DE202006009174U1

DE202006009174U1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem festen Brennstoff

Info

Publication number: DE202006009174U1
Application number: DE200620009174
Authority: DE
Original assignee: Rudolf Hoermann & Co KG GmbH; Rudolf Hormann & Co KG GmbH
Current assignee: W&M APPARATEBAU GMBH, DE
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2016-06-09
Also published as: DK1865046T3; EP1865046B1; EP1865046A1; ES2393408T3; SI1865046T1; EP2377911A2; ES2548984T3; EP2377911A3; EP2377911B1

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem festen Brennstoff in einem Schachtvergaser (1), der als absteigender Festbettvergaser ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Vergaserschacht (2) eine zentrale Oxidationskammer (12) angeordnet ist, die von einer Entgasungszone (10) getrennt ist und der in der Entgasungszone erzeugtes Pyrolysegas (20) zugeführt wird;
dass mit der Oxidationskammer eine Oxidationsmittel-Zuleitung (16) verbunden ist, über die der Oxidationskammer (12) ein Oxidationsmittel (21) zugeführt wird, unter dessen Einwirkung eine partielle Oxidation und ein thermisches Cracken des Pyrolysegases erfolgt; und
dass unterhalb der Oxidationskammer (12) eine Reduktionsstufe (23) angeordnet ist, die das Abgas aus der Oxidationskammer aufnimmt und der bei der Pyrolysegaserzeugung anfallender Reduktionskoks (24) aus der Entgasungszone (10) direkt und unter Umgehung der Oxidationskammer (12) zugeführt wird.

Description

Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem festen Brennstoff in einem Schachtvergaser, der als Festbettvergaser ausgebildet ist.
Stand der Technik
Zur Erzeugung von Brenngas aus einem festen Brennstoff sind mehrstufige Vergasungsverfahren bekannt, mit denen dem Problem der Teerfracht begegnet werden soll ( DE 198 46 805 A1 und DE 44 04 673 C2 ). Bei diesen Verfahren wird in einer Pyrolysestufe ein Brenngas erzeugt, das eine hohe Teerfracht enthält. In einer nachgeschalteten Oxidationsstufe wird die Teerfracht zusammen mit dem Brenngas durch eine Hochtemperaturoxidation bei einer Temperatur von deutlich oberhalb von 1000°C entweder thermisch gecrackt oder/und oxidiert. In der Regel wird die Oxidationsstufe mit Luft oder Sauerstoff betrieben. Hierbei werden Temperaturen oberhalb des Ascheschmelzpunktes des eingesetzten Brennstoffes erzielt. Der Vorgang verläuft im allgemeinen unterstöchiometrisch. Das Abgas aus der Oxidationsstufe wird anschließend mit verfahrensintern produzierten Koks (z.B. Holzkohle) einer Reduktionsreaktion unterworfen, wobei die Verbrennungsprodukte (CO2 und H2O) mit dem Koks zu den brennbaren Gasbestandteilen CO und H2 reagieren. Dabei wird ein großer Teil der im Abgas enthaltenen Wärmeenergie aufgezehrt. Das erzeugte brennbare Gas ist für den Einsatz in Verbrennungsmotoren und Gasturbinen bestimmt.
Wird jedoch wie bei den bekannten verfahren der Gasstrom aus der Pyrolysestufe durch die Oxidationsstufe geleitet und Luft oder Sauerstoff als Oxidationsmittel eingesetzt, sind zur Zerstörung der Teerbestandteile sehr hohe Temperaturen erforderlich (> 1300°C). Da der Prozess deutlich unterstöchiometrisch abläuft, beruht die Zerstörung eher auf einer thermischen Aufspaltung als auf einer Oxidation. Gleichzeitig ergeben sich innerhalb der Oxidationsstufe auf Grund hoher Staubbeladung der Pyrolysegase verfahrenstechnische Schwierigkeiten mit der Handhabung der sich bildenden flüssigen Schlacke, die teilweise auch mit dem Gasstrom ausgetragen und in die Reduktionszone gelangt und dort erhärtet. Auch muss die folgende Reduktionsstufe konstruktiv auf das hohe Temperaturniveau des einströmenden Gasstromes ausgelegt sein.
Gleichzeitig ist zur Aufheizung der gesamten Gasmenge aus der Pyrolysestufe die Zugabe einer entsprechend großen Menge an Verbrennungsluft (oder Sauerstoff) erforderlich. Hieraus resultiert ein erheblicher Bedarf an Reduktionskohlenstoff, der zwar in der Regel verfahrensintern erzeugt wird, jedoch auch in die Reduktionsstufe transportiert werden muss und dort der erforderliche Reaktionsraum zur Verfügung gestellt werden muß. Der Transport des Reduktionskokses kann sowohl im Gasstrom erfolgen, wie dies bei dem in DE 198 46 805 A1 offenbarten Verfahren der Fall ist, als auch getrennt vom Gasstrom in dafür vorgesehenen Fördereinrichtungen, wie in DE 44 04 673 C2 offenbart. Der Transport in externen Fördereinrichtungen ist technisch aufwändig und mit Wärmeverlusten behaftet. Der Koks darf nicht grobstückig sein und muss gegebenenfalls mechanisch vorbehandelt werden. Dieser Vorgang wird durch im Koks enthaltene mineralische oder metallische Fremdkörper erheblich erschwert. Wegen der erforderlichen Zerkleinerung des Kokses ist eine Festbettausführung der Reduktionsstufe nur bedingt geeignet, während eine fluidisierte Reduktionsstufe einen höheren Aufwand erfordert.
Ein anderer weg für den Reduktionskoks aus der Pyrolysestufe in die Reduktionsstufe ist der zyklische Transport durch die Oxidationsstufe, wie in DE 198 46 805 A1 offenbart. Wegen der dabei auftretenden kurzfristigen Temperaturschwankungen kann diese Vorgehensweise zu Instabilitäten im Betrieb der Oxidationsstufe führen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur einfachen und wirtschaftliches zur Erzeugung von teerarmen Brenngas durch mehrstufige Vergasung von festen Brennstoffen anzugeben. Die Einrichtung gestattet einen prozesstechnisch stabilen Betrieb und weist verbesserte Betriebsparameter auf. Das erzeugte Brenngas ist zur Verwendung in Wärmekraftmaschinen bestimmt.
Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem festen Brennstoff in einem Schachtvergaser, der als absteigender Festbettreaktor ausgebildet ist. Wie in den Ansprüchen gekennzeichnet, umfasst die Vorrichtung eine im Festbettreaktor angeordnete zentrale Oxidationskammer, die von der Entgasungszone getrennt ist und der das in der Entgasungszone erzeugte Pyrolysegas zugeführt wird. Die Oxidationskammer ist an eine Oxidationsmittel-Zuleitung angeschlossen, über die der Oxidationskammer ein Oxidationsmittel zugeführt wird, unter dessen Einwirkung eine partielle Oxidation und ein thermisches Cracken des Pyrolysegases erfolgt. Unterhalb der Oxidationskammer ist eine Reduktionszone angeordnet, die das Abgas aus der Oxidationskammer aufnimmt und der der bei der Pyrolysegaserzeugung anfallende Reduktionskoks aus der Entgasungszone direkt und unter Umgehung der Oxidationskammer zugeführt wird. In der Reduktionszone erfolgt eine Reduktion des Abgases aus der Oxidationskammer durch den zugeführten Reduktionskoks unter Wämeentzug zu einem Brenngas.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Oxidationsstufe mit einem staubarmen Pyrolysegas beaufschlagt wird und mit einer vergleichsweise niedrigen Oxidationstemperatur betrieben werden kann und damit auch eine niedrige Gaseintrittstemperatur in die Reduktionsstufe gestattet, wenig Reduktionskoks benötigt und einen einfachen Transport des unzerkleinerten Reduktionskokses aus der Entgasungszone in die Reduktionszone ermöglicht.
Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1, die schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, und
2 als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Schachtvergaser mit einer zusätzlichen Vergasungszone.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Schachtvergaser, der als absteigender Festbettvergaser 1 ausgebildet ist, welcher einen aufrecht stehenden zylindrischen Schacht 2 aufweist. Dem Festbettvergaser 1 wird über ein Schleusensystem 3 Brennstoff von oben zugeführt. Dabei kann es sich um Kohle, Holz oder andere holzartige Biomassen handeln. Der zugeführte Brennstoff ist in Stücke oder Schnitzel zerkleinert. Der Füllstand des Schachtes mit Brennstoff 4 wird durch einen Füllstandsanzeiger 5 überwacht. Am Umfang des Schachts 2 befindet sich ein Düsensystem, das wenigstens eine oder mehrere Düsenebenen umfassen kann, die eine Vielzahl von über den Umfang des Schachts 2 verteilte Düsen 6 umfasst, die über einen Ringkanal 7 mit Frischluft beschickt werden. Dem Ringkanal 7 wird ein Luftstrom 8 über einen Einlassstutzen 9 zugeführt, so dass durch jede der Düsen ein Teilstrom der für eine autotherme Entgasung des Brennstoffes benötigten Luft in den Schacht 2 eingeleitet wird. Bei der autothermen Vergasung wird Prozessenergie durch Teilverbrennung unter Luftzuführung erhalten.
In der Brennstoffschüttung findet durch partielle Oxidation eine Wärmeentwicklung statt, die in der Folge während einer vorgegebenen Verweildauer in einer Entgasungszone 10 eine Entgasung des Brennstoffes 4 bewirkt. Das hierbei in der Entgasungszone 10 gebildete Pyrolysegas ist reich an langkettigen Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf, der im wesentlichen vom Wassergehalt des Brennstoffes 4 und den Zersetzungsprodukten der Entgasungsreaktion herrührt. Der Festbettvergaser 1 weist eine von der Entgasungszone 10 getrennte Oxidationsstufe auf, in der eine partielle Oxidation und ein thermisches Cracken des Rohgases unter Zusatz eines Oxidationsmittels erfolgt. Die Oxidationsstufe wird durch eine Oxidationskammer 12 gebildet, die vorzugsweise zentral im Vergaserschacht 2 angeordnet ist. Die Oxidationskammer 12 weist ein zylindrisches Gehäuse 13 auf, das konzentrisch zur Längsachse 14 des Schachts angeordnet ist und das nach oben durch einen konischen Teil 15 begrenzt wird und das nach unten offen ist. Ein Zuluftkanal 16 mündet von oben in die Oxidationskammer 12. Im dargestellten Ausführungsbeispiel führt der Zuluftkanal 16 durch die Abdeckung 17 des Schachts 2 und verläuft konzentrisch zur Längsachse 14 des Schachts 2. Er kann aber auch außerhalb der Längsachse oder in radialer Richtung seitlich angeordnet sein und parallel zu dieser verlaufen. Im oberen Teil der Oxidationskammer 12 sind radiale Öffnungen 18 angeordnet, die über den Umfang des Gehäuses 13 verteilt sind.
Durch die Öffnungen 18 gelangt Pyrolysegas 20 auf Grund der örtlichen Druck- und Strömungsverhältnisse in die Oxidationskammer 12. Unter der Wirkung eines Oxidationsmittels in Form der über den Zuluftkanal 16 zugeführten Zuluft 21 erfolgt in der Oxidationskammer 12 eine unterstöchiometrische Verbrennung des Pyrolysegases 20. Hierbei werden durch thermisches Cracken und partielle Oxidation die langkettigen Kohlenwasserstoffe zerstört, und es wird ein Abgas 22 erzeugt, das nur einen geringen Heizwert aufweist. Das Abgas 22 gelangt aus der nach unten offenen Oxidationskammer 12 in eine unterhalb der Oxidationskammer 12 liegenden Reduktionszone 23, in der sich eine Schüttung aus Reduktionskoks 24 befindet, die im Bereich der nach unten offenen Oxidationskammer 12 einen Schüttkegel 25 bildet.
Der Reduktionskoks 24 wird im Raum zwischen der Oxidationskammer 12 und der Wandung des Vergaserschachts 2 bei der Entgasung des Brennstoffes 4 erzeugt. Auf Grund der zentralen Anordnung der Oxidationskammer 12 im Schacht 2 und dem zylindrischen Gehäuse 13 der Oxidationskammer 12 wird ein ringförmiger Raum zwischen dem Gehäuse 13 und der Schachtwandung gebildet, der hierin als Ringspalt 26 bezeichnet wird und durch den Reduktionskoks 24 über den Umfang des Ringspalts 26 verteilt der Reduktionszone 23 zugeführt wird. Hierbei kann der Reduktionskoks 24 zum Ersatz des verbrauchten Reduktionskokses in die Reduktionszone 23 nachrutschen, ohne dass es dazu einer mechanischen Fördereinrichtung bedarf. Durch den Reduktionskoks 24 wird das Abgas 22 in der Reduktionszone 23 unter Wärmeentzug zu Brenngas reduziert.
Die Reduktionszone 23 wird durch einen Rost begrenzt, der als beweglicher Rost und insbesondere als Drehrost 28 ausgebildet ist und durch den die beim Reduktionsvorgang entstehende Asche von der Reduktionszone 23 abgetrennt und über eine Austrittsöffnung 29 entsorgt wird. Zum Antrieb des Drehrosts 28 dient ein Elektrogetriebemotor 30. Der Schacht 2 ist nach unten durch eine Bodenplatte 31 abgeschlossen und ruht auf Säulen, von denen in 1 nur die Säulen 32 und 33 dargestellt sind. Der Motor 30 ist unterhalb der Bodenplatte 31 an den Säulen befestigt und durch eine Welle 34 mit dem Drehrost 28 verbunden.
Durch eine höhenverstellbare Anordnung des Drehrosts 28 kann die Höhenausdehnung der Reduktionszone 23 verändert werden, was für eine Optimierung des Betriebs der Vorrichtung hinsichtlich Aschequalität, Druckverlust in der Reduktionszone 23 und Anpassung an Brennstoffeigenschaften vorteilhaft ist. Hierzu ist die Welle 34 in der als Hohlwelle ausgeführten Abtriebswelle des Elektrogetriebemotors 30 axial verschiebbar angeordnet und kann in der jeweils gewählten Stellung gegen eine weitere Verschiebung durch nicht dargestellte Stellringe fixiert werden. Die Höhe der Reduktionszone 23 ist von einer Reihe von Faktoren wie Brennstoffaschegehalt, Stückigkeit, Belastung des Gaserzeugers und Reaktivität des Kokses abhängig.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Oxidationskammer 12 im zylindrischen Schacht 2 konzentrisch zu dessen Längsachse 14 angeordnet. Der Zuluftkanal 16 mündet zentral von oben in die Oxidationskammer 12 und ist in Richtung von deren Mitte verlängert, wodurch eine gleichmäßige Verbrennung des aus der Entgasungszone 10 zugeführten Pyrolysegases 20 gefördert wird. Alternativ kann zur Erreichung eines gleichmäßigen Verbrennungsablaufs innerhalb der Oxidationskammer der Zuluftkanal 16 an dessen Austrittsöffnung mit einer Mischkammer versehen werden, in der das Pyrolysegas 20 und die Zuluft 21 innig miteinander vermischt werden. Der mit Reduktionskoks 24 gefüllte Ringspalt 26 bildet einen Strömungswiderstand für das in der Entgasungszone 10 erzeugte Pyrolysegas 20. Auf Grund des in dieser Koksschüttung herrschenden Strömungswiderstandes für das Pyrolysegas 20 strömt dieses vorzugsweise durch die im oberen Bereich angeordneten Öffnungen 18 in die Oxidationskammer 12, welche als reiner Gasraum nur einen vernachlässigbaren Strömungswiderstand aufweist.
Bei Verwendung von mehreren übereinander angeordneten Düsenebenen 6 für die Zuführung des Luftstroms 8 in die Entgasungszone 10 wird ein Durchströmen des Ringspaltes 26 mit Pyrolysegas 20 auch dadurch verhindert, dass die durch die unteren Düsenebenen einströmende Zuluft 8 ein sehr teerarmes Brenngas erzeugt und somit eine stömungsbedingte Bariere für das im Bereich der obersten Düsenebene gebildeten Pyrolysegas darstellt. Der sehr geringe Teergehalt des im Bereich der unteren Düsenebenen gebildeten Brenngases rührt daher, dass hier bereits entgaster Brennstoff in Form des Reduktionskokses 24 vorliegt und so kein Teer freigesetzt wird.
Das im Raum unterhalb des Rosts 28 gesammelte Brenngas 35 wird je nach dem zur Anwendung kommenden Entstaubungskonzept nach unten oder seitlich aus der Reduktionszone 23 abgesaugt. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Entnahme des Brenngases 35 seitlich durch eine in der Wandung des Schachts 2 in dessen unteren Teil angeordnete Austrittsöffnung 36. Das Brenngas wird nach seiner Entnahme aus der Reduktionszone 23 entsprechend den Anforderungen einer Verwendung in wärmekraftmaschinen gekühlt und gereinigt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung
Abweichend vom oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Oxidationskammer 12 auch mit einer deutlich herabgesetzen Oxidationstemperatur betrieben werden. Dies ist immer dann sinnvoll, wenn bei Einsatz aschereicher Brennstoffe mit niedrigen Ascheschmelzpunkten die für die thermische Zerstörung der langkettigen Kohlenwasserstoffe erforderlichen Oxidationstemperaturen von 1000°C oder darüber aus Gründen der Verschlackungsgefahr nicht zulässig sind. In diesem Fall wird der für die Oxidationsstufe vorgesehenen Verbrennungsluft oder dem Pyrolysegasstrom 20 Wasserdampf zugemischt. Stattdessen oder zusätzlich kann in beiden Fällen Rauchgas aus der Wärmekraftmaschine oder anderen Feuerungsanlagen zugemischt werden. Durch eine gezielte Zumischung von Rauchgas (gleich Abgas) werden die Verbrennungstemperaturen gesenkt. Dieser Vorgang entspricht der Abgasrückführung von Verbrennungsmotoren zur Reduzierung der NOx-Emissionen. Ferner erhöht sich der Wasserdampfgehalt im Gas, was ebenfalls eine zerstörende Wirkung auf den Teer hat. Die Zumischung vergrößert den Massenstrom in der Oxidationskammer und senkt dadurch die Oxidationstemperatur bei sonst gleichbleibenden Stoffströmen.
Die gewünschte Zerstörung der langkettigen Kohlenwasserstoffe kann dann erreicht werden, wenn die Menge an zugemischten Wasserdampf und/oder Rauchgas derart bestimmt wird, dass selbst bei stöchiometrischen Verhältnissen die zur Verhinderung der Verschlackung zulässige Oxidationstemperatur nicht mehr überschritten wird. Die Kohlenwasserstoffe werden dann auch bei erheblich niedrigeren Temperaturen zu Kohlendioxyd und Wasserdampf auf oxidiert. Damit dieser Vorgang in kurzer Zeit stattfindet, können auch leicht überstöchiometrische Verhältnisse eingestellt werden, so dass sich eine Verbrennung mit Sauerstoffüberschuss ergibt. Diese geht schnell vonstatten und erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit, was zu kleineren Apparategrößen führen kann. Des weiteren bewirkt der zusätzlich eingebrachte Wasserdampf und/oder das zusätzlich eingebrachte Rauchgas auch bei unterstöchiometrischen Verhältnissen eine Zerstörung der Teerbestandteile, so dass bei hohen Wasserdampfpartialdrücken die Oxidationstemperatur herabgesetzt werden kann.
Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Entgasungszone 10 wird der Festbettvergaser 1 mit mehr als einer Düsenebene mit Düsen 6 zur Einbringung der Vergasungsluft ausgestattet. Im Ausführungsbeispiel von 1 sind zwei Düsenebenen vorgesehen, von denen jede einen Luftstrom 8 zugeführt erhält. Neben der in Verbindung mit 1 beschriebenen Barrierewirkung ergibt dies den Vorteil, dass die Leistung des Festbettvergasers 1, die Entgasungstemperatur und die Verweildauer des Brennstoffes 4 in der Entgasungszone 10 erhöht werden kann. Zusätzlich können die Düsenebenen 6 mit unterschiedlichen Gemischen aus Luft, Wasserdampf und Rauchgasen aus der Wärmekraftmaschine beschickt werden. Die Anreicherung des Luftstroms 8 mit Wasserdampf und/oder Rauchgas bewirkt eine Reduzierung der Verbrennungstemperaturen in der Entgasungszone 10 und ermöglicht die Steuerung der Verbrennungstemperaturen. Dort wo die Vergasungsluft 8 durch die Düsen 6 in die Schüttung gelangt, entstehen sehr hohe Temperaturen, die durchaus Verschlackungsprobleme hervorrufen können. Dem kann durch Zugabe von Dampf entgegengewirkt werden, wodurch eine Temperaturabsenkung erreicht werden kann. Auf diese weise kann eine Verschlackung in der Entgasungszone 10 verhindert werden.
Als weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt 2 einen Schachtvergaser der anhand von 1 beschriebenen Art, der mit einer zusätzlichen Vergasungszone ausgestattet ist. Die dem Schachtvergaser von 1 entsprechenden Komponenten haben in 2 die gleichen Bezugszeichen. Wie bei der Vorrichtung von 1 weist der Schachtvergaser von 2 eine Entgasungszone 10, der über einen Einlassstutzen 9 Luft zugeführt wird, eine zentrale Oxidationskammer 12 mit einem Zuluftkanal 16 sowie eine Reduktionszone 23 auf.
Im Bereich unterhalb der Reduktionszone 23 ist eine weitere Vergasungszone 40 vorgesehen, die hierin auch als Restkoksvergasungszone bezeichnet wird und die mit zusätzlicher Luft als Gegenstromvergaser betrieben wird. Die zusätzliche Luft wird als Unterluft 41 über einen Einlassstutzen 42 zugeführt, der unterhalb eines beweglichen Rosts 43 angeordnet ist. Der Rost 43 ist wie der Rost 28 von 1 als Drehrost ausgebildet und wird von einem Elektrogetriebemotor 44 angetrieben. Statt der Verwendung von Luft 41 kann auch zusätzlich Rauchgas und/oder Wasserdampf zur Senkung und Steuerung der Reaktionstemperaturen zugeführt werden. Das erzeugte Rohgas wird in einem ringförmigen Gassammelraum 45 gesammelt, der in Höhe der Reduktionszone 23 angeordnet ist und durch eine zylindrische Wandung 46 und eine Abdeckung 47 gebildet wird. Der Gassammelraum 45 ist nach unten offen und wird lediglich durch den Schüttkegel 48 des Reduktionskokses begrenzt. Das im Gassammelraum 45 gesammelte Rohgas 50 wird über einen am Umfang des Schachts 2 angeordneten Stutzen 51 abgesaugt. Ein Vorteil der in 2 dargestellten Vorrichtung besteht darin, dass die mit dem Rost 43 abgetrennte und über einen Auslassstutzen 49 entsorgte Asche nur noch sehr geringe Mengen an Kohlenstoff enthält.
Während die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, können Abwandlungen dieser Ausführungsformen und andere Ausführungsformen realisiert werden, ohne dass dadurch der Bereich der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, verlassen wird.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem festen Brennstoff in einem Schachtvergaser (1), der als absteigender Festbettvergaser ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Vergaserschacht (2) eine zentrale Oxidationskammer (12) angeordnet ist, die von einer Entgasungszone (10) getrennt ist und der in der Entgasungszone erzeugtes Pyrolysegas (20) zugeführt wird; dass mit der Oxidationskammer eine Oxidationsmittel-Zuleitung (16) verbunden ist, über die der Oxidationskammer (12) ein Oxidationsmittel (21) zugeführt wird, unter dessen Einwirkung eine partielle Oxidation und ein thermisches Cracken des Pyrolysegases erfolgt; und dass unterhalb der Oxidationskammer (12) eine Reduktionsstufe (23) angeordnet ist, die das Abgas aus der Oxidationskammer aufnimmt und der bei der Pyrolysegaserzeugung anfallender Reduktionskoks (24) aus der Entgasungszone (10) direkt und unter Umgehung der Oxidationskammer (12) zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationskammer (12) Zylinderform aufweist und im Vergaserschacht (2) konzentrisch angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationskammer (12) radiale Öffnungen (18) aufweist, durch die das in der Entgasungszone (10) erzeugte Pyrolysegas (20) der Oxidationskammer zugeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuluftkanal (16) parallel zur Längsachse der Oxidationskammer (12) von oben in diese mündet, und dass der Zuluftkanal innerhalb der Oxidationskammer in Richtung von deren Mitte verlängert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Spalt (26) zwischen der Oxidationskammer (12) und der Wandung des Vergaserschachts (2) im Bereich der Vergasungszone (10); zur direkten Zuführung des in der Entgasungszone (10) erzeugten Reduktionskokses (24) in die Reduktionszone (23) ist der Spalt (26) direkt und unter Umgehung der Oxidationskammer mit der Reduktionszone (23) verbunden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass am Umfang des Schachts (2) Düsen (6) in wenigstens einer Ebene angeordnet sind, durch die der Entgasungszone (10) ein Luftstrom (8) von außen zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass mehrere Düsenebenen (6), übereinander angeordnet sind, über die der Luftstrom (8) der Entgasungszone (10) zugeführt wird, und dass der über die unteren Düsenebenen zugeführten Luftstrom zur Erzeugung eines teerarmen Brenngases dient, das eine Bariere für im Bereich der oberen Düsenebene gebildetes Pyrolysegas bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Reduktionszone (23) ein beweglicher Rost (28) für die Abscheidung der durch den Reduktionsvorgang entstehenden Asche angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, das der Rost (28) höhenverstellbar ausgebildet ist und dass durch eine Höhenverstellung des Rosts (28) die Reduktionszone (23) in ihrer Höhenausdehnung veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung des Schachts (2) in dessen unteren Teil wenigstens eine Austrittsöffnung (36) angeordnet ist, die zur Entnahme des Brenngases (35) aus der Reduktionszone (23) dient.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Vergasungszone (40) an die Reduktionszone (23) angeschlossen wird, in welcher der feine Restkoks aus der Reduktionszone (23) durch Zufuhr weiterer Vergasungsmittel (41) in der als Gegenstromvergaser betriebenen Vergasungszone (40) weitgehend vergast wird.
Vorrichtung nach Ansprüche 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Vergasungszone (40) durch einen beweglichen Rost (43) begrenzt ist, über den die sich bei der Vergasung ergebende Asche bei geringem Glühverlust abgeschieden wird.
Vorrichtung nach Ansprüche 11, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Vergasungsmittel (41) über eine Eintrittsöffnung (42) zugeführt wird, die unterhalb des Rosts (43) in der Schachtwandung angeordnet ist.