DE10238185A1 - Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Vergasungsverfahren zur Anreicherung von Wasserstoff im Produktgas und zur Steuerung der Gaszusammensetzung beschrieben. Der Vergaser unterteilt sich in Entgasungszone, Verbrennungszone und Vergasungs- und Reduktionszone. Das in der Entgasungszone entstehende Pyrolysegas verbrennt in der Verbrennungszone. In die Verbrennungszone werden Zusatzbrennstoffe zugegeben, so dass die Temperatur der die Verbrennungszone verlassenden Brenngase steigt. In einer in der Verbrennungszone eingebauten Plasmabrennkammer wird dem Brenngas Energie übertragen. Die Steuerung des Vergasers erfolgt über die Zuführung von Zusatzbrennstoffen und/oder die in der Plasmabrennkammer zugeführte Energie.
Description
- Bei den Vergasungsverfahren mit Luft als Vergasungsmittel ist im Produktgas H2 und CO mit 10 bis, 20 Volumenprozent und zu etwa gleichen Teilen enthalten. Aufgrund des geringen Energiegehalts spricht man von einem Schwachgas. An den Vergaser angeschlossene Verbrennungsmotoren laufen nicht mit voller Leistung, wenn sie mit Schwachgas betrieben werden. Zur Verbesserung der Zündfähigkeit und der Leistung ist deshalb ein höherer Wasserstoffanteil im Produktgas wünschenswert. Soll das in einem Vergaser erzeugte Produktgas zur Methanol- oder Ammoniaksynthese verwendet werden, so ist ebenfalls ein hoher Wasserstoffanteil erforderlich.
- Die heute bevorzugten Vergasungsverfahren mit hohem Wasserstoffanteil im erzeugten Produktgas verwenden Sauerstoff als Vergasungsmittel. In diesem Falle entstehen sehr hohe Temperaturen, wodurch hinzugefügter Wasserdampf in reduzierender Atmosphäre zersetzt wird. Nachteilig an diesem Verfahren sind die hohen Kosten der Sauerstoffbereitstellung und der infolge der sehr hohen Temperaturen in großen Feuerräumen einzusetzenden feuerfesten Materialien.
- Bei der Vergasung hängt die Gasqualität von der Beschaffenheit des aus biologischen Rohstoffen bestehenden Brenngutes ab. Die Steuerung zur Erhaltung eines Gases gleichbleibender Qualität ist schwierig und in Vergasern kleiner Leistung aus Kostengründen oft nicht durchführbar.
- Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Vergasungsverfahrens, bei dem ein hoher Wasserstoffanteil entsteht und die Gaszusammensetzung leicht gesteuert werden kann.
- In der Zone der Trocknung und Entgasung wird das Brenngut in feste (Kohlenstoff, Koks) und flüchtige Bestandteile (Pyrolysegas) getrennt. Das Pyrolysegas besteht aus Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf. Die zur Trocknung und Entgasung benötigte Temperatur wird durch eine leichte Verbrennung des Brenngutes erzeugt. Der Koks gelangt in die Vergasungs- und Reduktionszone und das Pyrolysegas in die Verbrennungszone, in der es durch Zugabe von Luft und/oder Sauerstoff verbrennt. Es entsteht hauptsächlich CO2. Die Brenngase gelangen in die Vergasungs- und Reduktionszone. Hier wird das CO2 zu CO und H2O zu H2 und 02 reduziert und der Koks zu CO verbrannt (vergast).
- Da die Reduktion ein endothermer Vorgang ist, muss in die Vergasungs- und Reduktionszone Energie zugeführt werden. Dies geschieht z.B. über die Verbrennung des Pyrolysegases in der Verbrennungszone. Je nach Feuchtigkeit und Zusammensetzung des Brenngutes wird die Temperatur der Brenngase schwanken. Bei zu niedriger Temperatur wird ein geringerer CO und H2-Anteil im Produktgas vorhanden sein. Um den CO- und Wasserstoffanteil im Produktgas zu erhöhen, muss vorrangig die Temperatur der Brenngase erhöht werden.
- Es wird vorgeschlagen, in der Verbrennungszone Energie zuzuführen. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten:
- 1. In die Verbrennungszone werden flüssige und/oder
feste und/oder gasförmige
Zusatzbrennstoffe zugeführt.
Dadurch wird die Verbrennung des Pyrolysegases gestützt. Als
Zusatzbrennstoff eignen sich insbesondere Fett, kalt gepresste Öle, aber
auch Frittenöl
oder Altöl,
die auf diese Weise im Vergaser entsorgt werden. Ebenso können Methan
aus Biogasanlagen oder Erdgas eingesetzt werden. Als fester Brennstoff
bietet sich Kohlenstaub oder Koks an. Je nach Menge des Zusatzbrennstoffes
(
10 ) wird für die Verbrennung mehr oder weniger Luft (7 ) zugeführt. Bezogen auf die den Vergaser durchlaufende Gesamtmenge von Brennstoff muss die Luftzufuhr unterstöchiometrisch erfolgen. - 2. In die Verbrennungszone wird eine Plasmabrennkammer eingebaut. In der Plasmabrennkammer befinden sich Elektroden, an die eine Spannung angelegt wird, so dass ein Strom flie
- Wird in der Verbrennungszone nur soviel Luft zugeführt, wie zur Verbrennung des Pyrolysegases stöchiometrisch notwendig ist, so werden der Zusatzbrennstoff und Wasser in der Plasmabrennkammer gekrackt. Es entsteht CO und H2. In die Vergasungs- und Reduktionszone treten somit CO und H2 zusammen mit CO2 und evtl. Restwasser ein. Hier werden das CO2 und Wasser reduziert. Es entstehen weiteres CO und H2.
- Über die Zufuhr des Zusatzbrennstoffes und/oder über die Energiezufuhr in der Plasmabrennkammer erfolgt gleichzeitig eine Steuerung der Zusammensetzung des Produktgases.
- Die Plasmabrennkammer kann in jedem Vergasungsverfahren eingesetzt werden. Es wird hier ein Vergasungsverfahren beschrieben, in dem sowohl der Einbau der Pyrolysekammer als auch die Zufuhr von Zusatzbrennstoff unkompliziert ist.
- Der Vergaser besteht aus einem senkrecht stehenden Vergaserschacht (
1 ), der in eine oben liegende Entgasungszone (2 ) und in die darunter liegende Vergasungs- und Reduktions zone (3 ) unterteilt ist. Die Entgasungszone (2 ) wird von einer Schleuse (5 ) abgeschlossen. Über diese gelangt das Brenngut (13 ) in den Vergaser. Der Vergaserschacht (1 ) ist ständig mit Brenngut (13 ) gefüllt. Vom oberen Bereich der Entgasungszone (2 ) führt ein Verbindungskanal (4 ) in den unteren Bereich der Vergasungs- und Reduktionszone (3 ). Der Verbindungskanal (4 ) ist die Verbrennungszone. Hier wird der Zusatzbrennstoff (10 ) zugeführt und die Plasmabrennkammer (11 ) eingebaut. Der sich im Verbindungskanal (4 ) befindende Ventilator (6 ) saugt das Pyrolysegas aus der Entgasungszone (2 ) an und drückt die Brenngase in den unteren Bereich der Vergasungs- und Reduktionszone (3 ) oberhalb der Ascheabführvorrichtung (9 ). Luft (7 ) wird vorrangig im unteren Bereich der Entgasungszone (2 ) und in den Verbindungskanal (4 ) zugeführt. Das Gas (8 ) strömt aus dem oberen Bereich der Vergasungs- und Reduktionszone (3 ) ab. Die Zündung in der Verbrennungszone (4 ) erfolgt mittels Brenner (12 ). -
- 1
- Vergaserschacht
- 2
- Entgasungszone
- 3
- Vergasung- und Reduktionszone
- 4
- Verbindungskanal, Verbrennungszone
- 5
- Schleuse
- 6
- Ventilator
- 7
- Luft
- 8
- Gas
- 9
- Ascheabführvorrichtung
- 10
- Zusatzbrennstoff
- 11
- Plasmabrennkammer
- 12
- Brenner
- 13
- Brenngut
Claims (7)
Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen nach Anspruch
1 dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbrennungszone (4 )
Zusatzbrennstoff (10 ) zugeführt wird, der hier vollständig oder
teilweise verbrennt.
Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen nach Anspruch
1 dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Verbrennungszone eine
Plasmabrennkammer befindet, durch die das Gas strömt und Energie
aufnimmt.
Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen nach Anspruch
1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Plasmabrennkammer
Pyrolysegas und Zusatzbrennstoff strömen.
Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen nach Anspruch
1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzbrennstoffe Pflanzenöl und/oder
Altöl und/oder
Frittenöl
und/oder Erdgas und/oder Biogas und/oder Kohlenstaub und/oder Koks
eingesetzt werden.
Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen nach Anspruch
1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Gaszusammensetzung
des Produktgases über
die Zugabe von Zusatzbrennstoff (10 ) und/oder die Energiezufuhr
in der Plasmabrennkammer (11 ) erfolgt.
Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen nach Anspruch
1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungskanal (4 ),
der den oberen Bereich der Entgasungszone (2 ) mit dem unteren
Bereich der Vergasungs- und Reduktionszone (3 ) außerhalb
des Vergaserschachtes (1 ) verbindet und der als Verbrennungszone
dient, Zusatzbrennstoff (10 ) zugeführt wird und/oder die Plasmabrennkammer
(11 ) eingebaut wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10238185A DE10238185A1 (de) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10238185A DE10238185A1 (de) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10238185A1 true DE10238185A1 (de) | 2004-03-04 |
Family
ID=31197152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10238185A Withdrawn DE10238185A1 (de) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | Verfahren zur Vergasung von biologischen Rohstoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10238185A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN101734995B (zh) * | 2008-11-06 | 2013-05-22 | 新疆天业(集团)有限公司 | 一种氢直流电弧等离子体裂解煤生产乙炔的装置及方法 |
CN103436294A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-11 | 湖南鹞翔科技有限公司 | 一种冷轧废矿物油气化处理装置 |
WO2015124839A1 (fr) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Lohr Electromecanique | Réacteur chimique a plasma amélioré |
-
2002
- 2002-08-21 DE DE10238185A patent/DE10238185A1/de not_active Withdrawn
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