DE202013101154U1 - Pyrolysis aggregate for wet biomass - Google Patents
Pyrolysis aggregate for wet biomass Download PDFInfo
- Publication number
- DE202013101154U1 DE202013101154U1 DE202013101154U DE202013101154U DE202013101154U1 DE 202013101154 U1 DE202013101154 U1 DE 202013101154U1 DE 202013101154 U DE202013101154 U DE 202013101154U DE 202013101154 U DE202013101154 U DE 202013101154U DE 202013101154 U1 DE202013101154 U1 DE 202013101154U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- biomass
- pyrolysis
- segment
- pyrolysis unit
- dewatering
- 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 - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
- C10B47/28—Other processes
- C10B47/32—Other processes in ovens with mechanical conveying means
- C10B47/44—Other processes in ovens with mechanical conveying means with conveyor-screws
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
- B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
- B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
- B30B9/121—Screw constructions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
- C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
- C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
- C10B57/10—Drying
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B1/00—Preliminary treatment of solid materials or objects to facilitate drying, e.g. mixing or backmixing the materials to be dried with predominantly dry solids
- F26B1/005—Preliminary treatment of solid materials or objects to facilitate drying, e.g. mixing or backmixing the materials to be dried with predominantly dry solids by means of disintegrating, e.g. crushing, shredding, milling the materials to be dried
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
- F26B17/18—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs
- F26B17/20—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs the axis of rotation being horizontal or slightly inclined
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
- F26B3/22—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source and the materials or objects to be dried being in relative motion, e.g. of vibration
- F26B3/24—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source and the materials or objects to be dried being in relative motion, e.g. of vibration the movement being rotation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/14—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by applying pressure, e.g. wringing; by brushing; by wiping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2200/02—Biomass, e.g. waste vegetative matter, straw
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Pyrolyseaggregat (1) zur Pyrolyse von feuchter Biomasse (4) mit a) einem Entwässerungssegment (A) zum mechanischen Entwässern der Biomasse (4) mit Mitteln zur Materialzufuhr (3) und b) einem Trocknungssegment (B) zum thermischen Entwässern der Biomasse (4) durch Wärmezufuhr (32) und c) einem Reaktorsegment (C) zur pyrolytischen Zersetzung der Biomasse (4) in Gas und Kohle durch thermische Behandlung ohne Luftzutritt mit Mitteln zum Gasaustrag (33) und Mitteln zum Kohleaustrag (34), dadurch gekennzeichnet, dass das Entwässerungssegment (A) eine von einem ersten Gehäuse (10) umschlossene Schneckenpresse (7) zur Vorentwässerung (D), eine Zerkleinerungsstufe (13) zur Zerkleinerung (E) und einen von einem zweiten Gehäuse (15) umschlossenen ersten Kegel (18) zur Hauptentwässerung (F) der Biomasse (4) umfasst, das Trocknungssegment (B) einen von einer zweiten Abwärmekammer (42) eingefassten Trocknungszylinder (22) zur Trocknung (G) und eine von einer ersten Abwärmekammer (41) eingefasste Zinkenwelle (24) zur Materiallüftung (H) und einen zweiten Kegel (29) zur flächenförmigen Ausbreitung (I) der Biomasse (4) umfasst, und das Reaktorsegment (C) einen von einer Heißgaskammer (40) eingefassten Pyrolysezylinder (31) zur Pyrolyse (K) der Biomasse (4) in einer Pyrolysezone (43) umfasst, und dabei alle Segmente (A, B, C) entlang einer Längsachse (44) des Pyrolyseaggregats (1) antriebsmässig miteinander verbunden sind und die Biomasse (4) im Betriebszustand von einem Segment zum nächsten transportiert wird und damit die Biomasse (4) das Pyrolyseaggregat (1) kontinuierlich durchläuft.Pyrolysis unit (1) for pyrolysis of moist biomass (4) with a) a dewatering segment (A) for mechanical dewatering of the biomass (4) with material supply means (3) and b) a drying segment (B) for thermal dewatering of the biomass (4 ) by heat supply (32) and c) a reactor segment (C) for pyrolytic decomposition of the biomass (4) in gas and coal by thermal treatment without access of air with means for gas discharge (33) and means for coal discharge (34), characterized in that the dewatering segment (A) comprises a screw press (7) enclosed by a first housing (10) for pre-dewatering (D), a comminution stage (13) for comminuting (E) and a first cone (18) enclosed by a second housing (15) Main drainage (F) of the biomass (4), the drying segment (B) enclosed by a second waste heat chamber (42) drying cylinder (22) for drying (G) and one of a first waste heat chamber (41) comprised tine shaft (24) for material ventilation (H) and a second cone (29) for spreading (I) the biomass (4), and the reactor segment (C) comprises a pyrolysis cylinder (31) enclosed by a hot gas chamber (40) for pyrolysis (K) of the biomass (4) in a pyrolysis zone (43), and all segments (A, B, C) along a longitudinal axis (44) of the pyrolysis unit (1) are drivingly connected together and the biomass (4) in the operating state is transported from one segment to the next and thus the biomass (4) passes through the pyrolysis unit (1) continuously.
Description
Die Erfindung betrifft ein Pyrolyseaggregat zur Pyrolyse von feuchter Biomasse mit einem Entwässerungssegment zum mechanischen Entwässern der Biomasse mit Mitteln zur Materialzufuhr und einem Trocknungssegment zum thermischen Entwässern der Biomasse durch Wärmezufuhr und einem Reaktorsegment zur pyrolytischen Zersetzung der Biomasse in Gas und Kohle durch thermische Behandlung ohne Luftzutritt mit Mitteln zum Gasaustrag und Mitteln zum Kohleaustrag.The invention relates to a pyrolysis for pyrolysis of wet biomass with a dewatering segment for mechanical dehydration of the biomass with means for material supply and a drying segment for thermal dewatering of the biomass by supplying heat and a reactor segment for pyrolytic decomposition of biomass in gas and coal by thermal treatment without air access Means for gas discharge and means for coal discharge.
Biomasse und biogene Rest- und Abfallstoffe sind attraktive Rohstoffe um fossile Brennstoffe als Energieträger zu ersetzen, weil sie einen bedeutenden Beitrag zum Klimaschutz leisten. Die Nutzung bzw. Verbrennung von Energieträgern aus Biomasse ist grundsätzlich klimaneutral, denn es wird nicht mehr Kohlenstoff, meist als CO2, freigesetzt als bei der Photosynthese der Biomasse gebunden wird. Bei einer Pyrolyse von kohlenstoffhaltiger Biomasse als Pyrolysegut mit niedrigem Energiegehalt wird diese unter Sauerstoffausschluss thermisch bei Temperaturen zwischen 400 und 600°C umgesetzt, wobei Gas und Kohle als Pyrolyseprodukte mit hohem Energiegehalt gewonnen werden. Dabei findet eine thermo-chemische Spaltung der organischern Verbindungen statt, indem durch die hohen Temperaturen ein Bindungsbruch innerhalb großer Moleküle in kleinere erzwungen wird. Die Pyrolyse von Mist, was eine Mischung von Tierexkrementen (Gülle) und pflanzlicher Einstreu (Stroh) ist, und anderen biogenen Abfallstoffen ist ein wichtiger Beitrag zum Umwelt- und Ressourcenschutz, da diese Abfälle hochwertig verwertet werden und nicht auf Deponien abgelagert oder einfach nur verbrannt werden. Genutzt wird derartige feuchte Biomasse bisher wenig, da der hohe Wassergehalt einen geringen Energiewert mit sich bringt. Zur Vorbehandlung nasser Biomasse für die Pyrolyse sind deshalb Technologien zur Entwässerung und Trocknung der Biomasse erforderlich.Biomass and biogenic residues and waste materials are attractive raw materials to replace fossil fuels as energy carriers because they make a significant contribution to climate protection. The use or combustion of energy sources from biomass is basically climate-neutral, because it is no longer carbon, usually as CO2, released as in the photosynthesis of biomass is bound. In a pyrolysis of carbonaceous biomass as pyrolysis with low energy content, this is thermally reacted with exclusion of oxygen at temperatures between 400 and 600 ° C, with gas and coal are obtained as pyrolysis products with high energy content. In this case, a thermo-chemical cleavage of the organic compounds takes place, in that the high temperatures force a bond break within large molecules into smaller ones. Pyrolysis of manure, which is a mixture of animal excrement (manure) and plant bedding (straw), and other biogenic waste is an important contribution to environmental and resource conservation, as it is recycled to a high quality and is not landfilled or simply incinerated become. So far, such moist biomass is hardly used, since the high water content brings with it a low energy value. Pre-treatment of wet biomass for pyrolysis therefore requires technologies for dewatering and drying the biomass.
Die Offenlegungsschrift
In der Gebrauchsmusterschrift
Die Patentschrift
Davon ausgehend liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung zur Pyrolyse für feuchte Biomasse vorzuschlagen, die sich durch eine Kombination einzelner funktionaler Segmente in wirtschaftlicher Weise auszeichnet und eine Vereinfachung der Prozesskette zwischen der Zufuhr und Pyrolyse der feuchten Biomasse darstellt.Based on this, the object of the invention is to propose an improved apparatus for pyrolysis for moist biomass, which is characterized by a combination of individual functional segments in an economical manner and represents a simplification of the process chain between the supply and pyrolysis of the wet biomass.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is solved by the features of
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einem Pyrolyseaggregat zur Pyrolyse von feuchter Biomasse das Entwässerungssegment eine von einem ersten Gehäuse umschlossene Schneckenpresse zur Vorentwässerung, eine Zerkleinerungsstufe zur Zerkleinerung und einen von einem zweiten Gehäuse umschlossenen Kegel zur Hauptentwässerung der Biomasse umfasst, das Trocknungssegment einen von einer zweiten Abwärmekammer eingefassten Trocknungszylinder zur Trocknung und eine von einer ersten Abwärmekammer eingefasst Zinkenwelle zur Materiallüftung und einen zweiten Kegel zur flächenförmigen Ausbreitung der Biomasse umfasst, und das Reaktorsegment einen von einer Heißgaskammer eingefassten Pyrolysezylinder zur Pyrolyse der Biomasse in einer Pyrolysezone umfasst. Weiterhin sind das Entwässerungssegment, das Trocknungssegment und das Reaktorsegment entlang einer Längsachse des Pyrolyseaggregats antriebsmässig miteinander verbunden, so dass die Biomasse im Betriebszustand von einem Segment zum nächsten transportiert wird und damit die Biomasse das Pyrolysegerät kontinuierlich durchläuft. The object is achieved in that in a pyrolysis unit for pyrolysis of wet biomass, the dewatering segment comprises a closed by a first housing screw press for pre-dewatering, a crushing stage for crushing and enclosed by a second housing cone for main drainage of biomass, the drying segment of a second drying chamber enclosed drying cylinder for drying and one enclosed by a first waste heat chamber tine wave for material ventilation and a second cone for spreading the biomass comprises, and the reactor segment comprises a pyrolysis of a closed by a hot gas chamber pyrolysis of the biomass in a pyrolysis zone. Furthermore, the dewatering segment, the drying segment and the reactor segment are drivingly connected to each other along a longitudinal axis of the pyrolysis unit, so that the biomass is transported from one segment to the next in the operating state and thus the biomass continuously passes through the pyrolysis device.
Die feuchte Biomasse besteht aus Mist oder biogenen Rest- und Abfallstoffen, die nicht in Nutzungskonkurrenz zu Lebensmitteln oder anderen nachwachsenden Rohstoffen stehen. Je nach verwendetem Material weist die Biomasse eine faserige, körnige, pastöse oder mehlige Konsistenz auf. Die Biomasse wird über die Materialzufuhr auf ein erstes Schneckenrohr mit einer ersten Schneckenwendel gegeben. Für faserige Biomasse beispielsweise ist die Ganghöhe der ersten Schneckenwendel so gestaltet, dass sie das faserige Material optimal fassen und fördern kann. Dadurch ist ein optimaler Füllungsgrad des Pyrolyseaggregats erreichbar. In Abhängigkeit davon, ob die Biomasse eine faserige, körnige oder mehlige Konsistenz aufweist, ist das erste Schneckenrohr mit einer dafür ausgelegten Ganghöhe der ersten Schneckenwendel ausgeführt und austauschbar.The wet biomass consists of manure or biogenic residues and waste materials that are not in competition with food or other renewable raw materials. Depending on the material used, the biomass has a fibrous, granular, pasty or floury consistency. The biomass is fed via the material supply to a first screw tube with a first screw spiral. For fibrous biomass, for example, the pitch of the first helix is designed so that it can optimally grip and convey the fibrous material. As a result, an optimal degree of filling of the pyrolysis unit can be achieved. Depending on whether the biomass has a fibrous, granular or floury consistency, the first screw tube is designed with a designated pitch of the first screw spiral and interchangeable.
Die Schneckenpresse ist als ein zweites Schneckenrohr mit einer zweiten Schneckenwendel gebildet. Das erste Gehäuse der Schneckenpresse hat über seinen Umfang Entwässerungsschlitze verteilt, die zwischen ein und fünf Millimeter sein können. Um bereits in der Schneckenpresse eine Vorentwässerung der Biomasse zu gewährleisten, steigt das zweite Schneckenrohr nach dem Einzugsbereich der Biomasse konisch an, gleichzeitig nehmen die Windungen der zweiten Schneckenwendel in der Ganghöhe ab. Außerdem nimmt der Abstand der Windungen der zweiten Schneckenwendel untereinander nach dem Einzugsbereich kontinuierlich ab. Dadurch wird das Volumen zwischen dem zweiten Schneckenrohr und der zweiten Schneckenwendel fortlaufend kleiner, so dass der Druck auf die Biomasse stetig steigt und viel Flüssigkeit durch die Entwässerungsschlitze des ersten Gehäuses abgegeben wird.The screw press is formed as a second screw tube with a second screw flight. The first housing of the screw press has distributed over its circumference drainage slots, which can be between one and five millimeters. In order to ensure pre-dewatering of the biomass already in the screw press, the second screw tube rises conically towards the catchment area of the biomass, at the same time the turns of the second screw spiral decrease in pitch. In addition, the distance between the turns of the second spiral screw continuously decreases with each other after the catchment area. As a result, the volume between the second screw tube and the second screw coil continuously decreases, so that the pressure on the biomass rises steadily and much liquid is discharged through the drainage slots of the first housing.
Über die Länge der Schneckenpresse sind Bremsen, auch Stopper oder Zähne genannt, verteilt. Dafür sind die zweiten Schneckenwindungen an der Position der Bremsen eingeschlitzt, so dass die Bremsen durch die Windungen der zweiten Schneckenwindungen bis auf das zweite Schneckenrohr ragen. Die Bremsen verhindern vorteilhaft ein Stopfen, Klemmen und/oder ein Verkleben der Biomasse in den zweiten Schneckenwindungen. Gleichzeitig wird die Biomasse umgewälzt und aufgefasert. Je nach verwendetem Pyrolysegut besteht die Möglichkeit die Bremsen einzeln auf das zweite Schneckenrohr zu stellen oder aus der Schneckenpresse heraus zu ziehen.Brakes, also called stoppers or teeth, are distributed over the length of the screw press. For this, the second worm turns are slotted at the position of the brakes, so that the brakes protrude through the turns of the second worm turns up to the second worm tube. The brakes advantageously prevent plugging, jamming and / or sticking of the biomass in the second screw flights. At the same time, the biomass is circulated and frayed. Depending on the pyrolysis product used, it is possible to place the brakes individually on the second screw tube or to pull it out of the screw extruder.
Vor dem Eintritt der Biomasse in die Hauptentwässerung, dient die Zerkleinerungsstufe mit zwei bis acht Messern dem feinen Zerkleinern bzw. Mahlen und Vermengen faserigen Materials der Biomasse.Before entering the biomass into the main drainage, the crushing stage with two to eight knives is used for the fine comminution or grinding and mixing of fibrous material of the biomass.
Die Hauptentwässerung besteht aus einem zylindrischen zweiten Gehäuse, welches innen zum Trocknungssegment hin schmaler wird. Über den Umfang des zweiten Gehäuses sind neben den Bremsen Längsschlitze für den Ablauf von Flüssigkeit angebracht. Diese Längsschlitze können je nach verwendeter Biomasse durch variable Ausgleichsplatten in der Öffnungsweite eingestellt werden. Weiterhin sind die Ausgleichsplatten beweglich, um ein Verstopfen der Längsschlitze zu verhindern bzw. wieder auf zu brechen.The main drainage consists of a cylindrical second housing which narrows inside towards the drying segment. Along the circumference of the second housing longitudinal slots for the discharge of liquid are mounted in addition to the brakes. These longitudinal slots can be adjusted depending on the biomass used by variable equalizing plates in the opening width. Furthermore, the compensating plates are movable to prevent clogging of the longitudinal slots or to break again.
Im Inneren der Hauptentwässerung dreht sich ein zum Trocknungssegment hin ansteigender erster Kegel, auf dem eine Schneckenwendel zum Transport der Biomasse aufgebracht ist. Die vom ersten Schneckenrohr kommende Biomasse wird in der Hauptentwässerung stark zusammen gepresst und entwässert. Die entwässerte Biomasse wird mittels des entstehenden Drucks durch den vom schmaler werdenden zweiten Gehäuse und dem ansteigenden ersten Kegel gebildeten ersten Ringspalt auf den Trocknungszylinder gedrückt. Besonders vorteilhaft dichtet dabei das Material der Biomasse das Trocknungssegment und das Reaktorsegment gegen einen Luftzutritt aus dem Entwässerungssegment ab. Auf dem Trocknungszylinder wird die Biomasse über dessen Umfang dünn ausgebreitet und mit der Abwärme aus dem Pyrolyseprozess getrocknet.In the interior of the main drainage, a first cone, rising towards the drying segment, rotates, on which a screw spiral for transporting the biomass is applied. The biomass coming from the first screw tube is pressed together and dehydrated in the main drainage system. The dewatered biomass is forced onto the drying cylinder by means of the resulting pressure through the first annular gap formed by the narrowing second housing and the rising first cone. In this case, the material of the biomass particularly advantageously seals the drying segment and the reactor segment against the ingress of air from the dewatering segment. On the drying cylinder, the biomass is spread thinly over its circumference and dried with the waste heat from the pyrolysis process.
Auf der Zinkenwelle nach dem Trocknungszylinder wird das getrocknete Material der Biomasse durch Zinken auf der sich drehenden Zinkenwelle gelüftet, so dass die verbleibende Feuchtigkeit der Biomasse aus der Wasserdampfschleuse austreten kann. Die Wasserdampfschleuse ist mit einer Verschlussklappe bzw. -schieber ausgestattet, die sich dann schließt, wenn die Biomasse keine bzw. nur noch geringe Feuchtigkeit enthält.On the tine shaft after the drying cylinder, the dried material of the biomass is released by prongs on the rotating tine shaft, so that the remaining moisture of the biomass can escape from the water vapor lock. The steam lock is with a Closure flap or slider fitted, which closes when the biomass contains no or only low humidity.
Das getrocknete Material der Biomasse wird dann über einen zum Reaktorsegment ansteigenden zweiten Kegel mit aufgebrachter Schneckenwendel durch einen zweiten Ringspalt auf den Pyrolysezylinder gedrückt. Besonders vorteilhaft schließt auch hier das Material der Biomasse, das durch den zweiten Ringspalt gedrückt wird, das Reaktorsegment gegen einen Luftzutritt aus dem Trocknungssegment hin ab.The dried material of the biomass is then pressed onto the pyrolysis cylinder through a second cone with applied helical spiral through a second annular gap via a second cone rising to the reactor segment. Particularly advantageous here also includes the material of the biomass, which is pressed by the second annular gap, the reactor segment from an air inlet from the drying segment down.
Auf dem Pyrolysezylinder wird die Biomasse immer weiter vorgewärmt bis sie in die Pyrolysezone gelangt. Hier wird das Material der Biomasse kurzzeitig einer gewählten Pyrolysetemperatur von bis zu 600°C ausgesetzt und zerfällt im Pyrolyseprozess in Gas und Kohle. Kurz nach der Pyrolysezone fällt die Kohle vom Pyrolysezylinder und das Gas steigt auf. Über Rührblätter eines Rührers, der am Ende des Pyrolysezylinders angebracht ist, wird die Kohle gelockert, um eventuell eingeschlossenem Gas das Aufsteigen zu ermöglichen. Die Kohle fällt dann in einen Vorratsbehälter und wird über eine Entnahmeeinrichtung entnommen und kann einer weiteren Verwertung zugeführt werden. So kann das Pyrolysegas verflüssigt und es so bis zur weiteren Aufbereitung lagerfähig gemacht werden.The biomass is further preheated on the pyrolysis cylinder until it reaches the pyrolysis zone. Here the material of the biomass is briefly exposed to a selected pyrolysis temperature of up to 600 ° C and decomposes in the pyrolysis process in gas and coal. Shortly after the pyrolysis zone, the coal falls from the pyrolysis cylinder and the gas rises. About stirring blades of a stirrer, which is attached to the end of the pyrolysis cylinder, the coal is loosened to allow any trapped gas to ascend. The coal then falls into a storage container and is removed via a removal device and can be sent for further utilization. Thus, the pyrolysis gas liquefied and it can be made storable until further processing.
Zur weiteren Nutzung können das Gas und/oder die Kohle einem Brenner zur Erzeugung thermischer Energie zugeführt werden. Der Brenner kann beispielsweise zur Umwandlung der thermischen Energie in mechanische Energie mit einem Motor verbunden sein, der wiederum einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie antreiben kann. Neben der energetischen Verwendung zur Strom- und/oder Wärmeerzeugung ist die Nutzung als Rohstoffquelle für chemische Anwendungen möglich. Das Gas und/oder die Kohle können auch in einer nachgeschalteten Brennkammer direkt in der Pyrolyse als Energielieferant eingesetzt werden und damit andere Energieträger bei der Bereitstellung des benötigten Heißgases für die Pyrolyse ersetzen. Darüber hinaus eignet sich die Kohle in der Landwirtschaft, um die Fruchtbarkeit von Böden zu verbessern und CO2 zu binden.For further use, the gas and / or coal may be supplied to a burner for generating thermal energy. For example, the burner can be connected to a motor for converting the thermal energy into mechanical energy, which in turn can drive a generator for generating electrical energy. In addition to the energetic use for power and / or heat generation, the use as a source of raw materials for chemical applications is possible. The gas and / or the coal can also be used in a downstream combustion chamber directly in the pyrolysis as an energy supplier and thus replace other energy sources in the provision of the required hot gas for pyrolysis. In addition, coal is useful in agriculture to improve the fertility of soils and to bind CO2.
An Kältebrücken am Reaktor können gas- bzw. dampfförmige Pyrolyseprodukte kondensieren und möglicherweise an Undichtigkeiten heraustropfen. Aus diesem Grund umspült die Abwärme aus dem Pyrolyseprozess das komplette Reaktorsegement, um die Kondensation des Gases zu vermeiden. Mit abnehmender Temperatur wird die Abwärme zur Trocknung des Materials der Biomasse eingesetzt.On cold bridges on the reactor gaseous or vaporous pyrolysis products can condense and possibly drip on leaks. For this reason, the waste heat from the pyrolysis process flows around the entire reactor segment in order to avoid the condensation of the gas. With decreasing temperature, the waste heat is used to dry the material of the biomass.
Das Pyrolyseaggregat ist modular aufgebaut und damit in seine Einzelsegmente trennbar. Dadurch kann bei Verwendung von trockener Biomasse das Trocknungssegment aus dem Pyrolyseaggregat heraus genommen werden und das Reaktorsegment wird direkt mit dem Entwässerungssegment verbunden. Das Pyrolyseaggregat kann auch ohne des Trocknungs- und Reaktorsegment zur Aufbereitung von Zufuhrmaterialien bzw. Biomasse wie beispielsweise für Biogasanlagen genutzt werden, wobei das Entwässerungssegment allein die Biomasse für die Bakterien optimal aufschließt.The pyrolysis unit has a modular design and can therefore be separated into its individual segments. As a result, when using dry biomass, the drying segment can be taken out of the pyrolysis unit and the reactor segment is connected directly to the dewatering segment. The pyrolysis unit can also be used without the drying and reactor segment for the treatment of feed materials or biomass such as for biogas plants, the dewatering segment alone optimally unlocks the biomass for the bacteria.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann das Pyrolyseaggregat auch mit einem Heißgas mit einer niederen Torrefizierungstemperatur von bis zu 300°C zur Torrefizierung der Biomasse eingesetzt werden. Hierbei wird das Material der Biomasse ohne Luftzutritt bei niedrigen Temperaturen geröstet, was zu einer pyrolytischen Zersetzung und Trocknung führt. Hierdurch wird, ähnlich wie bei einer Verkokung, die massen- und volumenbezogene Energiedichte und damit der Heizwert der Biomasse erhöht, so dass die Biomasse lohnend transportiert werden kann.In a development of the invention, the pyrolysis unit can also be used with a hot gas having a low torrefaction temperature of up to 300 ° C. for torrefaction of the biomass. Here, the material of the biomass is roasted without air access at low temperatures, resulting in a pyrolytic decomposition and drying. As a result, similar to a coking, the mass and volume-related energy density and thus the calorific value of the biomass are increased, so that the biomass can be transported rewarding.
Besonders vorteilhaft ist das erfinderische Pyrolyseaggregat ein kontinuierlich laufender Schnecken-Pyrolysereaktor, bei dem die feuchte Biomasse im Betriebszustand von einem Segment zum nächsten Segment transportiert wird und damit die Biomasse das Pyrolyseaggregat kontinuierlich durchläuft. Das bedeutet, dass das der Pyrolyse zugeführte Material der Biomasse vorher nicht aufwendig getrocknet werden muss. Demzufolge läuft das Pyrolyseaggregat stets selbstständig, und muss auch nicht zum Entleeren und erneuten Befüllen angehalten werden.Particularly advantageous is the inventive pyrolysis a continuously running screw pyrolysis reactor in which the moist biomass is transported in the operating state of a segment to the next segment and thus the biomass passes through the pyrolysis continuously. This means that the material of the biomass fed to the pyrolysis does not have to be dried consuming before. As a result, the pyrolysis unit always runs on its own, and does not have to be stopped for emptying and refilling.
Im Weiteren ist das Pyrolyseaggregat einsetzbar, um dem dezentralen Bedarf und der dezentralen Verfügbarkeit von Biomasse gerecht zu werden.Furthermore, the pyrolysis unit can be used to meet the decentralized demand and the decentralized availability of biomass.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit einer einzigen Figur näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment with a single figure.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Pyrolyseaggregats
Alle drei Segmente A, B, C sind entlang einer Längsachse
Die Biomasse
Nachfolgend ist eine Zerkleinerungsstufe
Anschließend ist ein von der zweiten Abwärmekammer
Im Folgenden wird die Biomasse
Im Anschluss daran wird die Biomasse
Die Heißgaskammer
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Pyrolyseaggregat Pyrolyseaggregat
- 22
- Antrieb drive
- 33
- Materialzufuhr material supply
- 44
- Biomasse biomass
- 55
- Erstes Schneckenrohr First auger tube
- 6 6
- Erste Schneckenwendel First helix
- 77
- Schneckenpresse screw Press
- 88th
- Zweites Schneckenrohr Second spiral tube
- 99
- Zweite Schneckenwendel Second helix
- 1010
- Erstes Gehäuse First case
- 1111
- Entwässerungsschlitz drainage slot
- 1212
- Bremsen brakes
- 1313
- Zerkleinerungsstufe crushing stage
- 1414
- Messer knife
- 1515
- Zweites Gehäuse Second housing
- 1616
- Längsschlitz longitudinal slot
- 1717
- Flüssigkeitsablauf liquid drain
- 1818
- Erster Kegel First cone
- 1919
- Drittes Gehäuse Third housing
- 2020
- Erster Ringspalt First annular gap
- 2121
- Wärmeabfuhr heat dissipation
- 2222
- Trocknungszylinder drying cylinder
- 2323
- Wärmestrom heat flow
- 2424
- Zinkenwelle zinc wave
- 2525
- Zinken prong
- 2626
- Wasserdampfschleuse Water vapor lock
- 2727
- Verschlussklappe flap
- 2828
- Wasserdampfaustrag Wasserdampfaustrag
- 2929
- Zweiter Kegel Second cone
- 3030
- Zweiter Ringspalt Second annular gap
- 3131
- Pyrolysezylinder Pyrolysezylinder
- 3232
- Wärmezufuhr heat
- 3333
- Gasaustrag gas outlet
- 3434
- Kohleaustrag Kohleaustrag
- 3535
- Rührer stirrer
- 3636
- Rührblätter stirring blades
- 3737
- Vorratsbehälter reservoir
- 3838
- Wärmeisolierung thermal insulation
- 3939
- Trennblech Divider
- 4040
- Heißgaskammer Hot gas chamber
- 4141
- Erste Abwärmekammer First waste heat chamber
- 4242
- Zweite Abwärmekammer Second waste heat chamber
- 4343
- Pyrolysezone pyrolysis
- 4444
-
Längsachse von
1 Longitudinal axis of1 - AA
- Entwässerungssegment drainage segment
- BB
- Trocknungssegment drying segment
- CC
- Reaktorsegment reactor segment
- DD
- Vorentwässerung predehydration
- Ee
- Zerkleinerung crushing
- FF
- Hauptentwässerung main drainage
- GG
- Trocknung desiccation
- HH
- Materiallüftung material ventilation
- II
- Flächenförmige Ausbreitung Area-shaped propagation
- KK
- Pyrolyseprozess pyrolysis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2136170 A2 [0003] EP 2136170 A2 [0003]
- DE 202008017367 U1 [0004] DE 202008017367 U1 [0004]
- EP 1608721 B1 [0005] EP 1608721 B1 [0005]
Claims (29)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202013101154U DE202013101154U1 (en) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | Pyrolysis aggregate for wet biomass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202013101154U DE202013101154U1 (en) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | Pyrolysis aggregate for wet biomass |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202013101154U1 true DE202013101154U1 (en) | 2013-04-22 |
Family
ID=48465340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202013101154U Expired - Lifetime DE202013101154U1 (en) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | Pyrolysis aggregate for wet biomass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202013101154U1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3043091A1 (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-05 | Haffner Energy | THERMOLYSIS DEVICE WITH FRAGMENTATION MECHANISM |
CN109058975A (en) * | 2018-07-03 | 2018-12-21 | 张伟萍 | A kind of new energy source energy-saving environmentally friendly biomass particle burning machine casting device |
WO2019102232A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | PyroGenesys Limited | Pyrolysis reactor and method of pyrolyzing biomass waste residue |
DE102019114497A1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Peter Eckhoff | Recycling of organic solids, and digestion of sewage sludge, and production of a soil improver |
DE102019117573A1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-31 | Lmengineering Gmbh | Process for the production of thermally modified cellulose- and / or hemicellulose-containing biomaterials and their use |
CN112268279A (en) * | 2020-10-15 | 2021-01-26 | 深圳市捷晶能源科技有限公司 | Intelligent thermal cracking treatment method and system for slag-state solid waste |
CN112574876A (en) * | 2020-12-23 | 2021-03-30 | 武汉盛世伟度生物科技有限公司 | Enzymolysis device and method for collagen production |
CN112592725A (en) * | 2020-11-24 | 2021-04-02 | 信和(天津)环保科技发展有限公司 | Dry distillation treatment device and treatment process for solid waste |
CN113148974A (en) * | 2021-03-31 | 2021-07-23 | 广西壮族自治区农业科学院 | Equipment for preparing biochar from sugar cane straws |
CN114907870A (en) * | 2022-05-16 | 2022-08-16 | 延安大学 | Quality improving method for caking coal washing and pyrolysis reactor |
CN116765094A (en) * | 2023-05-25 | 2023-09-19 | 龙基能源集团有限公司 | Method and device for utilizing organic solid waste resources |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202008017367U1 (en) | 2008-03-20 | 2009-09-24 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Device for processing lignocellulose for pyrolysis |
EP2136170A2 (en) | 2008-06-19 | 2009-12-23 | CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH | Apparatus and process for generating energy carriers from wet biomass |
EP1608721B1 (en) | 2003-02-25 | 2011-04-20 | Pytec Thermochemische Anlagen Gmbh | Method and device for the pyrolysis of biomass |
-
2013
- 2013-03-18 DE DE202013101154U patent/DE202013101154U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1608721B1 (en) | 2003-02-25 | 2011-04-20 | Pytec Thermochemische Anlagen Gmbh | Method and device for the pyrolysis of biomass |
DE202008017367U1 (en) | 2008-03-20 | 2009-09-24 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Device for processing lignocellulose for pyrolysis |
EP2136170A2 (en) | 2008-06-19 | 2009-12-23 | CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH | Apparatus and process for generating energy carriers from wet biomass |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3043091A1 (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-05 | Haffner Energy | THERMOLYSIS DEVICE WITH FRAGMENTATION MECHANISM |
US11299677B2 (en) | 2017-11-27 | 2022-04-12 | PyroGenesys Limited | Pyrolysis reactor and method of pyrolyzing biomass waste residue |
WO2019102232A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | PyroGenesys Limited | Pyrolysis reactor and method of pyrolyzing biomass waste residue |
CN109058975A (en) * | 2018-07-03 | 2018-12-21 | 张伟萍 | A kind of new energy source energy-saving environmentally friendly biomass particle burning machine casting device |
CN109058975B (en) * | 2018-07-03 | 2020-12-22 | 灵璧县浩翔信息科技有限公司 | New forms of energy-concerving and environment-protective living beings granule combustor casting device |
DE102019114497A1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Peter Eckhoff | Recycling of organic solids, and digestion of sewage sludge, and production of a soil improver |
DE102019117573A1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-31 | Lmengineering Gmbh | Process for the production of thermally modified cellulose- and / or hemicellulose-containing biomaterials and their use |
CN112268279A (en) * | 2020-10-15 | 2021-01-26 | 深圳市捷晶能源科技有限公司 | Intelligent thermal cracking treatment method and system for slag-state solid waste |
CN112592725A (en) * | 2020-11-24 | 2021-04-02 | 信和(天津)环保科技发展有限公司 | Dry distillation treatment device and treatment process for solid waste |
CN112574876A (en) * | 2020-12-23 | 2021-03-30 | 武汉盛世伟度生物科技有限公司 | Enzymolysis device and method for collagen production |
CN113148974A (en) * | 2021-03-31 | 2021-07-23 | 广西壮族自治区农业科学院 | Equipment for preparing biochar from sugar cane straws |
CN113148974B (en) * | 2021-03-31 | 2022-11-18 | 广西壮族自治区农业科学院 | Equipment for preparing biochar from sugar cane straws |
CN114907870A (en) * | 2022-05-16 | 2022-08-16 | 延安大学 | Quality improving method for caking coal washing and pyrolysis reactor |
CN116765094A (en) * | 2023-05-25 | 2023-09-19 | 龙基能源集团有限公司 | Method and device for utilizing organic solid waste resources |
CN116765094B (en) * | 2023-05-25 | 2024-04-26 | 龙基能源集团有限公司 | Method and device for utilizing organic solid waste resources |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE202013101154U1 (en) | Pyrolysis aggregate for wet biomass | |
EP1608721B1 (en) | Method and device for the pyrolysis of biomass | |
DE102006007458A1 (en) | Method and apparatus for producing gas from carbonaceous material | |
EP2169030A2 (en) | Thermochemical reactor for a self-propelled harvesting vehicle | |
EP2663742B1 (en) | Method and system for the recovery of energy from biomass and combustible waste, in particular renewable resources, and for carbonation | |
DE202014004445U1 (en) | Device for biochar production | |
DE2800030C3 (en) | Process for converting wet waste by pyrolysis | |
DE102008056006B4 (en) | Process and device for the hydrothermal carbonization of biomass | |
DE102009053059A1 (en) | Device, useful for producing fine-grained fuel from solid or paste-like energy resource by torrefying and crushing, comprises impact reactor with rotor and impact elements, feeding devices for hot torrefying gas and energy resource | |
EP3745065B1 (en) | Reactor for producing water vapour and dry substance | |
DE102012024204B4 (en) | Apparatus in the form of a thermolysis-rotary reactor and method for operating such in an arrangement for the thermal decomposition of waste products and wastes | |
WO2011079948A1 (en) | Device for continuously converting biomass and system for obtaining energy therefrom | |
AT519020B1 (en) | Process for producing biochar and plant therefor | |
DE102006007457B4 (en) | Method and apparatus for producing gas from carbonaceous material | |
DE102009026895B4 (en) | Device for producing combustible gases from organic substances | |
DE2938912C2 (en) | Plant and process for smoldering combustible waste | |
DE3407236A1 (en) | Process for producing high-grade fuels, rotary drum reactor for carrying out the process and use of the rotary drum reactor | |
DE102011014029B4 (en) | Process and reactor for the production of an energy source from halm or piece-like biomass | |
DE3433238C1 (en) | A process for the fluidised-bed gasification of refuse together with other fuels, and equipment for carrying out the process | |
DE102013018040A1 (en) | Process for the energetic utilization of spent grains from beer production | |
DE102012011269A1 (en) | Drying device for a biogas plant and a method for drying a liquid product with such a drying device | |
EP0186766B1 (en) | Installation for the utilization of refuse | |
EP3875564A1 (en) | Pyrolytic gas generating device for generating synthesis gas from a carbonizable feedstock | |
DE102010000576B4 (en) | Plant and process for the hydrothermal carbonization of biomass | |
DE102019114497A1 (en) | Recycling of organic solids, and digestion of sewage sludge, and production of a soil improver |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20130613 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: TARVENKORN & WICKORD PATENTANWAELTE PARTNERSCH, DE |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |