixtures and / or steam mixed and fluidized and wholly or partially burned, gasified and cracked, then enter the upper part and a further reaction can be carried out, and the resulting gaseous n products of a plant for energy recovery, according to the invention
  • - At least the region of the reactor in which the pyrolysis takes place, is heated by the indirect heating of the other reactor, and
  • - The gases and / or gas mixtures with the gaseous and solid pyrolysis products in the other reactor have such a flow rate that they prevent deposition of the solids and the reaction products are transported with the upward gas flow, the gas flow through the channel-like built-in limited and forcibly is guided in the direction of the reactor wall.

Vorteilhafterweise werden die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe in Form von feinem bis mittelstückigem Gut (Kantenlängen bis 50 mm) eingesetzt.Advantageously, the bioenergy carriers and other organic substances are used in the form of fine to mittelstückigem Good (edge lengths up to 50 mm).

Auch vorteilhafterweise werden als Bioenergieträger und anderen organische Stoffe, Holz, Stroh, nachwachsende Rohstoffe und landwirtschaftliche Reststoffe eingesetzt.Also advantageously be used as bioenergy sources and other organic materials, wood, straw, renewable resources and agricultural residues.

Ebenfalls vorteilhafterweise wird die Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe im letzten Drittel des Reaktors realisiert.Also advantageously, the pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances in the last third of the reactor is realized.

Und auch vorteilhafterweise wird der Energieeintrag zur Pyrolyse über die indirekte Beheizung teilweise durch die Verbrennung und Vergasung der Produkte in dem weiteren Reaktor realisiert.And also advantageously, the energy input for pyrolysis on the indirect heating is partially realized by the combustion and gasification of the products in the other reactor.

Es ist auch von Vorteil, dass durch die Zwangsführung im unteren Teil des weiteren Reaktors durch das kanalartige Einbauteil eine Verwirbelung der Pyrolyseprodukte mit dem Gas- und/oder Gasgemisch- und/oder Wasserdampfstrom realisiert wird.It is also advantageous that through the forced guidance in the lower part of the further reactor through the channel-like built-in part, a turbulence of the pyrolysis products with the gas and / or gas mixture and / or steam flow is realized.

Auch von Vorteil ist es, dass vorgewärmte Luft oder Wasserdampf in den weiteren Reaktor eingeleitet wird. It is also advantageous that preheated air or steam is introduced into the further reactor.

Ebenfalls von Vorteil ist es, dass das Gas und/oder das Gasgemisch und/oder der Wasserdampf unter einem Druck bis 3,0 MPa eingeleitet werden.It is likewise advantageous that the gas and / or the gas mixture and / or the steam are introduced under a pressure of up to 3.0 MPa.

Auch vorteilhafterweise wird eine nach oben gerichtete Gas-, Gasgemisch- und/oder Wasserdampf-Strömung im weiteren Reaktor realisiert, die durch Absaugen der gasförmigen Reaktionsprodukte und des eingeleiteten Gases, Gasgemisches und/oder Wasserdampfes realisiert werden kann.Also advantageously, an upward gas, gas mixture and / or water vapor flow is realized in another reactor, which can be realized by suction of the gaseous reaction products and the introduced gas, gas mixture and / or water vapor.

Durch die Erfindung können organische Stoffe nahezu vollständig umgesetzt und vorteilhafterweise Kleinvergaser bis 800 kW Leistung realisiert werden.By means of the invention, organic substances can be almost completely converted and, advantageously, small carburetors up to 800 kW of power can be realized.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Trocknung und Pyrolyse der eingesetzten Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe bei Temperaturen von 500–600°C im Reaktor und die Verbrennung, Vergasung und das Cracken der Pyrolyseprodukte und Reststoffe bei Temperaturen bis 1200°C im weiteren Reaktor.The inventive method includes the drying and pyrolysis of the bioenergy carriers and other organic substances used at temperatures of 500-600 ° C in the reactor and the combustion, gasification and cracking of pyrolysis and residues at temperatures up to 1200 ° C in another reactor.

Die Trocknung der organischen Stoffe im Trocknungsbereich des Reaktors erfolgt durch ein umlaufendes Trocknungsmittel, vorzugsweise ein Luft-Wasserdampf-Gemisch im Bereich von 200°C. Die so getrockneten und durch die Fördereinrichtung weitergeleiteten Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe werden dann im Pyrolyseabschnitt des Reaktors bei Temperaturen zwischen 500–600°C in Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff, Wasserdampf, flüchtige, lang- und kurzkettige Kohlenwasserstoffe und Kohle und Pyrolysekoks im wesentlichen vollständig umgesetzt. Die vollständige Umsetzung kann durch die Fördergeschwindigkeit gesteuert werden. Dies kann in Abhängigkeit der konkret eingesetzten Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe und den konkreten Abmessungen der Vorrichtung optimiert werden. Die gasförmigen und fasten Produkte der Pyrolysestufe und auch mögliche nicht pyrolysierte Stoffe werden dann durch die Öffnung im Reaktor und durch die schachtartige Führung in den unteren verjüngten Teil des weiteren Reaktors geleitet. Bei stehender Anordnung des weiteren Reaktors und direkt nach unten gerichteter Führung fallen die Produkte in den verjüngten Teil des weiteren Reaktors. Gleichzeitig mit diesen Produkten wird von unten kommend eine Gasströmung nach oben in den weiteren Reaktor realisiert. Dazu wird Gas oder ein Gasgemisch und/oder Wasserdampf von unten in den weiteren Reaktor geleitet. Dies kann einerseits unter Druck erfolgen oder durch eine Absaugung im oberen Bereich des weiteren Reaktors realisiert werden. Dabei wird mindestens eine solche Strömungsgeschwindigkeit realisiert, die ein Ablagern der festen Bestandteile im verjüngten Teil des weiteren Reaktors verhindert. Dies kann auch durch eine entsprechende Anordnung von mehr als einem Eintritt für das Gas oder Gasgemisch und/oder Wasserdampf unterstützt werden. Beim Aufeinandertreffen von Gas/Gasgemisch/Wasserdampf und den von oben kommenden festen und gasförmigen Pyrolyseprodukten und möglicherweise Reststoffen, werden die festen Teile mit dem Gas/Gasgemisch/Wasserdampf-Strom mitgerissen. Die gasförmigen Bestandteile vermischen sich. Dieser beladene Gas/Gasgemisch/Wasserdampf-Strom wird nach oben gegen ein kanalartiges Einbauteil geleitet und dort umgelenkt, wobei ein Teil dieses Stromes in den darunter liegenden Raum zurückgeleitet wird und dort zirkuliert und ein Teil durch die Öffnungen zwischen kanalartigem Einbauteil und Reaktorwandung nach oben austritt. In diesem unteren Bereich findet im Wesentlichen die vollständige Umsetzung der festen und gasförmigen Produkte bei Temperaturen bis 1300°C statt. Bei Vorhandensein von Sauerstoff werden feste Bestandteile verbrannt, im Wesentlichen findet jedoch eine Vergasung der festen Bestandteile statt. Die gasförmigen langen Kohlenwasserstoffen werden gecrackt. In Abhängigkeit von dem Durchsatz gelangen nach entsprechenden Zeiten die ganz oder im wesentlichen ganz umgesetzten Produkte in im wesentlichen gasförmigem Zustand in den oberen Teil des weiteren Reaktors, wo sie die indirekte Beheizung des Reaktors mindestens in einem Teil des Pyrolyseabschnittes realisieren. Die möglicherweise noch nicht vollständig stattgefundene Umsetzung von festen Bestandteilen kann im oberen Teil noch realisiert werden. Endprodukt dieses Verfahrens ist ein möglichst teerarmes Rohgas mit den Hauptenergieträgern Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid. Noch vorhandene feste Bestandteil können beispielsweise über eine Staubabscheidung ausgetragen werden. Das entstandene Rohgas wird aus dem weiteren Reaktor abgeleitet oder abgesaugt und beispielsweise einer regenerativen Abkühlung und einer Reinigung unterzogen und dann einer Nachverbrennung und/oder motorischen Verbrennung zur Energiegewinnung zur Verfügung gestellt. Die regenerative Abkühlung des Rohgases aus dem Prozess kann zur Erwärmung des in den Prozess eingeleiteten Gases oder Gasgemisches dienen.The drying of the organic substances in the drying region of the reactor is carried out by a circulating desiccant, preferably an air-water vapor mixture in the range of 200 ° C. The thus dried and forwarded by the conveyor bioenergy carriers and other organic substances are then in the pyrolysis section of the reactor at temperatures between 500-600 ° C in carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, water vapor, volatile, long and short chain hydrocarbons and coal and pyrolysis essentially complete implemented. The complete conversion can be controlled by the conveying speed. This can be optimized depending on the specific bioenergy carriers used and other organic substances and the specific dimensions of the device. The gaseous and fast products of the pyrolysis stage and also possible non-pyrolyzed substances are then passed through the opening in the reactor and through the shaft-like guide in the lower tapered part of the other reactor. With the arrangement of the further reactor in the upright position and the guide directed downwards, the products fall into the tapered part of the further reactor. Simultaneously with these products, a gas flow from the bottom is realized upwards into the further reactor. For this purpose, gas or a gas mixture and / or steam is passed from below into the other reactor. On the one hand, this can be done under pressure or can be realized by suction in the upper region of the further reactor. In this case, at least one such flow rate is realized, which prevents deposition of the solid components in the tapered part of the other reactor. This can also be assisted by a corresponding arrangement of more than one inlet for the gas or gas mixture and / or water vapor. When gas / gas mixture / water vapor and the solid and gaseous pyrolysis products coming from above and possibly residues, the solid parts are entrained with the gas / gas mixture / steam stream. The gaseous components mix. This loaded gas / gas mixture / steam stream is directed upwards against a duct-like built-in part and deflected there, wherein a portion of this stream is returned to the underlying space and circulated there and part exits through the openings between the channel-like component and the reactor wall upwards , In this lower area essentially the complete conversion of solid and gaseous products takes place at temperatures up to 1300 ° C. In the presence of oxygen, solid components are burned, but essentially gasification of the solid components takes place. The gaseous long hydrocarbons are cracked. Depending on the flow rate, the products which are completely or substantially completely reacted reach the upper part of the further reactor after substantially all the times in a substantially gaseous state, where they realize the indirect heating of the reactor at least in part of the pyrolysis section. The implementation of solid components, which may not yet have taken place completely, can still be realized in the upper part. The end product of this process is a tarry crude gas as possible with the main energy sources hydrogen, methane and carbon monoxide. Still existing solid component can be discharged, for example via a dust deposit. The resulting crude gas is discharged or sucked from the other reactor and subjected, for example, a regenerative cooling and purification and then provided an afterburner and / or engine combustion for energy. The regenerative cooling of the raw gas from the process can be used to heat the gas or gas mixture introduced into the process.

Bezüglich der Vorrichtung hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Reaktor geneigt anzuordnen, wobei dabei im unteren Teil der Einlauf realisiert ist. Eine Förderschnecke ragt in den Reaktor hinein und realisiert den Transport der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe über die gesamte Länge des Reaktors. Dabei ist die Förderschnecke an die vorhandenen Temperaturen angepasst und bestimmt durch ihre Geschwindigkeit die Verweilzeit der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe im Reaktor. Vorteilhafterweise ist die Förderschnecke oben in einem heißgehenden Lager verlagert, das einen Längenausgleich zulässt.With regard to the device has proved to be advantageous to arrange the reactor inclined, wherein in the lower part of the inlet is realized. A screw conveyor protrudes into the reactor and realizes the transport of the bioenergy carriers and other organic substances over the entire length of the reactor. The auger is adapted to the existing temperatures and determined by their speed, the residence time of bioenergy carriers and other organic substances in the reactor. Advantageously, the screw conveyor is shifted up in a hot running bearing, which allows a length compensation.

Im Weiteren wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.Furthermore, the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Als Reaktor wird ein Schneckenförderer von 2,5 m Länge und 200 mm Durchmesser mit einer innenliegenden Förderwendel mit einer Steigung von 50 mm eingesetzt. Die Neigung des Schneckenförderers beträgt 35°. Der Schneckenförderer ist im unteren Bereich durch einen Stützbock gelagert und mit einem Antrieb versehen. Der Schneckenförderer führt durch den stehend angeordneten hohlzylinderförmigen weiteren Reaktor hindurch, so dass sich im Wesentlichen das letzte Drittel des Schneckenförderers im Innenraum des weiteren Reaktors befindet. Der Durchtritt wird im Wesentlichen im mittleren Bereich des weiteren Reaktors realisiert. Der Schneckenförderer hat am tiefsten Punkt eine Einlassöffnung mit einem Einlasstrichter für die organischen Stoffe. Weiterhin ist im unteren Bereich die Außenwand des Schneckenförderers mit einer Öffnung versehen, durch die das Trockenmedium, ein Wasserdampf-Luft-Gemisch in den Förderraum gelangt. Im Bereich des Abschlusses des Trockenbereiches im Schneckenförderer, ca. nach 1 m tritt das Trockenmedium über eine Auslassöffnung wieder aus.The reactor used is a screw conveyor of 2.5 m length and 200 mm diameter with an internal conveyor spiral with a pitch of 50 mm. The inclination of the screw conveyor is 35 °. The screw conveyor is mounted in the lower area by a support bracket and provided with a drive. The screw conveyor passes through the standing arranged hollow cylindrical further reactor, so that substantially the last third of the screw conveyor is located in the interior of the other reactor. The passage is realized essentially in the central region of the further reactor. The screw conveyor has at the lowest point an inlet opening with an inlet funnel for the organic matter. Furthermore, in the lower region, the outer wall of the screw conveyor is provided with an opening through which the dry medium, a water vapor-air mixture enters the delivery chamber. In the area of completion of the drying area in the screw conveyor, approximately after 1 m, the drying medium emerges again via an outlet opening.

Der Schneckenförderer transportiert 40 kg/h an Holzschnitzeln mit einer durchschnittlichen Kantenlänge von 30 mm.The screw conveyor transports 40 kg / h of wood chips with an average edge length of 30 mm.

Am Ende der Pyrolysestrecke innerhalb des Schneckenförderers ist innerhalb des weiteren Reaktors eine Öffnung von 100 mm Durchmesser im nach unten zeigenden Teil des Schneckenfördergehäuses vorhanden, an das ein Rohr von 1 m Länge angebracht ist. Durch dieses Rohr fallen die festen Pyrolyseprodukte nach unten und treten die gasförmigen Pyrolsyeprodukte ebenfalls nach unten aus. Alle Produkte gelangen so in den unteren Teil des weiteren Reaktors.At the end of the pyrolysis section within the screw conveyor, an opening of 100 mm diameter is present within the further reactor in the downwardly facing part of the screw conveyor housing, to which a pipe of 1 m in length is attached. The solid pyrolysis products fall down through this tube and the gaseous pyrolysis products also exit downwards. All products arrive in the lower part of the other reactor.

Der weitere Reaktor weist eine Höhe von 2,5 m auf und einen inneren Durchmesser von 600 mm. Der untere Teil des weiteren Reaktors ist kreiskegelstumpfförmige ausgeführt und weist im Bereich seines kleinsten Durchmessers von 100 mm die Einlassöffnung für ein Luft/Wasserdampf-Gemisch auf.The further reactor has a height of 2.5 m and an inner diameter of 600 mm. The lower part of the further reactor is designed in the shape of a circular frustum and, in the region of its smallest diameter of 100 mm, has the inlet opening for an air / water vapor mixture.

Sowohl die Förderschnecke als auch der weitere Reaktor sind im Inneren mit Schamotte ausgekleidet.Both the screw conveyor and the other reactor are lined with chamotte inside.

Im Bereich des Übergangs vom kreiskegelstumpfförmigen unteren zum hohlzylinderförmigen oberen Teil des weiteren Reaktors ist ein kanalartiges Einbauteil von trapezförmigem Querschnitt eingebaut. Dieses Einbauteil besteht aus hochfeuerfester Keramik. Durch dieses Einbauteil ist das Rohr aus dem Schneckenförderer geführt, so dass die Pyrolyseprodukte in jedem Fall unterhalb des Einbauteiles in den weiteren Reaktor geleitet werden.In the area of the transition from the circular frustum-shaped lower to the hollow-cylindrical upper part of the further reactor, a channel-like installation part of trapezoidal cross-section is installed. This built-in part is made of high-fire-resistant ceramic. Through this built-in part, the tube is guided out of the screw conveyor, so that the pyrolysis products are in each case passed below the built-in part in the other reactor.

Beim Auftreffen der festen Pyrolyseprodukte Kohle und Koks auf den Luft/Wasserdampf-Strom, der mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 15 m/s nach oben führt, werden die festen Bestandteile zerteilt, teilweise verbrannt, vergast und die gasförmigen Pyrolyseprodukte gecrackt. Beim nach oben Strömen trifft der beladene Strom auf das Einbauteil, wird umgelenkt und verwirbelt. Ein Teil des Stromes zirkuliert und ein anderer Teil tritt durch die Öffnungen zwischen Einbauteil und Reaktorwand in den über dem Einbauteil liegenden Raum. Im Raum unterhalb des Einbauteiles liegt eine Temperatur im Bereich von 1100 bis 1300°C vor. Im Raum über dem Einbauteil kühlt das Gas ab und es werden Temperaturen zwischen 700 und 800°C erreicht. Gleichzeitig wird indirekt der Schneckenförderer im Bereich der Pyrolyse erwärmt.Upon impact of the solid pyrolysis products, coal and coke on the air / steam stream, which leads upwards at a flow rate of 15 m / s, the solid constituents are broken up, partially burned, gasified and the gaseous pyrolysis products cracked. When flowing upward, the loaded stream hits the fitting, is deflected and swirled. One part of the stream circulates and another part passes through the openings between the installation part and the reactor wall into the space above the built-in part. In the space below the built-in part is a temperature in the range of 1100 to 1300 ° C before. In the room above the built-in part, the gas cools down and temperatures between 700 and 800 ° C are reached. At the same time, the screw conveyor is indirectly heated in the pyrolysis area.

Das im oberen Teil des weiteren Reaktors mit einem Ventilator abgesaugte Rohgas wird in einer Menge von 200 m3/h weiterverarbeitet. Dieses Rohgas hat eine Leistung von etwa 150 kW. Die Weiterverarbeitung erfolgt über eine regenerative Abkühlung und Reinigung und anschließende Verbrennung in einem Motor.The extracted in the upper part of the other reactor with a fan raw gas is further processed in an amount of 200 m 3 / h. This raw gas has a capacity of about 150 kW. Further processing takes place via regenerative cooling and cleaning and subsequent combustion in an engine.

Claims (25)

Vorrichtung zur energetischen Verwertung von Bioenergieträgern und anderen organischen Stoffen, bestehend aus einem Reaktor, der indirekt beheizbar ausgebildet ist und an einem Ende einen Einlauf für die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe aufweist, und der Reaktor mit einer Transporteinrichtung versehen ist, die im wesentlichen über seine gesamte Länge im Inneren den Transport der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe realisiert, und der Reaktor mindestens eine solche Länge aufweist, dass im Inneren vom Einlauf in Transportrichtung gesehen mindestens zuerst eine Trocknung und nachfolgend eine Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe im wesentlichen vollständig realisiert ist, und dass ein weiterer Reaktor vorhanden ist, der nach unten verjüngend ausgebildet ist und mindestens im Bereich seines kleinsten Querschnittes eine Zuführung für Gase und/oder Gasgemische und/oder Wasserdampf aufweist, und der Reaktor im Bereich der im wesentlichen abgeschlossenen Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe eine Öffnung mit einer schachtartigen Führung in Richtung des unteren verjüngenden Teiles des weiteren Reaktors aufweist, die den Transport mindestens der Pyrolyseprodukte in den verjüngenden Teil des weiteren Reaktors realisiert, und wobei der weitere Reaktor mindestens eine im oberen Teil befindliche Auslassöffnung für im wesentlichen gasförmige Produkte aufweist, die mit Vorrichtungen zur energetischen Verwertung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens ein Teil des Reaktors sich im Inneren eines weiteren Reaktors befindet und, – der weitere Reaktor oberhalb des Bereiches des Austrittes der Pyrolyseprodukte im verjüngenden Bereich ein kanalartiges Einbauteil aufweist, das eine Querschnittsbegrenzung und Zwangsführung der sich nach oben bewegenden ganz oder teilweise umgesetzten Pryolyseprodukte mit den im verjüngenden Teil eingetretenen Gasen und/oder Wasserdampf in den Bereich der Wandung des weiteren Reaktors realisiert.Apparatus for the energetic utilization of bioenergy carriers and other organic substances, consisting of a reactor which is designed to be heated indirectly and at one end has an inlet for the bioenergy carriers and other organic substances, and the reactor is provided with a transport device which is substantially over its The entire length inside the transport of bioenergy carriers and other organic substances realized, and the reactor has at least such a length that seen from the inlet in the transport direction at least first drying and subsequent pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances is substantially fully realized , And that another reactor is present, which is tapered down and at least in the region of its smallest cross-section, a supply of gases and / or gas mixtures and / or water vapor, and the reactor in the region of substantially union concluded pyrolysis of the bioenergy carriers and other organic substances having an opening with a shaft-like guide in the direction of the lower tapered portion of the other reactor, the transport of at least the pyrolysis products in the tapered part of the other Realized reactor, and wherein the further reactor comprises at least one located in the upper part outlet opening for substantially gaseous products, which is connected to apparatus for energy recovery, characterized in that - at least a part of the reactor is located in the interior of another reactor and, - The further reactor above the region of the outlet of the pyrolysis in the tapered region has a channel-like built-in part, which is a cross-sectional limitation and forced guidance of upwardly moving wholly or partially reacted Pryolyseprodukte with the rejuvenating part of the gases and / or water vapor in the region of the wall the other reactor realized. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Reaktor zur Trocknung und Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe rohrförmig, mit rundem, ovalem, quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1 wherein the reactor is tubular, circular, oval, square or rectangular in cross-section for drying and pyrolysis of the bioenergy sources and other organic matter. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Reaktor zur Trocknung und Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe geneigt angeordnet ist.Apparatus according to claim 1, wherein the reactor is arranged inclined for drying and pyrolysis of the bioenergy carriers and other organic substances. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Neigung zwischen 10 und 40° beträgt.Apparatus according to claim 3, wherein the inclination is between 10 and 40 °. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Reaktor zur Trocknung und Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe im Inneren ein Schneckenförderer enthält.Apparatus according to claim 1, wherein the reactor for drying and pyrolysis of bioenergy carriers and other organic substances inside contains a screw conveyor. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der weitere Reaktor mit einem zylinderförmigen, rechteckigen, quadratischen oder ovalen Querschnitt ausgebildet ist, wobei im Inneren ein Hohlraum vorliegt.Apparatus according to claim 1, wherein the further reactor is formed with a cylindrical, rectangular, square or oval cross-section, wherein there is a cavity in the interior. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der weitere Reaktor als stehender hohlzylinderförmiger Reaktor ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1, wherein the further reactor is formed as a stationary hollow cylindrical reactor. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der verjüngende Teil kreiskegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1, wherein the tapered portion is formed of a circular frustum or truncated pyramid. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die schachtartige Zuführung rohrförmig, mit rundem, ovalem, quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1, wherein the duct-like feed is tubular, round, oval, square or rectangular in cross-section. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Öffnung im Reaktor zur Trocknung und Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe klein ist gegenüber dem Durchmesser des Reaktors.Apparatus according to claim 1, wherein the opening in the reactor for drying and pyrolysis of the bioenergy carriers and other organic substances is small compared to the diameter of the reactor. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das kanalartige Einbauteil mit einem quadratischen oder rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt ausgeführt ist.Apparatus according to claim 1, wherein the channel-like mounting part is designed with a square or rectangular or trapezoidal cross-section. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Innere der Reaktoren mit Schamottmaterialien aufgekleidet ist.Apparatus according to claim 1, wherein the interior of the reactors is lined with refractory materials. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die schachtartige Zuführung und das kanalartige Einbauteil aus hochtemperaturbeständiger Keramik oder Edelstahl bestehen.Apparatus according to claim 1, wherein the shaft-like feed and the channel-like mounting part of high temperature resistant ceramic or stainless steel. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem im oberen Teil des weiteren Reaktors eine Vorrichtung zur Staubabscheidung und zur Abführung des Staubes vorhanden ist.Apparatus according to claim 1, wherein a device for separating out dust and discharging the dust is present in the upper part of the further reactor. Verfahren zur energetischen Verwertung von Bioenergieträgern und anderen organischen Stoffen in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe über den Einlauf in den Reaktor eingebracht und mit der Fördereinrichtung im Inneren transportiert werden, wobei im dem Einlauf räumlich nachfolgenden Teil des Reaktors die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe zuerst getrocknet und anschließend im Wesentlichen pyrolysiert werden, und die gasförmigen und festen Pyrolsyeprodukte sowie Reststoffe über die Öffnung im Reaktor und die schachtartige Zuführung in den verjüngenden Teil des weiteren Reaktors bis unterhalb des kanalartigen Einbauteiles geleitet werden und dort mit den eingeleiteten Gasen und/oder Gasgemischen und/oder Wasserdampf vermischt und verwirbelt und ganz oder teilweise verbrannt, vergast und gecrackt werden, danach in den oberen Teil eintreten und eine weitere Umsetzung durchgeführt werden kann, und die entstandenen gasförmigen Produkte einer Anlage zur energetischen Verwertung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens der Bereich des Reaktors, in dem die Pyrolyse stattfindet, durch die indirekte Beheizung des weiteren Reaktors aufgeheizt wird, und – die Gase und/oder Gasgemische mit den gasförmigen und festen Pyrolyseprodukten im weiteren Reaktor eine solche Strömungsgeschwindigkeit aufweisen, dass sie ein Ablagern der Feststoffe verhindern und die Reaktionsprodukte mit der nach oben gerichteten Gasströmung transportiert werden, wobei die Gasströmung durch das kanalartige Einbauteil begrenzt und zwangsweise in Richtung der Reaktorwandung geführt wird.Process for the energetic utilization of bioenergy carriers and other organic substances in a device according to one of claims 1 to 14, in which the bioenergy carriers and other organic substances are introduced into the reactor via the inlet and transported inside with the conveyor, wherein the inlet is spatially Subsequently, the bioenergy carrier and other organic substances are dried first and then substantially pyrolyzed in the subsequent part of the reactor, and the gaseous and solid Pyrolsyeprodukte and residues are passed through the opening in the reactor and the shaft-like feed in the tapered part of the other reactor to below the channel-like Einbauteiles and there mixed with the gases introduced and / or gas mixtures and / or steam and swirled and burned completely or partially, gasified and cracked, then enter the upper part and a further implementation can be performed k ann, and the resulting gaseous products are fed to a plant for energy recovery, characterized in that - at least the region of the reactor in which the pyrolysis takes place, is heated by the indirect heating of the other reactor, and - the gases and / or gas mixtures with the gaseous and solid pyrolysis in the other reactor have such a flow rate that they prevent deposition of the solids and the reaction products are transported with the upward gas flow, wherein the gas flow is limited by the channel-like component and forcibly guided in the direction of the reactor wall. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe in Form von feinem bis mittelstückigem Gut (Kantenlängen bis 50 mm) eingesetzt werden. Process according to claim 15, in which the bioenergy carriers and other organic substances are used in the form of fine to medium-sized material (edge lengths up to 50 mm). Verfahren nach Anspruch 15, bei dem als Bioenergieträger und anderen organische Stoffe, Holz, Stroh, nachwachsende Rohstoffe und landwirtschaftliche Reststoffe eingesetzt werden.A method according to claim 15, in which bioenergy carriers and other organic substances, wood, straw, renewable raw materials and agricultural residues are used. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Pyrolyse der Bioenergieträger und anderen organischen Stoffe im letzten Drittel des Reaktors realisiert wird.Process according to Claim 15, in which the pyrolysis of the bioenergy carriers and other organic substances is realized in the last third of the reactor. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Energieeintrag zur Pyrolyse über die indirekte Beheizung teilweise durch die Verbrennung und Vergasung der Produkte in dem weiteren Reaktor realisiert wird.The method of claim 15, wherein the energy input for pyrolysis via the indirect heating is partially realized by the combustion and gasification of the products in the further reactor. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem durch die Zwangsführung im unteren Teil des weiteren Reaktors durch das kanalartige Einbauteil eine Verwirbelung der Pyrolyseprodukte mit dem Gas- und/oder Gasgemisch- und/oder Wasserdampfstrom realisiert wird.The method of claim 15, wherein by the forced guidance in the lower part of the further reactor through the channel-like mounting part, a turbulence of the pyrolysis products with the gas and / or gas mixture and / or steam flow is realized. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem vorgewärmte Luft in den weiteren Reaktor eingeleitet wird.The method of claim 15, wherein preheated air is introduced into the further reactor. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem Wasserdampf in den weiteren Reaktor eingeleitet wird.Process according to Claim 15, in which steam is introduced into the further reactor. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Gas und/oder das Gasgemisch und/oder der Wasserdampf unter einem Druck bis 3,0 MPa eingeleitet werden.Process according to Claim 15, in which the gas and / or the gas mixture and / or the steam are introduced under a pressure of up to 3.0 MPa. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem eine nach oben gerichtete Gas-, Gasgemisch- und/oder Wasserdampf-Strömung im weiteren Reaktor realisiert wird.The method of claim 15, wherein an upward gas, gas mixture and / or water vapor flow is realized in another reactor. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die nach oben gerichtete Gas-, Gasgemisch- und/oder Wasserdampf-Strömung durch Absaugen der gasförmigen Reaktionsprodukte und des eingeleiteten Gases, Gasgemisches und/oder Wasserdampfes realisiert wird.A method according to claim 24, wherein the upwardly directed gas, gas mixture and / or water vapor flow is realized by suction of the gaseous reaction products and the introduced gas, gas mixture and / or water vapor.
DE10224018.3A 2002-05-28 2002-05-28 Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances Expired - Fee Related DE10224018B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10224018.3A DE10224018B4 (en) 2002-05-28 2002-05-28 Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10224018.3A DE10224018B4 (en) 2002-05-28 2002-05-28 Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10224018A1 DE10224018A1 (en) 2003-12-11
DE10224018B4 true DE10224018B4 (en) 2015-10-08

Family

ID=29432452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10224018.3A Expired - Fee Related DE10224018B4 (en) 2002-05-28 2002-05-28 Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10224018B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005046347B4 (en) * 2005-09-16 2017-08-31 Bioenergy Systems N.V. Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3049250C2 (en) * 1980-12-27 1985-10-24 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Equipment with smoldering drum and shaft furnace
EP0663433A1 (en) * 1994-01-14 1995-07-19 Ensofor S.A. Process for treating waste in particular municipal waste and apparatus for carrying out the process
JP2000265174A (en) * 1999-03-15 2000-09-26 Takeo Hirahara Carbonizing oven
EP1048710A1 (en) * 1999-04-30 2000-11-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for producing hydrogen from a gas produced in a waste treatment unit
WO2001096501A1 (en) * 2000-06-15 2001-12-20 Compact Power Limited Pyrolysis and gasification process and apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3049250C2 (en) * 1980-12-27 1985-10-24 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Equipment with smoldering drum and shaft furnace
EP0663433A1 (en) * 1994-01-14 1995-07-19 Ensofor S.A. Process for treating waste in particular municipal waste and apparatus for carrying out the process
JP2000265174A (en) * 1999-03-15 2000-09-26 Takeo Hirahara Carbonizing oven
EP1048710A1 (en) * 1999-04-30 2000-11-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for producing hydrogen from a gas produced in a waste treatment unit
WO2001096501A1 (en) * 2000-06-15 2001-12-20 Compact Power Limited Pyrolysis and gasification process and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE10224018A1 (en) 2003-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1192234B1 (en) Method and device for pyrolyzing and gasifying organic substances or substance mixtures
US6941879B2 (en) Process and gas generator for generating fuel gas
DE3732867C2 (en)
EP1226222B1 (en) Method for gasifying organic materials and mixtures of materials
DE19755693C1 (en) Process for the gasification of organic substances and mixtures of substances
EP2403928B1 (en) Process and apparatus for utilizing the enthalpy of a synthesis gas by means of additional and post-gassing of renewable fuels
CH615215A5 (en)
DE102010012487A1 (en) Apparatus and process for the recovery of useful energy from bioenergy sources and other organic substances
EP1950272A1 (en) Method and device for thermal conversion of pellets or wood chippings
DE3344847A1 (en) QUICK PYROLYSIS OF BROWN CARBABLES AND ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT THIS PROCESS
DE102010018197A1 (en) Process and apparatus for the gasification of biomass
EP2281864B1 (en) Method and apparatus for gasifying solid fuels
DE102014003806A1 (en) Plant and method for direct pyrolysis of biomass
CN1028112C (en) Process and apparatus for fixed bed coal gasification
DE60018181T2 (en) METHOD FOR GASIFYING CARBON-CONTAINING MATERIAL
DE102008027858A1 (en) Thermal carburetor for producing tar-less gaseous fuel for thermal engine i.e. internal combustion engine, has packing bed in flow connection with part of pyrolysis reactor or with inlet opening of gasification reactor
WO2011006789A2 (en) Reactor, and method for the gasification of biomass
DE10224018B4 (en) Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances
EP2325288A1 (en) Method and device for thermal-chemical processing and exploitation of substances containing carbon
AT506919B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR GASIFICATION OF SOLID FUELS
DE102005046347B4 (en) Apparatus and method for generating energy from bioenergy sources and other organic substances
DE102007017859A1 (en) Double-walled direct current gasifier for organic components and water, has gas and/or vapor and/or combustion medium supplying devices arranged over each other in plane or multiple planes
US2773018A (en) Continuous process for drying, preheating, and devolatilization of carbonaceous materials
EP1134272A2 (en) Method and apparatus for gasification of combustible materials
DE102006058673A1 (en) Weak gas producing device for energy production, has helical conveyor i.e. agitation device, and inner wall of reactors arranged for maximum temperature adapted materials obtained in thermal processes

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: MARTIN, HARALD, DR., 06567 BAD FRANKENHAUSEN, DE

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: BIOENERGY SYSTEMS N.V., EINDHOVEN, NL

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: RAUSCHENBACH, M., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 01187 DRE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C10J0003200000

Ipc: C10J0003660000

Effective date: 20110624

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C10J0003200000

Ipc: C10J0003660000

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee