DE4344569A1

DE4344569A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Brenngasherstellung

Info

Publication number: DE4344569A1
Application number: DE19934344569
Authority: DE
Inventors: Norbert Topf; Guenter Reichert; Dieter Hahn; Guenter Dr Liebisch
Original assignee: VER VERWERTUNG und ENTSORGUNG
Current assignee: VER VERWERTUNG und ENTSORGUNG
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2013-12-25
Also published as: DE4344569C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Brenngas aus kohlenstoffhaltigen Produkten insbesondere aus in geeigneter Weise konditionierten bzw. aufbereiteten Abfall- und Reststoffen, wobei der Vergasungsofen eine Baueinheit mit einer Brennkammer zur energetischen Nutzung des Brenngases bildet.

Nach der DE-OS 33 12 863, F23G 7/06 ist ein Verfahren zum Verbrennen von brenn barem Gut, bei dem brennbare Abgase einer Brennkammer zugeführt werden, bekannt. Dabei werden die Abgase von innerhalb der Brennkammer zu deren Ausgang bzw. de ren Ausgängen gesondert geführt und den gesondert geführten Abgasen Frischluft bei gemischt. Damit soll ein möglichst vollständiger und störungsfreier Ausbrand der Ab gase ermöglicht werden.

Durch die DE-PS 34 09 292, F24H 1/22 und die DE-PS 37 05 406, F24H 1/22 sind Gaserzeuger in Baueinheit mit einer Brennkammer als sogenannte Vergasungsheizkessel bekannt. Diese bestehen aus einem oberhalb eines beweglichen Rostes angeordneten Füllschacht, einem sich an den Füllschacht oberhalb des Rostes anschließenden Reak tionsraum, einer unterhalb des Rostes angeordneten Brennkammer und einem innerhalb der Brennkammer vorgesehenen Flammrohr.

Durch die Vergasungsführung in diesem Vergasungsheizkessel als Gleichstromver gasung, wobei der zu vergasende Stoff und das Vergasungsmittel von oben nach unten den Vergasungsofen durchlaufen und das erzeugte Brenngas in unmittelbarer Nähe des Ascheaustrages abgezogen wird, kommt es zum Austrag von Kohlenstoffpartikeln durch das Brenngas und damit zu Problemen bei der Verbrennung des Gases in Form eines zu hohen Rest-CO-Gehaltes im Abgas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reinheit des erzeugten Gases zu erhöhen und damit dessen Verwertbarkeit zu erweitern bei einer vollständigen Ausnutzung des in dem eingesetzten Abfall- oder Reststoff enthaltenen Kohlenstoffs und einer optimalen Verwertung des erzeugten Brenngases, verbunden mit einer Minimierung des Schad stoffaustrages durch die nach dem Wärmeentzug austretenden Verbrennungsabgase.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß verfahrensgemäß die in geeig neter Weise konditionierten bzw. aufbereiteten Abfall- oder Reststoffe als Feststoffe mit Luft oder Luft-Wasserdampf-Gemisch als Vergasungsmittel in einem Vergasungsofen vergast werden. Dabei werden der zu vergasende Stoff und das Vergasungsmittel im Gemischtstrom geführt, indem der zu vergasende Feststoff den Vergasungsofen von oben nach unten durchläuft und das Vergasungsmittel sowohl von oben als auch von un ten und seitlich, zumindest aber an zwei der genannten Stellen der Feststoffschüttung zugeführt wird und der Abzug des Brenngases vorzugsweise an der der seitlichen Zuführung des Vergasungsmittels gegenüberliegenden Seite erfolgt.

Die Regelung des Vergasungsvorganges im Vergasungsofen erfolgt erfindungsgemäß durch die Aufnahme des Temperaturprofils über die Höhe des Vergasungsofens. Dabei wird die Lage der Hauptvergasungszone, entsprechend der Maximaltemperaturzone, über die Bewegung des Schubrostes und damit durch den Ascheaustrag geregelt. Die je nach Art der Abfall- oder Reststoffe unterschiedliche optimale Vergasungstemperatur wird über Größe und Zusammensetzung des Vergasungsmittelstromes und die Leistung des Vergasungsofens über die Breite der Vergasungsmittelzuführung durch mehrere übereinander angeordnete Zuführungsstellen geregelt.

Das erzeugte Brenngas kann vollständig oder teilweise ohne weitere Aufbereitung einer unter dem Vergasungsofen in Baueinheit angeordneten Brennkammer an sich bekannter Bauart zugeführt und die entstehenden Verbrennungsgase thermisch genutzt werden. Vorteilhafterweise wird jedoch das Brenngas einer Arbeitsmaschine zur Erzeugung von Elektroenergie zugeführt. Die Restwärme wird mittels eines Abhitzekessels thermisch genutzt. Nach dem Wärmeentzug wird das Verbrennungsabgas einer Rauchgasreinigung unterworfen, vorzugsweise in einem Aktivkoksfilter, und gelangt anschließend über einen Schornstein in die Atmosphäre.

Die Vorrichtung zur Brenngasherstellung durch Vergasung kohlenstoffhaltiger Produk te, insbesondere von in geeigneter Weise konditionierten bzw. aufbereiteten Abfall- und Reststoffen, mit Luft oder Luft-Wasserdampf-Gemischen als Vergasungsmittel in einem Vergasungsofen, vorzugsweise in Baueinheit mit einer Brennkammer, ist dadurch ge kennzeichnet, daß der Vergasungsofen mit einem schrägliegenden Rost ausgerüstet ist, der vorzugsweise als Stufenrost ausgebildet ist, der die Zuführung des Vergasungs mittels ermöglicht und über einen geeigneten Mechanismus in eine Schubbewegung ver setzbar ist.

Der Vergasungsofen ist mit einem zweischichtigen Isolier-Kühl-System umgeben, dessen Schichten durch eine perforierte Zwischenwand getrennt sind, wobei die äußere Isolier schicht eine oder mehrere Öffnungen für die Kühllufteinleitung und die innere Kühl schicht eine oder mehrere Öffnungen für die Kühlluftableitung aufweisen.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung ist der prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Der erfindungsgemäße Vergasungsofen ist mit einem schrägliegenden Rost 1 ausgestat tet, wobei ein Teil des Vergasungsmittels dem zu vergasenden Stoff durch diesen Rost 1 zugeführt wird und hauptsächlich die Aufgabe hat, den in der Einsatzproduktasche noch vorhandenen Kohlenstoff vollständig umzusetzen. Ein weiterer Vergasungsmittelanteil wird dem Vergasungsofen oberhalb der Feststoffschüttung zugeführt und hat hauptsächlich die Aufgabe, Schwelprodukte des zu vergasenden Stoffes in die Verga sungszone zu spülen und damit der vollständigen Vergasung zuzuführen. Das restliche Vergasungsmittel wird dem Vergasungsofen seitlich über eine Zuführung 2 zugeführt. Durch Variation der Breite der seitlichen Vergasungsmittelzuführung kann die Abmes sung der Vergasungszone und damit die Vergasungsleistung bestimmt werden. Bei einer Fließrichtung des zu vergasenden Stoffes von oben nach unten wird im unteren Teil des Vergasungsofens ein Gegenstrom, im oberen Teil ein Gleichstrom und im Mittelteil ein Querstrom realisiert. Das Brenngas wird an der der seitlichen Zuführung 2 gegenüber liegenden Seite oberhalb der obersten Stufe des schrägliegenden Rostes 1 an einem Ab gang 3 abgezogen. Durch die erfindungsgemäße Gemischstromvergasung wird einerseits ein vollständiger Umsatz des im zu vergasenden Stoff enthaltenen Kohlenstoffs und andererseits eine vollständige Umsetzung der primär entstehenden Schwelprodukte erreicht, so daß das Brenngas frei von kondensierbaren organischen und teerartigen Stoffen ist.

Der schrägliegende Rost 1 ist erfindungsgemäß als Stufenrost oder anderweitig als von einer ebenen Form abweichend ausgebildet und beweglich als Schubrost gelagert. Durch die Schubbewegung über einen geeigneten Antrieb 4 wird die Asche über eine Austrags öffnung 5 ausgetragen und gelangt in den Aschesammelraum 6. Durch die räumlich ge trennte Abführung von Brenngas und Asche ist das Brenngas weitgehend frei von koh lenstoffhaltigen und mineralischen Schwebeteilchen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist das Isolier-Kühl-System um den Vergasungs ofen. Die Kühlluft gelangt zunächst in eine äußere Isolierschicht 7 und von da aus durch die perforierte Zwischenwand 8 in eine innere Kühlschicht 9, wo die eigentliche Kühlung des Vergasungsofenmantels 12 erfolgt. Die vorgewärmte Luft verläßt das Isolier-Kühl- System bei einem Abgang 10 und wird als Vergasungsmittel oder Verbrennungsluft ein gesetzt.

Die Regelung des Vergasungsvorgangs im Vergasungsofen erfolgt, wie bereits beschrie ben, durch Aufnahme des Temperaturprofils über die Höhe des Vergasungsofens. Dabei wird die Lage der Hauptvergasungszone, entsprechend der Maximaltemperaturzone, über die Bewegung des Rostes 1 und damit durch den Ascheaustrag geregelt. Die je nach Art des Abfall- oder Reststoffes unterschiedliche optimale Vergasungstemperatur wird über Größe und Zusammensetzung des Vergasungsmittelstromes und die Leistung des Vergasungsofens über die Breite der Vergasungszone entsprechend der Breite der Ver gasungsmittelzuführung durch mehrere übereinander angeordnete Zuführungen 2 gere gelt.

Das erzeugte Brenngas kann vollständig oder teilweise ohne weitere Aufbereitung einer unter dem Vergasungsofen in Baueinheit angeordneten Brennkammer 11 an sich bekann ter Bauart zugeführt und die entstehenden Verbrennungsgase thermisch genutzt werden. Vorteilhafterweise wird jedoch das Brenngas einer Arbeitsmaschine zur Erzeugung von Elektroenergie zugeführt. Die Restwärme wird mittels eines Abhitzekessels thermisch genutzt. Nach dem Wärmeentzug wird das Verbrennungsabgas einer Rauchgasreinigung unterworfen, vorzugsweise in einem Aktivkoksfilter, und gelangt anschließend über einen Schornstein in die Atmosphäre.

Bezugszeichenliste

1 Rost
2 Zuführung
3 Abgang
4 Antrieb
5 Austragsöffnung
6 Aschesammelraum
7 Isolierschicht
8 Zwischenwand
9 Kühlschicht
10 Austritt
11 Brennkammer
12 Vergasungsofenmantel

Claims

1. Verfahren zur Brenngasherstellung durch Vergasung kohlenstoffhaltiger Produkte, insbesondere von in geeigneter Weise konditionierten bzw. aufbereiteten Abfall- und Reststoffen, mit Luft oder Luft-Wasserdampf-Gemisch als Vergasungsmittel in einem Vergasungsofen, vorzugsweise in Baueinheit mit einer Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der zu vergasende Feststoff und das Vergasungsmittel im Gemischtstrom geführt werden, indem der zu vergasende Feststoff den Vergasungsofen von oben nach unten durchläuft und das Vergasungsmittel sowohl von oben als auch von unten und seitlich, zumindest aber an zwei der genannten Stellen, der Feststoffschüttung zugeführt wird und der Abzug des Brenngases vorzugsweise an der der seitlichen Zuführung des Vergasungsmittels gegenüberliegenden Seite erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Verga sungsvorganges das Temperaturprofil des Vergasungsofens aufgenommen wird und die Lage der Hauptvergasungszone durch den Ascheaustrag über die Schubbewegung des Rostes, die optimale Vergasungstemperatur über den Vergasungsmittelstrom und die Leistung des Vergasungsofens über die Breite der Vergasungszone geregelt wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Brenngas vorzugsweise in einer Arbeitsmaschine zur Elektroenergie erzeugung genutzt wird und das Restgas nach Wärmeentzug einer Abgasreinigung, vor zugsweise einem Aktivkoksfilter, zugeleitet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Brenngasherstellung durch Verga sung kohlenstoffhaltiger Produkte mit Luft oder Wasserdampf-Luft-Gemisch als Verga sungsmittel in einem Vergasungsofen, vorzugsweise in Baueinheit mit einer Brenn kammer, nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergasungs ofen mit einem schrägliegenden Rost ausgerüstet ist, der vorzugsweise als Stufenrost ausgebildet ist, der die Zuführung des Vergasungsmittels ermöglicht und über einen ge eigneten Mechanismus in eine Schubbewegung versetzbar ist und daß der Vergasungs ofen mit einem zweischichtigen Isolier-Kühl-System umgeben ist, dessen Schichten durch eine perforierte Zwischenwand getrennt sind, wobei die äußere Isolierschicht eine oder mehrere Öffnungen für die Kühllufteinleitung und die innere Kühlschicht eine oder mehrere Öffnungen für die Kühlluftableitung aufweisen.