DE19926202C1 - Vorrichtung zur Vergasung biogener Einsatzstoffe - Google Patents
Vorrichtung zur Vergasung biogener EinsatzstoffeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vergasung von biogenen Einsatzstoffen und insbesondere zur Erzeugung von Brenngasen mit einem Heizwert von mindestens 8000 bis 10000 kJ/kg, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine druckaufgeladene Wirbelschichtvergasungskammer 10 mit einer Schleuse 2, eine Rauchgasregelvorrichtung, eine Filterkammer 17, die über einen Verbindungskanal 16, 16' mit der Wirbelschichtvergasungskammer 10 verbunden ist, eine Wirbelschicht-Brennkammer 4, die über einen aufwärts zur Filterkammer 17 gerichteten Feststoff-Strömungskanal 19 mit dieser verbunden ist und einer Wärmeleitrohranordnung 22, die Wärme aus der Wirbelschicht-Brennkammer 4 aufnimmt und in der Wirbelschichtvergasungskammer 10 an das Vergasungsbett abgibt, wobei in dem unteren Endabschnitt 19a des Feststoff-Strömungskanals 19 eine erste Blasvorrichtung 20 angeordnet ist, um gesteuert Feststoffe pulsierend aus dem Filterbett der Filterkammer 17 in das Brennstoffbett der Wirbelschicht-Brennkammer 4 abzuziehen und in dem oberen Endabchnitt 19b des Feststoff-Strömungskanals 19 eine zweite Blasvorrichtung 21 angeordnet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vergasung von biogenen Einsatz
stoffen, wie z. B. Ernteabfälle, Energiepflanzen (Miskantus) oder Holzhack
schnitzel. Insbesondere dient die Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngasen
mit einem Heizwert von mindestens 8000 bis 10000 kJ/m3.
Die energetische Nutzung vorstehend genannter Einsatzstoffe ist derzeit
weitgehend auf die Verbrennung beschränkt. Die Technologien zur Verga
sung sind überwiegend auf die Erzeugung von Schwachgasen mit einem
Heizwert unter 6000 kJ/kg ausgerichtet. Diese Gase sind jedoch für eine
Nutzung z. B. in Gasturbinen oder Brennstoffzellen nicht geeignet.
Um Gase mit einem Heizwert von 8000 bis 10000 kJ/m3 zu erzeugen, muß
eine sogenannte allotherme Vergasung durchgeführt werden. Dazu ist es er
forderlich, dem zu vergasenden Brennstoff ausreichend externe Wärme auf
einem hohen Temperaturniveau von 500 bis 900 Grad Celsius zuzuführen,
was bisher mit einem hohen technischen Aufwand verbunden ist.
Ein wesentliches Vergasungsverfahren mit großer Einsatzbreite ist das Wir
belschichtverfahren. Mit diesem Verfahren können auch kleinere Anlagen
wirtschaftlich betrieben, jedoch keine hochkalorischen Gase erzeugt werden.
Für die allotherme Vergasung in Wirbelschichten werden derzeit im wesentli
chen folgende Verfahren und Vorrichtungen untersucht.
Beim Batelle-Vergaser (zweistufige Wirbelschichtvergasung) wird die Reakti
onswärme für die Wirbelschicht in einer externen Wirbelschichtverbrennung
erzeugt. Die Übertragung der Wärme erfolgt durch Austausch des heißen
Sandbettes und ist daher mit einem hohen technischen Aufwand verbunden,
vergl. Peter Jansen, Thermische Vergasung von nachwachsenden Roh- und
organischen Reststoffen; Institutsberichte der Bundesanstalt für Landwirt
schaft, Braunschweig, 1997.
Im DMT-Vergaser soll ein wesentlicher Teil der für die Vergasung notwendi
gen Wärme dadurch eingebracht werden, daß für die Fluidisierung überhitzter
Wasserdampf mit einer Temperatur von 750°C verwendet wird. Zusätzlich
sollen für die Vergasung von Biomasse Wärmetauscherrohre durch das Wir
belbett geleitet werden, durch die Rauchgas mit einer Temperatur von
1150°C strömt. Der Nachweis, daß mit dieser Vorrichtung Heizwerte von ca.
10000 kJ/kg erzielbar sind, erscheint nach dem derzeitigen Kenntnisstand
kaum möglich. Vorrichtungen, die nach diesem Prinzip arbeiten, sind in den
Dokumenten US 5,064,444 und US 5,439,491 offenbart.
Zur Erhöhung des chemischen Umsatzes wurde daher versucht, den Wärme
eintrag in das Wirbelbett durch den Einsatz von Pulsbrennern zu erhöhen, wie
in dem Dokument US 5,306,481 offenbart. Dieser Weg ermöglicht prinzipiell
einen höheren Wärmeeintrag und somit einen chemischen Umsatz, der für
eine allotherme Vergasung erforderlich ist. Der Einsatz von Pulsbrennern ist
jedoch relativ aufwendig.
Weiterhin ist aus der US 4,160,720 eine Vorrichtung zur Vergasung von
Teersand bekannt, bei der eine Wärmeübertragung in den Reaktionsraum mit
tels Wärmeleitrohre (Heat-pipes) erfolgt. Bei dieser Vorrichtung durchläuft der
Teersand das Reaktionsbett und die Verbrennungszone. Da sich das Pyroly
segas mit dem Rauchgas mischt, verringert sich der Heizwert dieses Gases,
das sich nicht für den unmittelbaren Einsatz für Gasturbinen oder für Brenn
stoffzellen eignet.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Vergasung von
biogenen Einsatzstoffen bereitzustellen, die eine einfache Konstruktion und
sichere Arbeitsweise gewährleistet und mit der Brenngase mit einem Heiz
wert von mindestens 8000 bis 10000 kJ/m3 erzeugt werden können.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung weist folgende Merkmale auf:
Eine druckaufgeladene Wirbelschichtvergasungskammer weist eine druckfe
ste Schleuse zur Aufgabe der zu vergasenden Einsatzstoffe auf. Die Wirbel
schichtvergasungskammer ist mit einer Filterkammer über einen Verbin
dungskanal verbunden, so daß das entstehende Gas von der Wirbelschicht
vergasungskammer in die Filterkammer überströmen kann, wo es durch die
Filterschicht geleitet wird.
Weiterhin ist eine Wirbelschicht-Brennkammer vorgesehen, die über einen
aufwärts zur Filterkammer gerichteten Feststoff-Strömungskanal mit der Fil
terkammer verbunden ist, wobei der Feststoff-Strömungskanal vorzugsweise
senkrecht, aber immer so geneigt und dimensioniert ist, daß beim Freiblasen
des unteren Ausblasabschnitts des Feststoff-Strömungskanals der Feststoff
unter der Wirkung der Gravitationskraft von selbst nach unten nachrutscht.
Damit die Filterschicht durch die aus dem Brenngas ausgefilterten Stoffe
nicht anwächst, wird ein Teil der aufwachsenden Filterschicht ständig durch
den Feststoff-Strömungskanal in die Wirbelschicht-Brennkammer abgezogen.
Da die ausgefilterten Stoffe (Asche und Restkokspartikel) teilweise noch
brennbar sind, werden sie in der Wirbelschicht-Brennkammer verbrannt. Der
Abzug der Filterschicht erfolgt über eine spezielle Ausblasvorrichtung am un
teren Endabschnitt des Feststoff-Strömungskanals. Eine weitere Ausblasvor
richtung ist am oberen Endabschnitt des Feststoff-Strömungskanals vorgese
hen. Diese dient dazu, die Filterschicht umzuschichten und/oder aufzuloc
kern.
Mittels einer Wärmeleitrohranordnung (Heatpipes) wird die Wärme aus der
Wirbelschicht-Brennkammer in das Vergasungsbett der Wirbelschichtverga
sungskammer geleitet, um die für die Vergasung erforderliche Temperatur
bereitzustellen.
Durch dem Fachmann bekannte Maßnahmen der Steuer- und Regeltechnik
und speziell über die Messung der Gasdrücke wird ermittelt, wann und wie
häufig die Ausblasvorrichtungen betätigt werden müssen, um einen optima
len Wirkungsgrad zu erhalten.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß je nach Einstellung
der Druckverhältnisse entweder mehr Gas oder mehr Rauchgas (Wärme) er
zeugbar ist. Die Einstellung des gewünschten Gas/Rauchgasverhältnisses er
folgt zweckmäßigerweise durch eine Querschnittsänderung des Rauchgas-
Austrittskanals, z. B. durch eine Rauchgasklappe.
Bei einer Weiterbildung nach Anspruch 2 ist die Wirbelschichtvergasungs
kammer räumlich über der Filterkammer und die Filterkammer über der
Brennkammer angeordnet. Diese Anordnung führt zu einer sehr kompakten
Bauweise mit einer guten Energiebilanz.
Bei einer Weiterbildung nach Anspruch 3 ist eine zusätzliche Wärmetau
schereinrichtung vorgesehen, die die Abwärme des abziehenden Rauchgases
aufnimmt und an das Produktgas abgibt, was ebenfalls die Energiebilanz ver
bessert.
Bei einer Weiterbildung nach Anspruch 4 sind an den Wärmetauscherab
schnitte der Wärmeleitrohre Wärmetauscherrippen angeordnet. Diese sind so
geformt, um mit den von den Fluidisierungsvorrichtungen erzeugten
Fluidströmen und -wirbeln so in Wirkbeziehung zu gelangen, daß die fluidi
sierten Teilchen quer zu ihrer ursprünglichen Strömungsrichtung beschleunigt
werden. So wird eine gute Quervermischung des Wirbelschichtbettes erzielt,
die Verweilzeit der Teilchen im Wirbelschichtbett wird erhöht, Gasblasen
werden gut dispergiert und der Wärmeübergang von den Wärmetauscherrip
pen zum Wirbelschichtbett wird wesentlich verbessert.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungs
form der Erfindung.
Fig. 3 zeigt die Wirkung der oberen Ausblasdüse.
Fig. 4 zeigt die Wirkung der unteren Ausblasdüse.
Fig. 5a, b, c zeigen verschiedene Wärmetauscherrippen an den Wärmetau
scherabschnitten von Wärmeleitrohren.
Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Ein erster rohr
förmiger Behälter 1 hat an seinem oberen Endabschnitt 1a eine druckfeste
Schleuse 2 zur Einbringung der zu vergasenden Einsatzstoffe 3, die mittels
des Pfeils symbolisch dargestellt sind. Im unteren Endabschnitt 1b des Behäl
ters 1 ist eine Wirbelschicht-Brennkammer 4 vorgesehen, in die Dampf-
und/oder Luftgemischzufuhrdüsen 5 hineinragen. Zum Anfahren, d. h. zum
Anheizen, ist innerhalb der Wirbelschicht-Brennkammer 4 eine Brennstoffzu
fuhrdüse 6 zum Einblasen von Brenngas angeordnet, mit dem die Wirbel
schicht-Brennkammer 4 angeheizt wird.
Ein zweiter rohrförmiger Behälter 7 ist konzentrisch in dem Behälter 1 ange
ordnet und erstreckt sich vom oberen Endabschnitt 1a bis zur Wirbelschicht-
Brennkammer 4. Dieser Behälter 7 ist an seinem oberen Endabschnitt 7a mit
dem Ausgang der Schleuse 2 dicht verbunden. Am unteren Endabschnitt 7b
des Behälters 7 ist ein Brenngasauslaß 8 zur Ableitung des gewonnenen
Brenngases 9 angeordnet, der keine Verbindung zum Innenraum des Behäl
ters 1 hat.
Im oberen Abschnitt des Behälters 7 ist eine Wirbelschichtvergasungskammer
10 angeordnet, die nachfolgend beschrieben wird.
Die Wirbelschichtvergasungskammer 10 ist ein oben offenes, rohrförmiges
Gefäß 11. Das Gefäß 11 ist so angeordnet, daß die über die Schleuse 2 ein
gebrachten Einsatzstoffe 3 in das Gefäß 11 fallen. Am unteren Endabschnitt
11a des Gefäßes 11 ist ein Lochboden 12 angeordnet und darunter ist eine
Wasserdampf-Einlaßdüse zum Einleiten von überhitztem Wasserdampf vorge
sehen. Überhalb des Lochbodens 12 ist eine Brennstoffzufuhrdüse 15 ange
ordnet, die zum Eintragen von Brennstoff dient, der zum Anfahren und ggf.
zur Steuerung der Vergasung benötigt wird.
Die Wirbelschichtvergasungskammer 10 ist in dem Behälter 7 konzentrisch so
angeordnet, daß der verbleibende Ringspalt 16 einen vorbestimmte Quer
schnitt aufweist.
Im unteren Abschnitt des Behälters 7 ist eine Filterkammer 17 angeordnet,
die nachfolgend beschrieben wird.
Die Filterkammer 17 besteht aus einem Wandungsabschnitt 7c des zweiten
rohrförmigen Behälters 7 und einem Filterkammerlochboden 18, der über dem
Brenngasauslaß 8 angeordnet ist. Ein Feststoff-Strömungskanal 19 ist rohr
förmig ausgebildet und erstreckt sich von der Filterkammer 17 durch den Fil
terkammerlochboden 18 bis in die Wirbelschicht-Brennkammer 4, wobei der
untere Abschnitt 19a des Feststoff-Strömungskanals 19 nach oben ge
krümmt ist. In diesen Abschnitt 19a ragt eine nach oben gerichtete untere
Ausblasdüse 20, deren Funktion später erläutert wird. Eine weitere, nach
oben gerichtete obere Ausblasdüse 21 ist in dem oberen Abschnitt 19b des
Feststoff-Strömungskanal 19 angeordnet.
Von der Wirbelschicht-Brennkammer 4 über die Filterkammer 17 bis zu der
Wirbelschichtvergasungskammer 10 erstrecken sich Wärmeleitrohre 22
(Heat-pipes), wobei die in die Wirbelschicht-Brennkammer 4 hineinragenden
Endabschnitte der Wärmeleitrohre 22 Wärme aufnehmen und die in die Wir
belschichtvergasungskammer 10 hineinragenden Endabschnitte die Wärme
dort wieder abgeben, um die erforderliche Vergasungstemperatur zu erzeu
gen.
Im vorliegenden Beispiel sind an den Endabschnitten der Wärmeleitrohre 22,
die in die Wirbelschichtvergasungskammer 10 hineinragenden, wendelförmi
ge Wärmetauscherrippen 23 angeordnet, so daß durch die aufwärtsgerichtete
Dampf- und Bettmaterialströmung eine Querbeschleunigung erzeugt wird,
wodurch nicht nur entstehende Blasen dispergiert werden, sondern auch eine
Quervermischung im Vergaserbett erreicht wird, durch die die Verweilzeit der
Brennstoffpartikel im Vergaserbett verlängert und damit der Umsatz bei der
Vergasung erhöht wird. Weiterhin wird der Wärmeübergang zwischen den
Wärmetauscherrippen 23 und dem Vergaserbett wesentlich verbessert.
Nachfolgend wird der Vergasungsprozeß beschrieben:
Die Vergasungswirbelschicht mit den Einsatzstoffen 3 wird mit überhitztem
Wasserdampf fluidisiert, der über den Lochboden 12 eingebracht wird, so
daß eine gute Durchmischung der Wirbelschicht und der über die Schleusen
vorrichtung eingebrachten Festbrennstoffe gewährleistet ist. Die prinzipielle
Funktionsweise einer Wirbelschichtvergasung ist dem Fachmann bekannt und
wird daher hier nicht detailliert erläutert.
Der hohe Wärmeübergang von den Wärmeeintragsabschnitten 22 der Wärme
leitrohren 22 auf die Wirbelschicht garantiert eine hohen Wärmeeintrag in die
Wirbelschichtvergasungskammer. Eine hohe Überhitzung des eingebrachten
Wasserdampfes gewährleistet zusätzlich, daß für die Pyrolyse Temperaturen
zwischen 500°C und 700°C und für die Vergasung Temperaturen bis 800°C
im Vergasungsbett aufrecht erhalten werden können. Diese hohen Tempera
turen führen zunächst zur Freisetzung flüchtiger Bestandteile der Brennstoffe
und schließlich zur Umsetzung der freigesetzten Kohlenwasserstoffe
(homogene Wasserdampfvergasung) und des Restkokses (heterogene Was
serdampfvergasung). Ein Wasserdampfüberschuß begünstigt die Umsetzung
des zuvor gebildeten Kohlenmonoxids mit Wasserdampf in Kohlendioxid und
Wasserstoff, wodurch der für die Nutzung in Brennstoffzellen wichtige Was
serstoffanteil zusätzlich erhöht wird.
Die in der Wirbelschichtvergasungskammer 10 gebildeten Brenngase 9 wer
den gemäß den Richtungen der Brenngas-Pfeile 9 durch den Ringspalt 16 in
die Filterkammer 17 übergeleitet, in der zunächst Kokspartikel und Aschepar
tikel abgeschieden werden. Beim Durchströmen des Brenngases 9 durch das
Filterfestbett reagiert das Brenngas mit noch nicht umgesetztem Wasser
dampf, wodurch der Umsatz, unterstützt durch die katalytische Wirkung des
Restkoks, weiter gesteigert wird.
Ein Teil des Brenngases 9 strömt über den Feststoff-Strömungskanal 19 in
die Wirbelschicht-Brennkammer 4 und ein anderer Teil strömt über den Filter
kammerlochboden 18 direkt in den Brenngasauslaß 8, um einer externen
Nutzung zugeführt zu werden. Die Aufteilung der zwei Brenngasmengen
ströme wird durch den Druckverlust des Brenngases in dem Feststoff-
Strömungskanal 19 bestimmt und weiterhin durch die Druckniveaus, die in
der Filterkammer 17, der Leitung des Brenngasauslasses 8 und in der Wirbel
schicht-Brennkammer 4 anliegen.
Die Überführung von Aschepartikeln und Restkokspartikeln aus der Filter
schicht der Filterkammer 17 in die Wirbelschicht-Brennkammer 4 wird da
durch realisiert, daß stoßweise aus dem Abschnitt 19a des Feststoff-
Strömungskanals 19 Filterbettmaterial ausgetragen wird. Dazu wird die Aus
blasdüse 20 aktiviert.
Um Bettmaterial aus dem Feststoff-Strömungskanal 19 in die Filterschicht der
Filterkammer 17 auszutragen, wird über die Ausblasdüse 21 Dampf eingebla
sen, vergleiche Fig. 3. So wird erreicht, daß das Bettmaterial lagenweise die
abgelagerte Asche und die Restkokspartikel bedeckt.
Das in die Wirbelschicht-Brennkammer 4 eingetragene Brenngas 9 wird zu
sammen mit den im Filterbett abgeschiedenen Teeren und Restkoksanteilen
verbrannt. Ein Teil der dabei freigesetzten Wärme wird an die Wärmeaufnah
meabschnitte der Wärmeleitrohre 22 abgegeben, die die Wärme zu der Wir
belschichtvergasungskammer 10 leiten.
Der Rest der Wärme wird als fühlbare Wärme mit dem Rauchgas 24 aus der
Wirbelschicht-Brennkammer 4 ausgetragen und außerhalb der Vorrichtung
zur Heißdampferzeugung verwendet. Dieser Heißdampf wird ganz oder teil
weise als Vergasungs- und Fluidisierungsmittel in die Vorrichtung zurückge
führt.
In der Wirbelschicht-Brennkammer 4 und in der Wirbelschichtvergasungs
kammer 10 sind bei dem vorliegenden Ausführungsform zusätzlich Düsen 6
und 15 für die Einleitung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen vorge
sehen. Diese Düsen dienen vor allem zum Hochheizen der Vorrichtung wäh
rend des Anfahrprozesses, um zum Beispiel flüssige biogene Brennstoffe ein
setzen zu können oder um in externen Prozessen anfallende Brenngase oder
flüssige Brennstoffe verwerten zu können. Dies ist insbesondere dann sinn
voll, wenn zum Beispiel beim Betrieb von Brennstoffzellen in Verbindung mit
der Vergasungsvorrichtung in zwischengeschalteten Trennprozessen Wasser
stoff abgetrennt wird und die anderen im Brenngas enthaltenen Bestandteile
(Kohlenmonoxid, Methan und höhere Kohlenwasserstoffe) zur Wärmeerzeu
gung zurückgeführt werden sollen.
Für die Erzeugung von Warmwasser, Sattdampf oder überhitztem Dampf
können Dampferzeugerrohre z. B. als Rippenrohre oder Tauchheizflächen
ganz oder teilweise auch in die Wirbelschicht-Brennkammer integriert wer
den.
Ferner ist zu erwähnen, daß die Wirbelschicht-Brennkammer eine herkömmli
che Ascheabfuhreinrichtung aufweist.
Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Aus
führungsform sind die Wirbelschichtvergasungskammer 10, die Filterkammer
17 und die Wirbelschicht-Brennkammer 4 nebeneinander angeordnet und
ebenfalls über die Wärmeleitrohre 22 thermisch gekoppelt. Gleiche Funktion
selemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei einer mit der
ersten Ausführungsform übereinstimmenden Funktion wird auf eine nochma
lige Erläuterung verzichtet und hiermit auf die Erläuterung zu Fig. 1 verwie
sen.
Durch die druckfeste Schleuse 2 werden die zu vergasenden Einsatzstoffe 3
eingebracht und wie bei der ersten Ausführungsform vergast. Das Brenngas
9 tritt über den Kanal 16' in die Filterkammer 17 über, durchströmt diese und
tritt aus dem Brenngasauslaß 8 gefiltert aus. Ein Teil des Brenngases wird
durch den Feststoff-Strömungskanal 19 geleitet und in der Wirbelschicht-
Brennkammer 4 verbrannt.
Wie in der ersten Ausführungsform sind in den Endabschnitten 19a des Fest
stoff-Strömungskanals 19 Ausblasdüsen 20 und 21 angeordnet.
Die Fig. 3 zeigt die Funktion der oberen Ausblasdüse 21. Die Pfeile zeigen,
wie das Material aufgewirbelt und umgeschichtet wird.
Die Fig. 4 zeigt die Funktion der unteren Ausblasdüse 20. Die Pfeile zeigen,
wie Filtermaterial aus der Filterkammer abgezogen und der Brennkammer zum
Verbrennen zugeführt wird.
Abschließend soll noch erwähnt werden, daß die spezielle Art des Material
austrags mittels der Ausblasdüsen 21 und 22 durch eine mechanische Aus
tragvorrichtung ersetzt werden könnte. Derartige Austragvorrichtung, z. B.
Förderschnecken sind jedoch wesentlich teurer als Blasdüsen und unter den
vorherrschenden Betriebsbedingungen extrem störanfällig, so daß diese Lö
sung verworfen wurde.
Die Fig. 5a, b, c zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von Heiz- oder
Kühlrippen an den Wärmetauscherabschnitten der Wärmeleitrohre, die eine
intensive Quervermischung mit den dabei verbundenen Vorteilen bewirken.
Da jedem Fachmann die Wirkung dieser Heiz- oder Kühlrippen durch die Ab
bildung sofort ersichtlich ist, wird auf eine Beschreibung verzichtet.
Die zwei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung zeigen, daß die
der Erfindung zugrunde liegende technische Lehre nicht an eine konkrete
spezielle konstruktive Ausführungsform gebunden ist. Vielmehr kann der
Fachmann bei Kenntnis der technische Lehre noch zu weiteren Modifikatio
nen der Erfindung gelangen, ohne selbst erfinderisch tätig zu werden.
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Erzeugen von Brenngas aus biogenen Einsatzstoffen
durch allotherme Wasserdampfvergasung, wobei die Vorrichtung folgende
Merkmale aufweist:
- - eine druckaufgeladene Wirbelschichtvergasungskammer (10) mit einer druckfesten Schleuse (2) zur Aufgabe der zu vergasenden Einsatzstoffe (3),
- - eine Rauchgasregelvorrichtung in der Rauchgasableitung zur Einstellung des Verhältnisses von Rauchgas zu Produktgas,
- - eine Filterkammer (17), die über einen Verbindungskanal (16, 16') mit der Wirbelschichtvergasungskammer (10) verbunden ist,
- - eine Wirbelschicht-Brennkammer (4), die über einen aufwärts zur Filter kammer (17) gerichteten Feststoff-Strömungskanal (19) mit dieser verbunden ist und
- - einer Wärmeleitrohranordnung (22), die Wärme aus der Wirbelschicht- Brennkammer (4) aufnimmt und in der Wirbelschichtvergasungskammer (10) an das Vergasungsbett abgibt, wobei
- - in dem unteren Endabschnitt (19a) des Feststoff-Strömungskanals (19) eine erste Blasvorrichtung (20) angeordnet ist, um gesteuert Feststoffe pulsierend aus dem Filterbett der Filterkammer (17) in das Brennstoffbett der Wirbelschicht-Brennkammer (4) abzuziehen und
- - in dem oberen Endabschnitt (19b) des Feststoff-Strömungskanals (19) eine zweite Blasvorrichtung (21) angeordnet ist, um gesteuert das Filter bett der Filterkammer (17) umzuschichten und/oder aufzulockern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbel
schichtvergasungskammer (10) über der Filterkammer (17) und die Filter
kammer (17) über der Brennkammer (4) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine zusätzliche Wärmetauschereinrichtung vorgesehen ist, die die Abwärme des
abziehenden Rauchgases aufnimmt und an das Produktgas abgibt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmetauscherabschnitte der Wärmeleitrohre (22) Wärme
tauscherrippen (23) aufweisen, die so geformt und angeordnet sind, um mit
den von den Fluidisierungsvorrichtungen erzeugten Fluidströmen und -wirbeln
so in Wirkbeziehung zu gelangen, daß die fluidisierten Teilchen quer zu ihrer
ursprünglichen Strömungsrichtung beschleunigt werden, wodurch die Quer
vermischung des Wirbelschichtbettes verbessert wird, die Verweilzeit der
Teilchen im Wirbelschichtbett erhöht wird, Gasblasen gut dispergiert werden
und der Wärmeübergang von den Wärmetauscherrippen zum Wirbelschicht
bett wesentlich verbessert wird.
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