DE202014100297U1

DE202014100297U1 - Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage

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Publication number: DE202014100297U1
Application number: DE201420100297
Authority: DE
Original assignee: Hedviga Group AS
Current assignee: Hedviga Group AS
Priority date: 2013-10-03
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-02-18
Anticipated expiration: 2024-01-25
Also published as: SK7044Y1; SK50452013U1; CZ26507U1; AT14842U1

Abstract

Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage, die einen Gaseintritt (1) aus einer thermischen Vorrichtung zur thermischen flammenlosen Zersetzung von kohlenstoffhaltigen Materialien aufweist, wobei nach diesem Gaseintritt (1) eine Gasleitung (2) zur Abführung der verbrennbaren Gase mit mindestens einer Abzweigleitung, die an einen Brenner (3) mit Abgasauspuff angeschlossen ist, folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (2) mindestens eine weitere Abzweigleitung aufweist, an welche mindestens ein primäres Speicherbecken (4) für das Ansammeln und Durchmischung der zugeführten Gase angeschlossen ist, wobei dieses primäre Speicherbecken (4) undurchlässig für Wasserstoff ausgebildet ist, innen einen Speicherhohlraum (5) für die zugeführten Gase aufweist und mit mindestens einem Druckelement zur Druckregelung in dem Speicherhohlraum (5) versehen ist, und wobei die Gasleitung (2), die nach dem primären Speicherbecken (4) folgt, in Strömungsrichtung des Mediums gesehen, mindestens eine Abzweigleitung mit einem Ende umfasst, das zu einer Verbrennungsanlage (10) mit einem Verbrennungsmotor, zum Beispiel in einen Gasmotor oder in ein Blockheizkraftwerk, führt.

Description

Bereich der Technik
Die technische Lösung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase, die mittels Thermolyse aus kohlenstoffhaltigen Materialien hergestellt und als Brennstoff für eine Verbrennungsanlage bestimmt werden.
Bisheriger Stand der Technik
Durch thermische Zersetzung ohne Verbrennung bei der Verarbeitung von verschiedenen kohlenstoffhaltigen Werkstoffen wie organische Kommunalabfälle, organische Industrieabfälle, Holzschnitzel, Altreifenschutt usw. werden Gasmischungen verschiedener Zusammensetzung entwickelt. Die Vorrichtung zur thermischen Zersetzung von kohlenstoffhaltigen Werkstoffen ist in der Regel ein flammenloser Ofen mit einer angeschlossenen Gasableitung, auf der ein Kondensator mit Kondensatabscheider angeordnet ist. Der Dampf und die nichttoxischen flüchtigen Beimengungen, die in den ersten Phasen der thermischen Zersetzung entstehen, werden in der Regel nur als eine Wärmequelle, die aus der Vorrichtung mit Hilfe der Wärmeaustauscher abgeleitet wird, ausgenutzt. Fraktionen, die in späteren Phasen der thermischen Zersetzung aus kohlenstoffhaltigen Werkstoffen entstehen und die bei höheren Temperaturen der Zersetzung gewonnen werden, sind verbrennbare Gase, die einen wertvollen Sekundärrohstoff darstellen können. Während der Vorgangsweise einer langsamen thermischen Zersetzung wird aus dem Werkstoff ein Maximum der lösbaren Gase freigesetzt und es können verbrennbare Fraktionen der Gase mit hoher Heizkraft und mit wertvollen qualitativen Eigenschaften gewonnen werden. Heutige Forschungen auf dem Gebiet der Energetik befassen sich deshalb mit Möglichkeiten der Ausnutzung dieser Gase als Kraftstoff für Verbrennungsmaschinen und Blockheizkraftwerke. Ein Hindernis für den breiteren Einsatz stellt die Tatsache dar, dass die Menge und die Zusammensetzung der während der thermischen Zersetzung der oben angeführten Materialien entwickelten Gasmischung sehr veränderlich sind. Die Brennkraftmotoren und Blockheizkraftwerke erfordern aber dringend aus Gründen der Betriebszuverlässigkeit und Betriebssicherheit eine Zufuhr von Gaskraftstoff mit Standardzusammensetzung, in einer definierten Menge und unter vorgeschriebenen Druckverhältnissen. Die qualitativen Anforderungen an die stoffliche Zusammensetzung der Gaskraftstoffe sind sehr streng, die Mischung darf keine Feuchtigkeit und keine Staubpartikeln enthalten, keine veränderliche Zusammensetzung aufweisen, sie muss die Grenzwerte für den Gehalt an Inhalt der konkreten Kohlenwasserstoffe erfüllen und eine minimale Heizkraft aufweisen usw.
Aus den oben genannten Gründen weisen die bestehenden Vorrichtungen für Pyrolyse und auch die anderen Vorrichtungen für Thermolyse nur mit Wärmeaustauscher versehene Gasableitungen auf und nach der Wärmeableitung werden die Gase in einen Gasbrenner der gewöhnlichen Art mit Entlüftung der Abgase in den Schornstein zugeführt und dann, nach einer eventuellen Filtration mit Durchgang durch Filter, in die äußere Umgebung ausgelassen. Eine derartige Vorrichtung ist zum Beispiel in der CZ PV 2002-3467 beschrieben.
Andere Vorrichtungen schließen einen flammenlosen Ofen zur Materialienthermolyse mit einem angeschlossenen Kühler mit Kondensationseinrichtung ein, wobei die Abgase nach der Abscheidung des Kondensats mit einer zum Behälter in Form einer Druckbombe angeschlossenen Ableitung abgeleitet werden. Die Druckbombe kann entweder lösbar und/oder zu einem Brenner angeschlossen sein. Eine derartige Vorrichtung ist zum Beispiel in der CZ U 22609 beschrieben.
Beschreibung
Die oben angeführten Nachteile werden durch die vorgeschlagene technische Lösung beseitigt. Es ist eine Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage vorgesehen, deren Gaseinlass an den Gasauslass aus der thermischen Vorrichtung zur Zersetzung der kohlenstoffhaltigen Materialien ohne Verbrennung angeschlossen ist, wo nach diesem Gaseinlass eine Gasleitung für die Ableitung der verbrennbaren Gase folgt, die mit mindestens einer an einen Brenner mit Abgasauslass angeschlossenen Abzweigleitung versehen ist. Das Prinzip der neuen Lösung ist es, dass die Gasleitung mindestens eine weitere Abzweigleitung aufweist, an die mindestens ein primäres Speicherbecken zum Sammeln und Vermischen der entwickelten Gase angeschlossen ist, wo dieses primäre Speicherbecken für Wasserstoff undurchlässig ist, drinnen einen Speicherhohlraum für die zugeführten Brenngase aufweist und mit mindestens einem Druckelement zur Druckregelung im Speicherhohlraum versehen ist, wobei die Gasleitung nach dem Speicherbecken, in Strömungsrichtung des Mediums gesehen, mindestens eine Abzweigleitung mit einem in die Verbrennungsanlage mit einem Verbrennungsmotor eingeleiteten Ende umfasst, zum Beispiel in einen Gasmotor oder in ein Blockheizkraftwerk.
An die Gasleitung wird nach dem primären Speicherbecken bevorzugt mindestens ein Kompressor angeschlossen, nach dem, in Strömungsrichtung des Mediums gesehen, mindestens ein Gasdruckbehälter angeschlossen ist. Der Typ des Kompressors ist bevorzugt für einen Leistungsbereich von mindestens 200 kPa bis 600 kPa bestimmt.
Nach dem Kompressor wird bevorzugt mindestens ein Gasdruckbehälter in Form eines Druckspeichers für Druck von 200 bis 600 kPa angeschlossen.
Alternativ oder zusätzlich wird nach dem Kompressor bevorzugt ein System von Druckspeichern in Form von Druckflaschen für Druck von 200 kPa bis 20 MPa angeschlossen. Als System werden hier zwei oder mehr Druckspeicher, entsprechend der Kapazität der Anlage zum Beispiel auch 50 Druckspeicher, verstanden.
An die Gasleitung nach mindestens einem in der Vorrichtung enthaltenen Druckbehälter laut vorstehender Absätze, wird bevorzugt mindestens ein sekundäres Speicherbecken angeschlossen. Das ist vor allem in dem Fall günstig, wenn die Verbrennungsanlage mit Verbrennungsmotor, die sich am Ende der Gasleitung befindet, mindestens aus einem Blockheizkraftwerk besteht
Jedes im System enthaltenes Speicherbecken hat bevorzugt auf der einen Seite einen Gasteil für ein brennbares Medium in Form eines Speicherhohlraums und auf der anderen Seite einen Luftteil für die atmosphärische Luft gebildet. Der Luftteil wird mit mindestens einem Lüfter für die Luftlieferung und Regelung des Luftdrucks versehen.
Vor der Endverbrennungsanlage mit einem Verbrennungsmotor werden an die Gasleitung bevorzugt Elemente einer Gasaufbereitungsanlage zur Eliminierung der unerwünschten Beimischungen der in die Verbrennungsanlage zugeführten Gase angeschlossen, wie zum Beispiel eine Filtereinheit zur Eliminierung von Staubpartikeln, Aerosotropfen und mechanischen Unreinheiten und/oder Trockenanlage zur Beseitigung der eventuell anwesender Feuchtigkeit.
Die Gasleitung wird bevorzugt gezielt in die mit gasdichten hitzebeständigen Verschlüssen versehenen Strecken angeordnet, wobei mit Hilfe von diesen Strecken und Verschlüssen mindestens einige Elemente lösbar angeschlossen sind, mit der Möglichkeit des Weiterbetriebs auch im Zustand der Trennung.
Bevorzugt weist jedes im System enthaltenes Speicherbecken einen Speicherhohlraum mit dem Volumen von mindestens 5 m³ auf und ist mit Elementen zur Bildung des Drucks von 2 bis 5 kPa versehen.
Im Falle, dass mehrere Speicherbecken im System enthalten sind, hat jedes weiteres angeschlossenes Speicherbecken bevorzugt mindestens um ein Drittel größeres Volumen des Speicherhohlraumes als das vorangegangene Speicherbecken, in Strömungsrichtung des Mediums gesehen.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht Anschluss einer thermischen Vorrichtung zur thermischen Zersetzung der kohlenstoffhaltigen Materialien zu einer Verbrennungsanlage mit Gasmotor. Eine optimale Anwendung kann diese Anlage nach dem Anschluss an eine thermische Vorrichtung für eine langsame thermische Zersetzung der kohlenstoffhaltigen Materialien, die an den Einlass dieser Vorrichtung angeschlossen ist und mit einem Blockheizkraftwerk, der an das Ende der Gasleitung angeschlossen ist, finden. Die Vorrichtung ermöglicht die veränderliche Zusammensetzung der aus den Prozessen der thermischen Zersetzung entstandenen Gase unifizieren und standardisieren und das resultierende Gas mit erforderlichen Druck und Menge mit standardisierten Zusammensetzung in einen Blockheizkraftwerk, in einen Verbrennungsmotor, für eine Turbine usw. zu liefern. Die entworfene Vorrichtung ist zum Anschluss vor die Blockheizkraftwerke, Verbrennungsmotoren, Turbinen, Dualsysteme mit einer Kombination von Motoren für gasförmige und flüssige Kraftstoffe, mobile Kesselräume usw. geeignet Als Ausgangseinheit, nach der die Vorrichtung mit ihrem Eingang angeschlossen ist, können Biogasanlagen, flammenlose Öfen mit Kühl- und Regelungseinrichtungen, thermischen Reaktoren u. a. verwendet werden. Die komplette vorgeschlagene Variante des Vorrichtungssystems ist optimal zum Anschluss zwischen die thermische, mit einem Kühler und einem Kondensatsabscheider versehener Vorrichtung zur langsamen thermischen Zersetzung der kohlenstoffhaltigen Materialien als Ausgangseinheit und den Blockheizkraftwerk als Endeinheit für diese Vorrichtung geeignet. Im Gegensatz zu Systemen von bestehenden Typen, ermöglicht diese Vorrichtung ein kontinuierlicher Betrieb der Endverbrennungsanlage mit einem siebentägigen Betriebsmodus, bei welchem die thermische Ausgangsvorrichtung der thermischer Zersetzung nur für eine Zeit von fünf oder sechs Tage im Betrieb ist. Die Vorrichtung ist für die Verarbeitung der nicht standardmäßigen Gase, mit einer in der Zeit veränderlichen Zusammensetzung geeignet. Ein großer Vorteil von dieser Vorrichtung ist die Möglichkeit der Wahl der Gasverarbeitungsbetriebsart nach aktuellem Bedarf, indem eine von den die ausgewählte oder ausgeschiedene Einheit tragenden Abzweiggasleitungen entweder in Betrieb oder außer Betrieb gesetzt wird. Von Vorteil bei dieser Vorrichtung ist auch die Ausführung in Form eines modularen Systems mit der Möglichkeit einer Abschaltung der einzelnen Abzweigleitungen und Teilen während des Betriebs, zum Beispiel zwecks Wartung oder Reinigung, und weiter die Austauschbarkeit der einzelnen Vorrichtungsteile. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist die Möglichkeit einer zusätzlichen Erhöhung oder Verminderung der Kapazität durch das Hinzufügen und die Multiplikation der Anzahl der Module und/oder durch die Entnahme der anwesenden Module und/oder durch den Austausch der enthaltenen Module für größere oder kleinere Elemente. Die Vorrichtung ist in der Lage auch bei relativ niedrigem Druck zu arbeiten. Einzelne Abzweigleitungen oder die komplette vorgeschlagene Vorrichtung können auch als eine mobile Einheit ausgeführt werden, zum Beispiel in einem Waggon auf einem Schienenfahrgestell oder als Anhänger.
Beschreibung der Zeichnungen
Die vorgeschlagene technische Lösung wird anhand von Zeichnungen erläutert, wo 1 eine einfache Variante der vorgeschlagenen Lösung mit nur einem primären Speicherbecken, 2 eine Variante mit einem primären und einem sekundären Speicherbecken und dem Kompressor mit einem Druckgefäß, 3 eine Variante mit einem primären und einem sekundären Speicherbecken und Kompressor mit einem System von Hochdruckgefäßen und 4 die umfangreichste Variante, mit einem primären und einem sekundären Speicherbecken und Kompressor mit nur einem großen Druckgefäß für niedrigeren Druck und einem System von Hochdruckgefäßen.
Ausführungsbeispiele der technischen Lösung
Das erste Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Lösung ist die Vorrichtung nachdem 1.
Die Vorrichtung weist einen Gaseintritt 1 zum Anschluss an die Gasquelle, zum Beispiel an eine thermische Vorrichtung ohne Verbrennung zur langsamen Zersetzung der kohlenstoffhaltigen Materialien nach der CZ PV 2013-677 auf, sie umfasst einen flammenlosen Ofen und Kühler mit einem Kondensatabscheider. Nach dem Gaseintritt 1 folgt die Gasleitung 2 für den Durchgang, Verteilung und Ableitung der verbrennbaren Gase, die im Rahmen einiger Vorrichtungsabschnitte in Abzweigleitungen geführt werden. Es ist auch eine, im bisherigen Stand der Technik als Sicherheitsleitung bekannt, Abzweigleitung in Form eines Gasleitungsabschnitts 2 mit einem Ende an die Gasleitung und mit anderem Ende an einen Brenner 3 mit einem Abgasrohr in die äußere Umgebung angeschlossen. Diese Abzweigleitung dient vor allem für den Fall einer Havarie, für die Entsorgung der sogenannten leeren Fraktionen bei der Inbetriebnahme des Ofens, für den Auslauf der Zuführung des unbrauchbaren Rückstands der Gasmischung vor dem Abschalten des Ofenbetriebs u. a. Die Gasleitung 2 schließt auch eine Abzweigleitung ein, an die das primäre Speicherbecken 4 angeschlossen ist und die hier zwecks Ansammelns und Mischung der entwickelten Gase vorgesehen ist. Das primäre Speicherbecken 4 bildet ein gasdichter Sack, auch für Wasserstoff undurchlässig, der drinnen einen Speicherhohlraum 5 für das verbrennbare Medium, also für die zugeführten Gase aufweist. Das primäre Speicherbecken 4 ist mit Druckelementen zur Druckregelung in seinem Speicherhohlraum 5 versehen, von denen auf der 1 insbesondere die Klappe 6 auf dem Eingang und der Verschluss 7 auf der Ausgangsgasleitung 2 ersichtlich sind. In dem primären Speicherbecken 4 ist der für das brennbare Medium festgelegter Gasteil von dem Speicherhohlraum 5 gebildet und außerdem ist hier auch ein Luftteil 8 für die atmosphärische Luft ausgebildet, die mit einem Lüfter 9 für Lieferung und Regelung der Luft versehen ist. Der Luftteil 8 ist von einem Sack über dem Speicherhohlraum 5 gebildet, dessen Volumen und Druck die Druckverhältnisse im Speicherhohlraum 5 steuert und dieser Luftteil 8 mit dem Lüfter 9 also die Hauptelemente für Regelung des Gasdrucks im primären Speicherbecken 4 bilden.
Die Gasleitung, die nach dem primären Speicherbecken 4 folgt, in Strömungsrichtung des Mediums gesehen, ist an ihrem Ende in drei Abzweigleitungen verzweigt, deren Enden in eine gemeinsame in die Verbrennungsanlage 10 mit einem Verbrennungsmotor, zum Beispiel in einen Gasverbrennungsmotor oder einen Blockheizkraftwerk eingeleitete Rohrausführung verbunden sind. Die erste von diesen Abzweigleitungen, die sich vor der Endverbrennungsanlage 10 mit einem Verbrennungsmotor befindet, ist gerade, an die zweite Abzweigleitung ist eine Filtereinheit 11 und an die dritte Abzweigleitung eine Trockenanlage 12 angeschlossen.
Aus der 1 ist klar, dass die Gasleitung 2 mittels der Abzweigleitungen in Strecken angeordnet ist, die mit Verschlüssen 7 versehen sind. Es werden hier gasdichten und wärmebeständigen Verschüsse 7 verwendet. Mit Hilfe von diesen Strecken und Verschlüssen 7 sind alle hier angeschlossenen Elemente lösbar, mit der Möglichkeit des Weiterbetriebs auch im Zustand der Trennung.
Bei dem Betrieb ist in den Gaseintritt 1 der Vorrichtung eine Gasmischung zugeführt, die in der thermischen Einheit, wo eine langsame thermische Zersetzung der kohlenstoffhaltiger Materialien verläuft, gewonnen wird. Es handelt sich um ein primäres Pyrolysegas, nur durch Kondensation vorläufig gereinigt, das im Laufe der Zeit eine veränderliche stoffliche Zusammensetzung aufweist, die von dem Ausgangsmaterial der Charge, der Temperatur und dem Verarbeitungsdruck und auch der Prozessgeschwindigkeit abhängig ist. Das primäre Pyrolysegas ist über die Klappe 6 in das primäre Speicherbecken 4 geführt. Die Klappe 6 wird nur vom Gas mit einem gewissen Druck überwindet, zum Beispiel 0,25 kPa. Nach der Überwindung der Klappe 6 erreicht das Gas den Speicherhohlraum 5. Der weist ein Volumen von zum Beispiel 5 bis 25 m³ auf. Im Laufe der Zeit strömen verschiedene Gasfraktionen der in dem flammenlosen Ofen verlaufender Pyrolyse in den Speicherhohlraum ein und diese Fraktionen sammeln und mischen sich in dem Speicherhohlraum 5, wodurch nach einer gewissen Zeit eine Gasmischung entsteht, die die vorgeschriebene oder eine nahezu vorgeschriebene Zusammensetzung für ein energetisches Gas aufweist. Mit Hilfe der Druckelemente entsteht in dem Speicherhohlraum der vorgeschriebene Druck, zum Beispiel 2 bis 5 kPa, der für das Blockheizkraftwerk notwendig ist. Das vermischte und was die stoffliche Zusammensetzung betrifft, auch weitgehend unifiziertes energetisches Gas wird dann aus dem Gasteil des Speicherbeckens 4, also aus dem Speicherhohlraum 5 abgelassen und wird dann durch die Gasleitung 2 je nach dem Reinheitsgrad entweder direkt in die Verbrennungsanlage 10 durch die erste Endabzweigung oder in die Verbrennungsanlage 10 durch die zweite Endabzweigung geführt, wo es in der Filtereinheit 11, falls Staubpartikeln oder andere mechanische Unreinheiten enthalten sind, gefiltert wird, oder durch die dritte Endabzweigung geführt und wird in der Trockenanlage 12, falls Feuchtigkeit anwesend ist, getrocknet. Der Vorrichtungsteil mit der Filtereinheit 11 und der Trockenanlage 12 dient als Gasaufbereitungsanlage. Sie kann, aber muss nicht vorhanden sein, oder sie kann anders angeordnet werden, zum Beispiel nur mit der Filtereinheit 11 oder nur mit der Trockenanlage 12 oder mit beiden in einer Reihe auf der einen Abzweigungsleitung u. a. Das Vorhanden- oder Nichtvorhandensein der Elemente der Gasaufbereitungsanlage hängt vor allem von der Art des verarbeiteten Materials ab. Die betriebene Strecke der Gasleitung 2 ist für die gesamte Zeit des Vorrichtungsbetriebs an die Sicherheitsabzweigung mit dem Brenner 3 für das Rückstandsgas angeschlossen, wo das Gas bei Inbetriebnahme und Auslauf der Vorrichtung und in Momenten des vorübergehenden nicht bewilligten Überdrucks entweicht und wo es liquidiert wird.
Die Vorrichtung kann mit auf den Zeichnungen nicht dargestellter Sensoren und weiteren Elementen der Mess- und Regelungstechnik ausgestattet werden, die von einem elektronischen System mit einer modernen Steuereinheit gesteuert und betätigt werden.
Diese Vorrichtung ermöglicht eine schnelle Durchmischung der entwickelten Gase und eine schnelle Verbrennung, ermöglicht auch die Verwendung für ein Blockheizkraftwerk. Sie ist dafür vor allem dann geeignet, wenn das Ausgangsmaterial mit der Produktion wenig verschmutzten Gasen gewählt wird und wenn ein optimales Wärme- und Druckmodus der Thermolyse eingestellt wird, oder wenn nicht sehr hohe Anforderungen an den Standard der stofflichen Zusammensetzung des Gases für die Verbrennungsanlage 10 gestellt werden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Lösung stellt die Vorrichtung nach der 2 dar.
Es sind alle Elemente der vorherigen Lösung enthalten und außerdem sind noch mehrere weitere Elemente vorhanden. Nach dem primären Speicherbecken 4 ist an der Gasleitung 2 ein Kompressor 13 und nach ihm eine Abzweigung mit Gasdruckspeicher in Form eines Druckgefäßes 14 für Druck 200 bis 600 kPa, mit dem Volumen 5 bis 40 m³ angeschlossen. Der Typ des Kompressors 13 ist an diese Druckverhältnisse angepasst. Nach dem Druckgefäß 14 ist an die Gasleitung 2 das sekundäre Speicherbecken 15 angeschlossen, ebenfalls als ein Sack durchgeführt und gleiche Bauelemente wie das erste Speicherbecken 4 enthaltend. Dessen Speicherhohlraum 5 weist aber ein größeres Volumen, bevorzugt mindestens um einen Drittel, optimal aber zweimal so groß als der Speicherhohlraum 5 in dem primären Speicherbecken 4 Die Verbrennungsanlage 10 mit einem Verbrennungsmotor, die sich am Ende der Gasleitung 2 befindet, ist von einem Blockheizkraftwerk gebildet.
Bei dem Betrieb der Vorrichtung wird das primäre Pyrolysegas aus der Gasquelle in den Gaseintritt 1 geführt und von dort in das primäre Speicherbecken 4 genauso, wie bei der vorherigen Vorrichtung. Das aus dem primären Speicherbecken 4 abgeführte energetische Gas wird durch die Gasleitung 2 in den Kompressor 13 geführt, welches das energetische Gas in das Druckgefäß 14 einfüllt und dabei es auf einen Druck von 200 bis 600 kPa komprimiert. Über den Verschluss 7, der durch einen Reduzierventil ausgebildet ist, wird das Gas unter einem geringeren Druck von 5 kPa in das sekundäre Speicherbecken 15 weitergegeben, wo es wieder vermischt und durchmischt wird und dabei die erforderliche stoffliche Standardzusammenstellung gewinnt. Dabei wird ein Kompressor 13 mit dem Leistungsbereich von mindestens 200 kPa bis 600 kPa verwendet. Aus dem sekundären Speicherbecken 15 wird des qualitativ gut stofflich stabilisierte Gas über die durch drei Abzweigleitungen dargestellte Gasaufbereitungsanlage in die Verbrennungsanlage 10 geführt. Während des Vorrichtungsbetriebs ist die Abzweigleitung mit dem Kompressor 13 und dem Druckgefäß 14 vorubergehend abgekuppelt und zwar solange die Gasmenge dem Brennstoffverbrauch der Verbrennungsanlage 10 entspricht und jedes Mal, wenn die Gasproduktion den Brennstoffverbrauch der Verbrennungsanlage 10 übersteigt, ist die Abzweigleitung wieder in Betrieb gesetzt und das Gas wird in das Druckgefäß 14 eingefüllt, und ist dort aufbewahrt, bis kein Gasüberschuss mehr besteht und dann geht direkt in das System der Gasleitung 2 und zum Verbrauch. Diese Vorrichtung eignet sich zum Anschluss an die thermische Vorrichtung mit nur vorübergehend betriebener Verbrennungsanlage 10 oder mit einer Verbrennungsanlage, die nur für einen bestimmten Zeitabschnitt einen Gasüberschuss produziert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Lösung stellt die Vorrichtung nach der 3 dar.
Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der vorherigen dadurch, dass nach dem Kompressor 13 ein System von Gasflaschen 10 mit einem Volumen von 52 bis 600 Liter angeschlossen ist, das für ein Druck von 200 kPa bis 20 MPa vorgesehen ist. In diesem Fall ist ein Kompressor 13 einer entsprechenden Kapazität enthalten, das heißt für einen Druck bis 20 MPa. Diese Vorrichtung eignet sich für den Anschluss an die thermische Vorrichtung, die einen Überschuss an Gasen produziert. Das überschüssige energetische Gas, das für den direkten Verbrauch in der Verbrennungsanlage 10 nicht ausgenutzt werden kann, wird in die Druckflaschen 16 gefüllt, die zu einem geeigneten Platz zwecks Lagerung zur Verwendung in einer anderen Zeit oder zwecks Verkauf, zum Beispiel als Treibstoff abgeführt werden können.
Als Beispiel einer weiteren, umfangreichsten und günstigsten Ausführung der vorgeschlagenen Lösung ist die Vorrichtung nach der 4 dargestellt.
Die Vorrichtung umfasst alle, in den vorherigen Vorrichtungsalternativen vorgeführten Elemente zugleich. Sie stellt eine optimale Anordnung der Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine große Verbrennungsanlage dar, insbesondere für Blockheizkraftwerke. Sie ist als ein modulares System ausgebildet, in dem die einzelnen Elemente und Abschnitte vorübergehend außer Betrieb gestellt, demontiert, ausgetauscht u. a. werden können. Sie ermöglicht eine zusätzliche Erhöhung der Kapazität durch Vergrößerung der angeschlossenen Elemente und/oder durch Multiplikation der angeschlossenen Elemente. Sie ermöglicht ein siebentägiges Betriebsmodus der Verbrennungsanlage 10, zum Beispiel als Betrieb eines thermischen Ausgangsofens für 6 Arbeitstage und 1 Tag Stilllegung, wo während des Tages der Stilllegung das Gas für die Verbrennungsanlage 10 aus einem oder aus mehreren Druckgefäßen 14 oder Druckflaschen 16 geliefert wird, eventuell als Betrieb des thermischen Ofens für 5 Arbeitstage und 2 Tage Stilllegung,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CZ 2002-3467 [0003]
CZ 22609 U [0004]
CZ 2013-677 [0018]

Claims

Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage, die einen Gaseintritt (1) aus einer thermischen Vorrichtung zur thermischen flammenlosen Zersetzung von kohlenstoffhaltigen Materialien aufweist, wobei nach diesem Gaseintritt (1) eine Gasleitung (2) zur Abführung der verbrennbaren Gase mit mindestens einer Abzweigleitung, die an einen Brenner (3) mit Abgasauspuff angeschlossen ist, folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (2) mindestens eine weitere Abzweigleitung aufweist, an welche mindestens ein primäres Speicherbecken (4) für das Ansammeln und Durchmischung der zugeführten Gase angeschlossen ist, wobei dieses primäre Speicherbecken (4) undurchlässig für Wasserstoff ausgebildet ist, innen einen Speicherhohlraum (5) für die zugeführten Gase aufweist und mit mindestens einem Druckelement zur Druckregelung in dem Speicherhohlraum (5) versehen ist, und wobei die Gasleitung (2), die nach dem primären Speicherbecken (4) folgt, in Strömungsrichtung des Mediums gesehen, mindestens eine Abzweigleitung mit einem Ende umfasst, das zu einer Verbrennungsanlage (10) mit einem Verbrennungsmotor, zum Beispiel in einen Gasmotor oder in ein Blockheizkraftwerk, führt.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Gasleitung (2) nach dem primären Speicherbecken (4) mindestens ein Kompressor (13) angeschlossen ist und nach diesem, in Strömungsrichtung des Mediums gesehen, mindestens ein Gasdruckbehälter angeschlossen ist, wobei der Kompressor (13) ein Typ für einen Leistungsbereich von mindestens 200 kPa bis 600 kPa ist.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Kompressor (13) mindestens ein Gasdruckbehälter in Form eines Druckgefäßes (14) für Druck von 200 bis 600 kPa angeschlossen ist.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach den Ansprüchen 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Kompressor (13) ein System von Druckbehältern in Form einer Menge von Gasdruckflaschen (16) für Druck von 200 kPa bis 20 MPa angeschlossen ist.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach mindestens einem Druckbehälter mindestens ein sekundäres Speicherbecken (15) an die Gasleitung angeschlossen ist, wobei die Verbrennungsanlage (10) mit einem Verbrennungsmotor, die sich am Ende der Gasleitung (2) befindet, von mindestens einem Blockheizkraftwerk gebildet wird.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Speicherbecken (4, 15) an dem Speicherhohlraum (5) einen Luftteil (8) für atmosphärische Luft aufweist, wobei der Luftteil (8) mit mindestens einem Lüfter (9) für die Zulieferung von Luft und Regelung ihres Drucks versehen ist.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Endverbrennungsanlage (10) mit einem Verbrennungsmotor an der Gasleitung (2) Elemente zur Elimination unerwünschten Beimischungen aus den Gasen, zum Beispiel eine Filtereinheit (11) und/oder eine Trockenanlage (12) eingeschlossen sind.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (2) mit gasdichten hitzebeständigen Verschlüssen bzw. Ventilen (7) in Abschnitte unterteilt ist, wobei mit Hilfe von diesen Abschnitten und lösbaren Verschlüssen (7) mindestens einige Elemente lösbar angeschlossen sind mit der Möglichkeit des Weiterbetriebs der Vorrichtung auch im getrennten Zustand.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Speicherbecken (4, 15) ein Speicherhohlraum (5) mit einem Volumen von mindestens 5 m³ ausgebildet ist und Elemente zur Ausbildung eines Drucks von 2 bis 5 kPa vorgesehen sind.
Vorrichtung zur Aufbereitung und Regelung der Gase für eine Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle, dass im System eine größere Zahl als ein Speicherbecken (4, 15) vorgesehen ist, jedes nachfolgende Speicherbecken (15) ein um mindestens ein Drittel größeres Volumen des Speicherhohlraumes (5) aufweist, als das vorangehende Speicherbecken (4), in Strömungsrichtung des Mediums gesehen.