DE3509263A1

DE3509263A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der brennstoffzufuhr eines unterschubvergasers

Info

Publication number: DE3509263A1
Application number: DE19853509263
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. Koopmann; Hartmut Dr.-Ing. Michel; Günter 1000 Berlin Müssehl
Original assignee: Silica Gel Adsorptions Te GmbH
Current assignee: Silica Gel Adsorptions Te GmbH
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1986-10-16

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR REGELUNG DER
BRENNSTOFFZUFUHR EINES UNTERSCHUBVERGASERS Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Brennstoffzufuhr eines Unterschubvergasers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Biomasse, insbesondere Holz wird seit mehreren Jahrhunderten in Meilern zur Gewinnung von Holzkohle verkohlt, wobei der traditionelle Meilerbetrieb durch Abdeck der Biomasse mittels Erdaufschüttung später durch die Verwendung von Retorten ersetzt wurde, deren Beheizung von außen erfolgt. Die Erzeugung von Schwelgas und/oder Generatorgas bzw. die Umwandlung von aus organischen Massen gewonnenen Dämpfen wird in Vergasern durchgeführt, bei denen einem Schwelvergaser häufig ein Koksvergaser nachgeschaltet ist, so daß sich ein relativ reines Generatorgas erzeugen läßt. Das Generatorgas kann umweltfreundlich vergast oder verstromt werden. Eine günstige Energieausnutzung ist die Wärme-Kraft-Koppelung in Blockheizkraftwerken.
Eine spezielle Art ist der sog. Unterschubvergaser, wobei der Brennstoff senkrecht von unten dem Vergaser zugeführt wird. Die Beschickung erfolgt füllstandsgeregelt, proportional zum Abbrand. Bei diesem Vergaser kann es zu ungleichäßiger Verbrennung und Vergasung kommen. Es bilden sich im Brennstoffbett sowohl Kanäle als auch Verbackungen und Verkrustungen. Hierdurch kommt es zu einer Instabilität des Brennstoffbettes, was eine gesteuerte oder geregelte Brennstoffzuführung erschwert, die gleichmäßige Austragung von Flugkohle und Asche verhindert und zu unerwarteten Eruptionen des Bettes führt.
Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, die Vorzüge der Brennstoffzuführung senkrecht von unten im Gleichstrom mit der Vergasungsluft zu nutzen, bei gleichzeitiger schneller Anpassung der Dosierung der Beschickung, geregelt durch die lastunabhängige Generatorgastemperatur, die oberhalb des Brennstoffbettes herrscht. Die Aufgabe wird durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Diese Steuerungsart setzt jedoch voraus, daß das Generatorgas gleichmäßig aus dem Brennstoffbett aus tritt. Hierfür sorgt der Homogenisator, der eine ungleichmäßige Verbrennung in der Brennzone verhindert und Verbackungen und Verkrustungen der Holzkohle in der Reduktionszone unterbindet.
Durch die ständige Durchmischung und Bewegung im Brennstoffbett ergibt sich zudem der Vorteil, daß ein gewisser Anteil Flugkohle und Asche aus der oberen Schicht des Brennstoffbettes im Gasstrom ausgetragen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung, Figur 1, dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Figur 1 zeigt schematisch die Vorrichtung zur DurchfAhrung des Verfahrens, bestehend aus dem aufrechtstehenden, zylindrischen Vergaser 1 und der im Bodenbereich befindlichen Brennstoffzufuhr z.B. von Biomassen oder anderen verschwelbaren Brennstoffen. Der Brennstoff wird von einem nicht dargestellten Speicher über die Dosierschnekr ke 2 und eine senkrechte Stoßschnecke 3 dem Vergaser zugeführt. Die Vergasungsluft 4 wird im Gleichstrom 5 dem Brennstoff zugemischt. Der Homogenisator 6 sorgt für eine Durchmischung und Lockerung des Brennstoffbettes 7 und indirekt für eine ständige Flugkohle- und Ascheaustragung im Gasstrom 8. Die Beschickung des Vergasers 1 überwacht und regelt eine oberhalb des Brennstoffbettes 7 im Gasstrom 8 liegende Temperaturmeßstelle 9, die gemäß dem Soll-Ist-Wert-Temperaturvergleich des Generatorgases die Dosierschnecke 2 betätigt.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung zur Durchmischung und Homogenisierung eines zylindrischen Vergasers für Brennstoffeinsatz: Hackschnitzel und/oder Rinde, wobei der Homogenisator 6 den Brennstoff radial durchkämmt. Der Homogenisator 6 arbeitet in zwei Ebenen; der Brennzone 10 und der Reduktionszone 11. Auf der zentralen Antriebswelle 12 sind 0 im dargestellten Beispiel die Kämme 13 und 14 um 180 versetzt befestigt. Die Anzahl, der Abstand a, die Höhe h und die Breite b der Zinken 15 sind brennstoffabhängig und können für die Kämme 13 und 14 unterschiedlich sein. Ebenfalls der Anstellwinkel o; der Zinken 15, der die Relativbewegung des Brennstoffes entscheidend beeinflußt. An den kraftschlüssigen Aufnahmen 16 der Zinken 15 sind angeschrägte Materialverdränger 17 angeordnet. Die Zinken 15 sowie die Distanzhalter 18 sind angeschrägt, um den Eindringwiderstand klein zu halten, wobei die Anordnung der Distanzhalter 18 in der Brennzone 10 dem Brennzonentemperaturprofil angepaßt ist. Zusätzlich ist auf der Antriebswelle 12 ein Umlenkkonus 19 vorgesehen, der für eine bessere Verteilung des in der Brennzone 10 eintretenden Materials sorgt. Der Antrieb des Homogenisators 6 über die zentrale Welle erfolgt von außen, wobei die Antriebswelle 12 gas- oder flüssigkeitsgekühlt sein kann. Die Drehzahl des Homogenisators 6 hängt von der Brennstoffzusammensetzung und dem -durchsatz ab.
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Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Regelung einer lastunabhängigen, kontinuierlichen Brennstoffzufuhr eines Unterschubvergasers, in dem der Brennstoff von unten z.B. mit Hilfe einer Stoßschnecke dem Vergaser zugeführt und die Vergasungsluft im Gleichstrom dem Brennstoff zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der über dem homogenisierten Brennstoffbett herrschenden Generatorgastemperatur geregelt wird, bei gleichzeitiger Flugkohle- und Ascheaustragung im Gasstrom, wobei die Durchmischung und Homogenisierung des Bettes durch einen Homogenisator erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffbeschickung des Unterschubvergasers über die oberhalb des Brennstoffbettes gemessene repräsentative Generatorgastemperatur durch Soll-Ist-Wert-Temperaturvergleich gesteuert und geregelt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im gesamten Brennstoffbett oder in Teilbereichen der Homogenisator in Form eines Kamms, der über einen Antrieb durch eine Drehbewegung oder Hin- und Herbewegung für eine ständige oder intervallmäßige Durchmischung und Homogenisierung des Vergaserbettes sorgt.