DK174439B1 - Forgasningsanlæg samt fremgangsmåde til forgasning - Google Patents
Forgasningsanlæg samt fremgangsmåde til forgasning Download PDFInfo
- Publication number
- DK174439B1 DK174439B1 DK200100758A DKPA200100758A DK174439B1 DK 174439 B1 DK174439 B1 DK 174439B1 DK 200100758 A DK200100758 A DK 200100758A DK PA200100758 A DKPA200100758 A DK PA200100758A DK 174439 B1 DK174439 B1 DK 174439B1
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- pyrolysis
- gasification
- gas
- unit
- reactor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
- C10J3/60—Processes
- C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
- C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0916—Biomass
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
DK 174439 B1
Den foreliggende opfindelse angår et forgasningsanlæg for biobrændsel omfattende en enhed for pyrolyseproces, et kammer for partiel oxydation af gasformige pyrolysepro-dukter, en reaktorenhed for forgasning af fast pyrolyseprodukt, en enhed til udtag af aske samt en enhed for udtag for forgasningsgas. Opfindelsen angår endvidere en 5 fremgangsmåde til forgasning omfattende en indfødning og bearbejdning af biobrændsel, et pyrolysetrin, et tjæredekomponeringstrin som udføres ved partiel oxidation af gasformige pyrolyseprodukter, et forgasningstrin for fast pyrolyseprodukt og hvor forgasningen foretages i et oxidationstrin efterfulgt af et reduktionstrin.
10 Opfindelsen angår især et forgasningsanlæg og en fremgangsmåde, der anvender biobrændsel i form af multibrændsler samt produkter, som fremkommer fra landbrugets dyrkning, for eksempel halm fra kornafgrøder.
Igennem flere år har der været et ønske om at omsætte mest muligt af regenererbart 15 indenlandsk produceret brændsel, for eksempel biomasse til energiformål. Det vigtigste argument for dette ønske er, at denne omsættelse er C02 neutral. Det vil sige, at der for eksempel ved forbrænding af biomasse ikke udvikles mere C02 end der fremkommer ved naturlig nedbrydning.
20 I Danmark er især halm et produkt, som ønskes anvendt. Traditionel varmeproduktion er den mest udbredte form for anvendelse af halmens energi. Hertil benyttes kendt teknik, som kan holde anlægsudgifter nede.
En anden metode kan være at udnytte halms energipotentiale via forgasning. Ved for- 25 gasning kan der produceres elektrisk energi ved hjælp af en gasmotor, der driver en generator. En sådan proces har den fordel, at der kan opnås en højere virkningsgrad end ved en traditionel kraft-varmeproduktion via en dampproces. Især ved mindre anlægsstørrelser er der en fordel, idet anlægsomkostninger til forgasningsanlæg er mindre end anlægsomkostninger til traditionelle dampprocesanlæg.
30 DK 174439 B1 2
Ved forgasning arbejdes der hovedsageligt med to forgasningsprincipper nemlig modstrømsforgasning og medstrømsforgasning. Begge principper kan omfatte ét eller flere trin.
5 Modstrømsforgasning udmærker sig ved en simpel konstruktion og en høj kulstofomsætning. Her produceres en meget tjæreholdig gas. Dette bevirker, at gassen ikke kan benyttes til motordrift uden en effektiv rensning, idet tjæren ellers vil beskadige motoren.
10 Medstrømsforgasning udmærker sig ved at der produceres en renere gas, der relativt enkelt kan benyttes til motordrift ved at forbinde gasudtaget fra et forgasningsanlæg med en motor, eventuelt via et relativt enkelt anlæg til rensning og køling af gassen.
I det traditionelle medstrømsanlæg stilles krav til god kvalitet af brændslet. Der op-15 træder et betydeligt tab i form af kulstof, der forbliver uomsat i asken.
Med de kendte anlæg og fremgangsmåder af den type som er beskrevet indledningsvis har der således optrådt en stor følsomhed overfor de fysiske egenskaber i brændslet eller også har processen ført til en mere eller mindre forurenet gas, som kræver omfat-20 tende rensning før gassen kan anvendes som brændsel for en motor, der for eksempel kan udnyttes i en kraftvarmeproduktion.
Efter gasrensning ifølge det kendte princip opnås et restprodukt i form af et tjæreholdigt kondensat, som igen kræver omfattende rensning, før det kan udledes til recipient.
25
Ved anvendelse af en trinopdelt medstrømsforgasser har det været muligt at løse en del af disse problemer.
Der kendes således en forgasningsproces, der foregår i to trin, og som gør det muligt 30 at producere en stort set tjærefri gas, der kun kræver en relativ enkel partikelrensning.
DK 174439 B1 3
Imidlertid er den kendte totrinsforgasning forbundet med ulemper, idet koksforgasning foregår i en medstrøms fastleje reaktor. En sådan reaktorenhed har et begrænset anvendelsesområde, idet den stort set er uegnet til meget finkornet koks. Når reaktorlejet indeholder meget finkornet koks opstår der et stort tryktab over kokslejet. Dette inde-5 bærer en stor risiko for tab i form af uomsat koks i lejematerialets aske. Endvidere har det hidtil ikke vist sig muligt at anvende princippet med fast leje i større anlæg, og det har således været vanskeligt at skalere de kendte anlæg op til effektstørrelse, som er ønskelige forgasningsanlæg til brug ved kraftvarmeproduktion.
10 Igennem flere år har der således ved arbejdet med biomasseforgasning været ønske om at tilvejebringe et forgasningsanlæg eller en proces, som muliggør en produktion af stort set tjærefri gas, og som omsætter pyrolysekoksen fuldstændigt, og som ikke har nævneværdigt tryktab i koksreaktoren, og som tillige muliggør anvendelsen af forskellige typer biobrændsler samt kan dimensioneres for ønsket effekt, fortrinsvis in-15 denfor et større effektområde.
Det er formålet med nærværende opfindelse at anvise et anlæg samt en fremgangsmåde til forgasning af biobrændsel af den indledningsvis nævnte type, som muliggør en opfyldelse af disse ønsker, idet ulemperne ved de kendte systemer herved minimeres 20 eller elimineres fuldstændigt.
Ifølge den foreliggende opfindelse opnås dette med et forgasningsanlæg af den indledningsvis nævnte type, som er særpræget ved, at reaktoren omfatter en roterovn hvis indløb er forbundet med pyrolyseenheden for modtagelse af det partielt oxiderede pro-25 dukt fra pyrolysen og hvis udløb er forbundet med en udskiller hvor aske og gas adskilles og føres til askeudtag henholdsvis gasudtag.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særpræget ved, at forgasningen foretages under rotation af det faste pyrolyseprodukt samtidig med at forgasningsmiddel tilsættes.
Med et sådant anlæg og en sådan metode anvendes en kendt enhed til indfødning og bearbejdning af biobrændslet samt en kendt enhed for pyrolyseprocessen. Denne an- 30 DK 174439 B1 4 vendes sammen med en reaktorenhed, der er tilvejebragt i form af en roterovn eller roterende koksreaktor.
Ved tilgangen til denne reaktorenhed er der tilvejebragt et brændkammer, hvor der 5 foretages en partiel oxidation af det gasformige pyrolyseprodukt.
Den roterende koksreaktor har en oxidationszone hvor det faste pyrolyseprodukt (koksen) omsættes til gas ved hjælp af et forgasningsmiddel, for eksempel i form af luft, damp og varme samt en reduktionszone hvor der sker der en reduktion af C02 til 10 CO.
Gennem det faste pyrolyseprodukts (koksens) bevægelsesmønster i roterovnen vil der opnås et forøget areal af kontaktfladen mellem den varme gas og kokspartikleme, hvilket fremmer konverteringsprocessen, idet der skabes ideelle varme og stoftrans-15 missionsforhold. Det vil sige, at det bliver muligt at øge omsætningseffektiviteten for koks betydeligt. Endvidere vil den kontinuerlige rotation, hvor koksene transporteres delvist langs periferien i roterovnen efterfulgt af et frit fald gennem gasstrømmen, medføre, at stort set alt koks omsættes, idet ingen koks vil være indlejret i aske, som umuliggør koksomsætning.
20
Med en roterovn som reaktor, bliver det muligt at foretage en tilpasning til forskellige typer koks, idet følsomheden for fint materiale bliver meget lille. Endvidere vil der være mulighed for at påvirke flere parametre med henblik på dimensionering af anlægget. Det vil således være muligt at optimere reaktoren ved at ændre på diameteren 25 ved at regulere koksens faldhøjde for eksempel ved anvendelse af medbringere i roterovnen, således at faldsekvens og dermed opholdstid i reaktoren kan påvirkes.
Endvidere vil det være muligt at påvirke gassens hastighed gennem reaktoren og gennem udløbssektion, således at der optræder mindst mulig flyvestøv, som træder ud af 30 reaktoren. Dette muliggør frembringelse af en renere gas, hvorved adskillelsen af gasfraktion og askefraktion lettes.
DK 174439 B1 5
Det er endvidere muligt at variere omdrejningshastighed og hældningsvinkel på roterovnen med henblik på at variere opholdstid i reaktoren og dermed anlæggets tolerance af et bredt spektrum af partikelstørrelser for koksen. Hældningsvinklen kan være mellem 0° og 10°. I et anlæg vil denne vinkel fortrinsvis være fast, når først den er indstil-5 let, men alternativt kan hældningsvinklen være regulerbar, ligesom det også er muligt at fremstille medbringeme udskiftelige for at kunne placere medbringere med forskellige udformning og/eller antal for også derved at påvirke roterovnens dimensione-ring/effekt.
10 Idet gassen i reaktoren passerer gennem et næsten tomt rum hvor der blot er de roterende og faldende kokspartikler er der i praksis stort set intet tryktab i den roterende reaktor. Dette forenkler anlægget og eliminerer risiko for dannelse af uønskede gas-slipstrømme i forgasserens indre eller ud til omgivelserne.
15 Baseret på de forskellige reguleringsparametre kan roterovne håndtere forskellige typer biomasse fra meget finkornet til groft granuleret koks. Der er blot krav om, at disse granulerede materialer kan passerer gennem pyrolyseenheden.
Endvidere vil en reaktor i form af en roterovn have en supplerende mulighed for op-20 skalering, idet den kan fødes af et større eller mindre antal pyrolyseenheder.
Ved indløbet til reaktoren er der som nævnt tilvejebragt et brændkammer, hvor den tjæreholdige pyrolysegas udsættes for en partiel oxidation gennem tilsætning af luft og vanddamp, således at gassen, som tilføres koksreaktoren stort set er tjærefri. Eventuelt 25 kan der tilsættes rent ilt i stedet for luft. Herved øges gastemperaturen til et niveau, der fortrinsvis vil være over 1000 C. Gasserne føres ved denne temperatur ind i koks-reaktoren hvor en effektiv omsætning af koks sker ved temperaturer mellem ca.
1000°C og 700°C. Ikke-reageret (ikke-forbrugt) ilt og damp introduceres således sammen med det nu tjærefri pyrolyseprodukt til den roterende koksreaktor. Her sker 30 der en række oxidations- og reduktionsprocesser, som forbruger resten af ilten og vanddampen samtidig med at koksen omsættes til gas. Den producerede gas består fortrinsvis af CO, H2, CH4, C02 og N2.
DK 174439 B1 6
Ifølge en særlig udførelsesform er anlægget særpræget ved, at roterovnens indløb omfatter en lodret skakt, der er forbundet med en oven over roterovnen anbragt pyrolyse-enhed, og som er adskilt i to kanaler hvor en første kanal er arrangeret under udløbet 5 fra pyro lyseenheden og primært fører det faste pyrolyseprodukt til reaktoren og hvor en anden kanal er forbundet med pyrolyseenhedens udløb og fører det gasformige pyrolyseprodukt til reaktoren.
Ved denne udformning opnås en særlig enkel udformning ved overføring af materiale 10 i form af koks og pyrolysegas fra pyrolyseenheden til reaktoren. Således kan koks falde igennem en separat kanal og via en afbøjningsplade blive styret ind i roterovnen. Kanalen for kokstransporten kan fortrinsvis være tilvejebragt umiddelbart under udløbet fra en pyrolyseenhed i form af en snegletransportør, således at tyngdekraften bringer koksen fra pyrolyseenheden ind i reaktoren.
15
Kanalen for pyrolysegassen kan være anbragt parallelt med eller helt eller delvis omsluttende kanalen for kokstransporten, og kræver ikke væsentlige krav til tæthed på grund af begrænset tryk i reaktoren. Ved bunden af nævnte anden kanal i umiddelbar tilknytning til roterovnens indløb er der tilvejebragt ,er kammer hvor den partielle oxi-20 dation af den tjæreholdige pyrolysegas sker, idet kanalen her kan forsynes med en tilførsel for vanddamp og luft.
Ved at trinopdele processen på den beskrevne måde er der muligt at dekomponere pyrolysegassens tjæreindhold meget målrettet idet den producerede tjære tvinges 25 igennem brændkammeret, hvor der hersker ideelle betingelser for tjæredekompone-ring/nedbrydning.
Idet kammeret for partiel oxidation er meget veldefineret, vil denne konstruktion bevirke, at der kan tilsættes luft/ilt til pyrolysegassen i en korrekt position for opnåelse af 30 en partiel oxidation af pyrolysegassen, nemlig i reaktionszonen eller reaktionskammeret, som er tilvejebragt i umiddelbar tilknytning til roterovnens indløb.
DK 174439 B1 7
Et system ifølge opfindelsen som anvendes til forgasning af biobrændsel med henblik på anvendelse af produktgassen i en gasmotor foretages en behandling af biobrændslet på følgende måde.
5 Biobrændsel bearbejdes for at sikre en ensartet størrelse, og fremføres derefter via transportorganer til indløbet for pyrolyseenheden. Det bemærkes at indløbet skal være gastæt. I pyrolysetrinnet sker der en termisk konvertering i en iltfri atmosfære, således at der dannes koks og flygtige bestanddele i form af kondenserbare tjærestoffer, gasser og vanddamp, som er produceret ved processen. Mængden og sammensætning af de 10 flygtige bestanddele er afhængig af biomassens opholdstid og pyrolysetemperatur i pyrolyseenheden. Pyrolyse af biomasser sker typisk i temperaturintervallet fra 200°C -
Q
800 C. Herved frigives flygtige bestanddele gradvis fra biomassen, således at der resterer et faststof bestående af koks. Kokskvaliteten afhænger af kemisk sammensætning, som igen afhænger af pyrolysetemperatur samt askeindhold i biomassen.
15 I brændkammeret sker en partiel oxidation idet luften tilsættes, og der sker en delvis afbrænding af pyrolysegassen, således at temperatur stiger på en temperatur over 1000 C for eksempel op til 1100°C, således at der sker en termisk nedbrydning af tjæren.
20
Denne gas strømmer gennem roterovnens oxidationszone, hvor koksen nedbrydes.
Ved hjælp af ovnens rotation samt medbringere indeni ovnen opnås en lang opholdstid med frit fald i forgasningsmediet. På grund af rotationen sker der ikke ophobning af koks og aske, og der vil herved ikke være risiko for at uomsat koks bliver indlejret i et 25 isolerende askelag, som hindrer varme og forgasningsmiddel i at omsætte koksen til en brugbar produktgas.
I reduktionszonen sker der en reduktion af C02 ved at der stadig er lidt koks tilbage for reduktion af C02 til CO. Derved bliver resten af koksen omsat/forbrugt.
Roterovnens udløb er forbundet med en grovudskiller, der kan være forholdsvis enkel.
På grund af lille luftstrømning vil asken falde ned i bunden af en grovudskiller, der er 30 DK 174439 B1 8 placeret i umiddelbar tilknytning til udløb for at blive taget ud via et askeudtag i bunden. I grovudskillerens top er der tilvejebragt et gasudtag for produktgas. Produktgassen kan efter grovudskilleren forarbejdes via gasrensning og køling såfremt den for eksempel skal anvendes i en forbrændingsmotor.
5
Gasrensning kan ske efter forskellige principper, som er velkendte, for eksempel ved tjærerensning ved termisk krakning, idet mineralet dolomit kan bruges som katalysator.
10 En røgvasker eller skrubber, hvor væske sprøjtes ind i gassen og hvor vand, der udrenser tungpartikler, opsamles og destrueres.
Rensning kan også ske som partikelrensning i cykloner sammen med forskellige former for filtre. I en sådan gasforarbejdning kan gassen i udtræden fra grovudskilleren o 15 være nedkølet fra en temperatur til ca. 300 C eller endnu lavere temperatur.
Den således rensede og filtrede produktgas kan derefter ledes til en motor, for eksempel gasmotor i kraftvarmeanlæg. Gasmotoren og en generator kan således producere henholdsvis varme og strøm. Kølevand i motoren kan bruges til varmvandsproduktion 20 og udstødsgassen fra motoren kan ledes til pyrolyseenhedens varmekappe for at udnytte en del af den termiske energi til pyrolyseprocessen.
Opfindelsen vil i det efterfølgende blive forklaret nærmere under henvisning til den medfølgende skematiske tegning, hvor 25 fig. 1 viser et snit gennem en første udførelsesform for et anlæg ifølge opfindelsen, fig. 2 viser et partielt vandret snit gennem et brædkammer samt en kokska nal for det i fig. 1 viste anlæg, 30 fig. 3 viser et snit gennem en roterovn til illustration af medbringere, fig. 4 viser et partielt snitbillede af en roterovn til illustration af materialevandring, DK 174439 B1 9 fig. 5 viser en skitse af en anden udførelsesform for et anlæg ifølge opfindelsen, og fig. 6 viser et principdiagram for fremgangsmåden ifølge opfindelsen.
5 Γ det efterfølgende vil identiske eller tilsvarende elementer i tegningens forskellige figurer blive betegnet med samme henvisningsbetegnelse. Der gives således ikke en specifik forklaring i forbindelse med hver enkelt figur.
Ligeledes vil kun de væsentligste elementer, som indgår i anlægget ifølge opfindelsen 10 blive forklaret. Således vil der ikke gives nogen forklaring af energiforsyning, styresystem og måleudstyr, som indgår i anlægget med henblik på at gøre dette funktionsdueligt. Imidlertid vil det i lyset af nærværende beskrivelse være muligt for fagmanden at tilvejebringe sådanne elementer, som gør anlægget funktionsdueligt.
15 I fig. 1 er der illustreret et anlæg 1 til brug ved forgasning af biobrændsel 2. Biobrændsel 2 indføres således i et gastæt indføringssystem 3 til en pyrolyseenhed 4, der omfatter en snegletransportør 5, der drives af en motor 6, og som har et udløb 7. Pyro-lyseenheden 4 er forsynet med en rørkappe 8, og der kan tilføre varme som indikeret ved pilen 9 fra udstødsgas fra en motor. Denne fremløbstemperatur 9 vil typisk være i o 20 størrelsesordenen 600 C. Fra rørkappen 8 vil der være en varmeudstråling samt en udstødningsgasafgang, som indikeret ved pilen 10, hvis temperatur typisk kan være i størrelsesordenen 350°C.
Pyrolyseenheden 4 er forbundet med en reaktorenhed 11 via en lodret orienteret skakt 25 12. Skakten 12 indeholder en første kanal 13, hvor pyrolysekoks 14 ffa sneglens udløb 7 falder direkte ind i et indløb 15 for reaktoren 11 's roterovn 16. Skakten 12 omfatter en anden kanal 17 for pyrolysegas 18, der strømmer fra pyrolyseenheden 4 til indløbet 15 for roterovnen 16. I figur 2 illustreres et snit, der illustrerer, hvorledes den anden kanal 17 tilnærmelsesvis delvis omgiver kanalen 13 for pyrolysekoksen. 1 30 bunden af den anden kanal 17 er der tilvejebragt et kammer 19 i umiddelbar tilknytning til roterovnen 16's indløb 15. Dette udgør en zone for den partielle oxidation af DK 174439 B1 10 de gasformige pyrolyseprodukter. I kammeret 19 tilføres vanddamp 21 samt luft 22 via et eller flere tilførselsrør 20 i en veldefineret position for pyrolysegassen. Dette tilføres fortrinsvis ved en temperatur mellem 500°C - 600°C og der etableres i kammeret 19 en temperatur, der typisk vil være i størrelsesordenen 1100 C. I kammeret 19 5 foretages der således en termisk nedbrydning af tjære i pyrolysegassen.
Roterovnen 16 drives ved hjælp af motorer 23, som bruges til at drive understøtningsruller 24. Dette kan ske efter et princip, som for eksempel kendes fra cementovne, tørreovne for grøntfoder etc. I roterovnen 16's indre 25 er der tilvejebragt en oxidati-10 onszone 25A og en reduktionszone 25B, hvor koks 26 (se fig. 3 og 4) nedbrydes, idet pyrolysegassen passerer fra venstre mod højre. I reaktoren 16 sker der således en række oxidations- og reduktionsprocesser, som forbruger resten af ilten og dampen samtidig med at koksen omsættes til gas.
15 Roterovnen har et udløb 27, der udmunder i en grovudskiller 28. Grovudskilleren 28 har en væg 29, således at gas ikke strømmer direkte til et gasudtag i form af et udløb 30 for produktgas 31. På grund af lille strømningshastighed vil aske falde ned i bunden 32 af grovudskilleren og vil via en gastæt sluse 33 og en snegletransportør 34, som drives af en motor 35 føres til et udløb 36 for asken 37.
20
Typisk dimensioner for det i fig. 1 viste anlæg kan være en diameter på 1,2 meter og en længde på 6 meter for roterovnen i et anlæg med en ydelse på en MW I et anlæg med en ydelse på 10 MW kan diameteren typisk være 3,8 meter, og længden kan typisk være 18 meter. Det vil være muligt at opskalere anlægget til ydelser op til 50 25 MW, hvilket er en væsentlig forøgelse i forhold til et anlæg i fast leje, der typisk har en ydelse, der kan være op til 2-3 MW. 1 en fast leje forgasser er der hyppigt kokstab i størrelsesordenen 10% af den indførte energi på grund af ufuldstændig omsætning af koks, der er indlejret i asken. I en roter-30 ovn ifølge opfindelsen vil koksen omsættes fuldstændigt, hvilket vil siges at medføre en forøgelse af virkningsgraden med 10%.
DK 174439 B1 11 I den viste udførelsesform er roterovnen illustreret som værende stort set vandret. Imidlertid kan denne være placeret med en skrå orientering, således som illustreret i o figurene 4 og 5. Vinklen kan være mellem 0 og 10 .
5 I fig. 3 og 4 illustreres et tværsnit henholdsvis et længdesnit gennem en roterovn 16.
Det bemærkes, at anlægget som er illustreret i fig. 4, er opbygget efter et andet princip end anlægget i fig. I, idet pyrolyseenheden 4 er anbragt koncentrisk om en midtakse 53 gennem roterovnen 16 og i direkte forlængelse af roterovnen 16 samt kammeret 19.
I roterovnens indre er tilvejebragt medbringere 54, som fører koks 26 rundt langs den 10 indre periferi ifølge en bane 55 indtil de når et øvre punkt, hvor koksen 26 falder ned i bunden af roterovnen via banen 56.
En vinkel 57, som er dannet mellem lodret og en linie gennem centrum 53 af roterovnen til medbringeren 54's spids 58 benævnes som dropvinkel, hvilket vil sige den vin-15 kel, hvor koks ikke længere følger roterovnens periferi. Det bemærkes, at koksen, medens den følger banen 55, medfølger samtidig med at der forekommer en glidning i materialet på roterovnens cylindriske væg. Derefter foretages en rulning og til sidst en kaskadevirkning, når koksen 26 falder ned via droplinien 56.
20 I fig. 4 illustreres hvorledes koks 26 føres ind gennem åbningen 15 ifølge en bane 59. Koksen vil derefter foretage en zig-zag bevægelse, idet de løftes op til et øvre niveau 60, hvor koksen vil droppe ned ifølge faldlinien 56. Koksens bevægelsesmønster vil afhænge af den valgte vinkel 61 for roterovnens skrå orientering i forhold til et vandret plan 62. Ved at ændre vinklen 61 er det muligt at ændre koksen 26's dropafstand gen-25 nem roterovnen 16. Koksen vil så have en første aksial dropdistance 63 på grund af medbringemes 64's løft af koksen 26. Koksen kan endvidere bibringes en anden aksial dropdistance 64 på grund af koksens glidning på medbringeme. Herved fås det bevægelsesmønster, som er illustreret med stiplede linier i fig. 4. 1 I fig. 5 er der illustreret en alternativ udførelsesform, hvor pyrolyseenheden 4 er placeret aksial i forlængelse af roterovnen 16 på en måde svarende til den i fig. 4 viste udførelsesform. I fig. 5 er illustreret, hvorledes en ramme 65 understøtter roterovnen 16 og DK 174439 B1 12 pyrolyseenheden 4 i forhold til en bundramme 66. Det vil være muligt at arrangere rammen 65 svingbar omkring et omdrejningspunkt 67 for justering af roterovnens hældningsvinkel 61 og derved mulighed for at påvirke koksens opholdstid gennem anlægget for de øvrige elementer, som indgår i det konstruktionsprincip, som er i illu-5 streret i fig. 5, der svarer i det væsentlige til de elementer og enheder som er illustreret i fig. 1. Der vil derfor ikke gives en nærmere forklaring til disse.
Ved drift af et anlæg ifølge opfindelsen kan gashastighed, som optræder gennem roterovne 16 være mellem 0,2 og 1 meter pr. sekund, fortrinsvis 0,5 meter pr. sekund.
10 Herved vil asken i roterovnen under forgasning af koksen 26 kun blive moderat medrevet gennem det indre af ovnen. Det er da også væsentligt af hensyn til opnåelse af så lille askemængde i udløbet 30 i grovudskilleren 28.
I fig. 6 er der benyttet samme henvisningsbetegnelser til identiske eller tilsvarende 15 elementer. Figuren illustrerer således de primære procestrin/produkter der indgår i fremgangsmåden ifølge opfindelsen.
Opfindelsen er ikke begrænset til de udførselsformer, der er vist ovenfor, idet andre elementer kan anvendes i stedet for de illustrerede. Det er således muligt at erstatte 20 snegletransportøren med båndtransportører eller andre transportorganer, ligesom det også er muligt at tilvejebringe pyrolyseenheden 4 ved en anden position end positionen ovenover roterovnen 16.
Det bemærkes, at de enkelte enheder og elementer, som indgår i anlægget skal være 25 fremstillet med gastætning, der modstår det tryk og de temperaturer, som arbejdes med i anlægget. Imidlertid vil dimensioneringen af sådanne tætninger ligge indenfor fagmandens område, og der er derfor ikke givet nærmere specificering heraf.
Claims (10)
1. Forgasningsanlæg for biobrændsel omfattende en enhed for pyrolyseproces, et kammer for partiel oxydation af gasformige pyro lyseprodukter, en reaktorenhed for 5 forgasning af fast pyrolyseprodukt, en enhed til udtag af aske samt en enhed for udtag for forgasningsgas, kendetegnet ved, at reaktoren omfatter en roterovn hvis indløb er forbundet med pyrolyseenheden for modtagelse af det partielt oxiderede produkt fra pyrolysen og hvis udløb er forbundet med en udskiller hvor aske og gas adskilles og føres til askeudtag henholdsvis gasudtag. 10
2. Forgasningsanlæg ifølge krav 1,kendetegnet ved, at roterovnens indløb omfatter en lodret skakt, der er forbundet med en oven over roterovnen anbragt pyrolyse-enhed, og som er adskilt i to kanaler hvor en første kanal er arrangeret under udløbet fra pyrolyseenheden og primært fører det faste pyrolyseprodukt til reaktoren og hvor 15 en anden kanal er forbundet med pyrolyseenhedens udløb og fører det gasformige pyrolyseprodukt til reaktoren.
3. Forgasningsanlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at kammeret for partiel oxidation er tilvejebragt i nævnte anden kanal ved indgang til roterovnen. 20
4. Forgasningsanlæg ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at reaktorens oxidationszone og reaktorens reduktionszone er tilvejebragt indeni roterovnen.
5. Forgasningsanlæg ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, 25 kendetegnet ved, at pyrolyseenheden omfatter transportorganer for bio brændslet.
6. Forgasningsanlæg ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at roterovnen er forsynet med medbringere for fast pyrolyse- 30 produkt. DK 174439 B1
7. Forgasningsanlæg ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at roterovnen er anbragt under en vinkel mellem 0° og 10° i forhold til vandret, og at denne vinkel fortrinsvis er regulerbar.
8. Fremgangsmåde til forgasning omfattende en indfødning og bearbejdning af bio brændsel, et pyrolysetrin, et tjæredekomponeringstrin som udføres ved partiel oxidation af gasformige pyrolyseprodukter, et forgasningstrin for fast pyrolyseprodukt og hvor forgasningen foretages i et oxidationstrin efterfulgt af et reduktionstrin, kendetegnet ved, at forgasningen foretages under rotation af det faste pyrolyse-10 produkt samtidig med at forgasningsmiddel tilsættes.
9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, den partielle oxidation foretages i en zone, der er tilvejebragt ved indløb til det roterende procestrin og at oxidationen samt reduktionen foretages i den roterende zone. 15
10 Fremgangsmåde ifølge krav 8 eller 9, kendetegnet ved, at gas og aske adskilles ved udløbet fra den roterende zone og føres til gasudtag henholdsvis askeudtag.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK200100758A DK174439B1 (da) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Forgasningsanlæg samt fremgangsmåde til forgasning |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK200100758 | 2001-05-15 | ||
DK200100758A DK174439B1 (da) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Forgasningsanlæg samt fremgangsmåde til forgasning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK200100758A DK200100758A (da) | 2002-11-16 |
DK174439B1 true DK174439B1 (da) | 2003-03-03 |
Family
ID=8160493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK200100758A DK174439B1 (da) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Forgasningsanlæg samt fremgangsmåde til forgasning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DK (1) | DK174439B1 (da) |
-
2001
- 2001-05-15 DK DK200100758A patent/DK174439B1/da not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK200100758A (da) | 2002-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7819070B2 (en) | Method and apparatus for generating combustible synthesis gas | |
CN103468322B (zh) | 一种由固体有机物水蒸气气化制取富氢气体的方法 | |
EP1278813B1 (en) | A method and a system for decomposition of moist fuel or other carbonaceous materials | |
EP1377650B1 (en) | Processing of carbonaceous material | |
KR101402039B1 (ko) | 발전장치 제어방법 및 이 방법에 사용하기 위한 장치 | |
EP0108317B1 (fr) | Procédé de gazéification de produits ligno-cellulosiques et dispositif pour sa mise en oeuvre | |
US4533438A (en) | Method of pyrolyzing brown coal | |
CN101544901A (zh) | 生物质热裂解制取生物油的方法及装置 | |
CN101108970A (zh) | 生物质与煤快速共热解制备液体燃料的方法 | |
RU2749040C2 (ru) | Способ и устройство для газификации биомассы | |
CN101918309A (zh) | 碳基材料向天然气和活性碳的转化 | |
SU1114342A3 (ru) | Способ непрерывной газификации частиц твердого углеродсодержащего материала во вращающейс печи | |
CN108384560B (zh) | 大型生物质及废物热解炉 | |
WO2013011520A1 (en) | Charcoal generation with gasification process | |
DK174439B1 (da) | Forgasningsanlæg samt fremgangsmåde til forgasning | |
CN204369820U (zh) | 生物质气化炉余热综合利用系统 | |
US20100055026A1 (en) | Process for and processor of natural gas and activated carbon together with blower | |
CN104479742A (zh) | 生物质燃气制备系统 | |
RU2721695C1 (ru) | Способ переработки органического сырья с получением синтетического топливного газа в установке высокотемпературного абляционного пиролиза гравитационного типа | |
WO2014207755A1 (en) | Zero effluent discharge biomass gasification | |
CN1207370C (zh) | 一种煤气化的方法及装置 | |
CN204369819U (zh) | 自预热生物质气化炉 | |
CN204369821U (zh) | 具有二级焦油过滤的生物质气化炉 | |
EP0955350B1 (en) | A device and method for the gasification of wood | |
US5104490A (en) | Apparatus for converting waste material to gaseous and char materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PBP | Patent lapsed |
Ref document number: DK |