ES2284513T3 - Procedimiento para gasificar combustible que contiene carbono, en un gasificador de lecho fijo. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para gasificar combustible que contiene carbono en un gasificador de lecho fijo según el principio de contracorriente, en el que se alimenta combustible al reactor de gasificación en por lo menos un punto de alimentación, que está, visto desde el reactor de abajo arriba, a una altura que es del 20 al 70% de la altura total del reactor, con lo que por debajo del punto de alimentación el lecho de combustible forma una zona primaria, en la que se producen reacciones de pirólisis, reducción y oxidación, y con lo que se alimenta aire primario desde debajo del lecho de combustible, y se retira gas de producto del reactor, desde encima del lecho de combustible, caracterizado porque al reactor de gasificación (7), a la zona secundaria encima del punto de alimentación del combustible (1) y encima del lecho de combustible, se alimenta aire secundario en proximidad inmediata con el lecho de combustible, con lo que la temperatura en la zona secundaria del reactor de gasificación (7) esinferior a 800°C.
Description
Procedimiento para gasificar combustible que
contiene carbono, en un gasificador de lecho fijo.
La invención se refiere a un procedimiento para
gasificar combustible que contiene carbono por el principio de
contracorriente en un gasificador de lecho fijo, en el que el
combustible y por debajo del lecho de combustible se alimenta aire
primario al reactor de gasificación y se retira el gas de producto
desde encima del lecho de combustible. La invención se refiere
también a un aparato para la aplicación del procedimiento.
Existen dos tipos básicos de aparatos de la
técnica anterior para gasificar combustible en gasificadores de
lecho fijo, es decir, gasificadores en isocorriente y gasificadores
en contracorriente.
En los gasificadores en isocorriente, el
combustible se alimenta a las partes superiores del reactor de
gasificación, desde las cuales fluye debido a la gravedad a través
de zonas de secado, pirólisis, oxidación y reducción. En general,
el aire de gasificación se introduce directamente a la zona de
combustión más caliente, a través de la cual se desplazan incluso
los productos de pirólisis. También, el diámetro de la zona de
combustión es a menudo más pequeño que en otras partes del reactor.
Con esta clase de gasificador se obtiene gas de producto bastante
puro y los alquitranes se desintegran con bastante eficacia en el
procedimiento. Después de purificación adicional, el gas de
producto es aplicable como combustible de motor.
Los mayores problemas con gasificadores en
isocorriente residen en su aplicabilidad únicamente para ciertos
combustibles, la fusión de las cenizas de combustible, formación de
incrustaciones en el gasificador así como una baja eficacia. Un
gasificador en isocorriente es aplicable sólo a combustibles de
buena calidad en forma de piezas que fluyen sin interferencia a
través del reactor de gasificación, como madera troceada, briquetas,
carbón vegetal en forma de piezas y virutas de buena calidad.
Cuando se usan otros biocombustibles, el funcionamiento del reactor
de gasificación se perturba fácilmente debido a la canalización del
lecho y arqueo del combustible. Por otra parte, la temperatura en
la zona de combustión se eleva a menudo a valores tan altos que las
cenizas de muchos biocombustibles se funden. En la práctica, en los
gasificadores en isocorriente se usa un combustible de madera pura
casi sin cenizas o un combustible cuyas cenizas no se funden
fácilmente.
Además, la formación de incrustaciones en el
gasificador del gasificador en isocorriente es difícil, debido a
que mientras el reactor de gasificación y sus diámetros de
estrechamiento, de estrangulación, se hacen más grandes, es muy
difícil conseguir una zona de oxidación uniformemente caliente y,
debido a esto, los alquitranes no se desintegran totalmente.
Además, no se consigue una conversión total del carbón remanente en
el reactor de gasificación con lo que la eficacia sigue siendo
baja.
En los gasificadores en contracorriente
conocidos, el combustible también fluye debido a la gravedad hacia
abajo desde arriba. Sin embargo, en gasificadores en contracorriente
el aire de gasificación se introduce hacia arriba desde abajo en
una dirección opuesta al flujo de combustible. Así, el combustible
se seca y experimenta pirólisis en las partes superiores del
reactor de gasificación, con lo que los productos de pirólisis
entran casi como tales en el gas de producto, es decir, los
alquitranes no se desintegran como en los gasificadores en
isocorriente. Por otra parte, el carbón remanente de la pirólisis se
desplaza eventualmente a través de la zona de oxidación, en la que
en la práctica se hace reaccionar todo el material combustible, con
lo que la conversión de carbón es más o menos completa. La
eficiencia térmica del gasificador en contracorriente es así más
alta que la del gasificador en isocorriente. Además, los problemas
de la fusión de las cenizas que se encuentran con los gasificadores
en isocorriente puede evitarse regulando la temperatura de la zona
de oxidación por medio de vapor añadido. Además, el reactor de
gasificación puede diseñarse como un sencillo horno de chimenea en
el que las estructuras de estrangulación no son necesarias. Incluso
la variedad de posibles combustibles es mayor que con gasificadores
en isocorriente. Sin embargo, el combustible debe estar
principalmente en forma de piezas y debe fluir por gravedad por
impulso propio en el reactor. Por otra parte, el contenido de
macropartículas en el gas de producto es bajo, y casi todas las
cenizas pueden retirarse en forma oxidada del fondo del reactor de
gasificación.
Los problemas que aparecen con el gasificador en
contracorriente son el alto contenido de alquitrán y la baja
temperatura del gas de producto, así como la caída de presión a lo
largo del alto lecho de combustible usado. Debido al alto contenido
de alquitrán y la baja temperatura del gas de producto ha de
quemarse sin demora en una caldera, secadora o algún otro aparato
de combustión semejante situado cerca del reactor de gasificación.
El gas no se puede aplicar para su uso en motores, al contrario que
el gas de producto de un gasificador en isocorriente. Además, estas
propiedades del gas de producto causan de vez en cuando la
obstrucción de la tubería de gas. Una tubería de gas obstruida
causa una caída de la presión, al igual que la altura del lecho de
combustible mencionada anteriormente. Esto es más acusado cuando el
combustible comprende material finamente dividido como serrín. Las
caídas de presión, a su vez, pueden causar problemas de drenaje del
aparato de alimentación. Por otra parte, cuando la humedad del
combustible supera el 45%, a menudo el problema es una combustión
inestable.
Se han realizado intentos para evitar los
problemas mencionados anteriormente, por ejemplo con el
procedimiento descrito en la patente US 4.498.909, en la que se
alimenta material de ceniza artificial al gasificador en
contracorriente además del biocombustible ligero con bajo contenido
en ceniza. Con ello, el flujo del combustible en el reactor de
gasificación se mejora en cierta medida, con lo que la variedad de
combustibles que se pueden usar aumenta en cierta medida. Sin
embargo, con el fin de alcanzar una mejora crucial deben usarse
grandes cantidades de material inerte, con lo que la economía de
calor del gasificador disminuiría.
Así, un objetivo de la invención es liberar al
gasificador en contracorriente de los problemas mencionados
anteriormente y, al mismo tiempo, producir gas de producto, cuyo
contenido en alquitrán esté al nivel del gasificador en
isocorriente. Además, un objetivo es producir gas con un bajo
contenido en alquitrán de varios tipos de biocombustibles que no
son aplicables a gasificadores de lecho fijo tradicionales. Esto se
ha conseguido según se representa en las reivindicaciones
adjuntas.
Un objetivo de la invención es, por lo tanto, un
procedimiento para gasificar combustible que contiene carbono en un
gasificador de lecho fijo según el principio de contracorriente, en
el que el combustible se alimenta al reactor de gasificación en por
lo menos un punto, que está, visto desde el reactor de abajo arriba,
a una altura que es del 20 al 70% de la altura total del reactor,
con lo que por debajo del punto de alimentación el lecho de
combustible forma una zona primaria, en la que se producen
reacciones de pirólisis, reducción y oxidación, y con lo que el
aire primario se alimenta desde debajo del lecho de combustible y se
retira el gas de producto del reactor, desde arriba del lecho de
combustible. La invención se caracteriza porque al reactor de
gasificación (7), a la zona secundaria encima del punto de
alimentación del combustible (1) y encima del lecho de combustible,
se alimenta aire secundario al menos en la proximidad inmediata del
lecho de combustible, con lo que la temperatura en la zona
secundaria del reactor de gasificación es inferior a 800ºC.
Según una forma preferida de realización de la
invención se alimenta combustible al reactor de gasificación en un
punto cuya altura es, visto desde el reactor de abajo arriba, del 30
al 50% de la altura total del reactor. Según una forma preferida de
realización de la invención particularmente se alimenta combustible
al reactor de gasificación esencialmente en su eje vertical
imaginario. Por otra parte, claramente el combustible puede
alimentarse al reactor de gasificación también cerca de la pared del
reactor, por ejemplo. Además, se prefiere que el combustible se
alimente con la ayuda de una tubería de alimentación que se extienda
al punto de alimentación, con lo que se prefiere especialmente que
la tubería de alimentación sea vertical.
Además, en el procedimiento de la invención se
prefiere que el combustible se alimente al reactor de gasificación
de una manera forzosa. Esta clase de alimentación forzosa de
combustible al reactor de gasificación puede conseguirse con un
alimentador de tornillo, por ejemplo, que alimente nuevo combustible
contra el lecho en el reactor de gasificación. Una alimentación
forzosa de combustible se consigue preferentemente con la ayuda de
una tubería de alimentación vertical cuando se desee alimentar el
combustible al eje vertical imaginario del reactor de
gasifica-
ción.
ción.
Los expertos en la materia reconocen que el
número de puntos de alimentación depende del tamaño del reactor de
gasificación, es decir, por ejemplo, cuanto mayor es el reactor, más
tuberías de alimentación se usan preferentemente. Es posible
incluso disponer las tuberías de alimentación de tal manera que se
disponen en puntos diferentes de la sección transversal del
reactor. Se prefiere que los puntos de alimentación estén en el
mismo plano vistos verticalmente.
Con la alimentación forzosa del combustible se
evitan los problemas de drenaje y arqueo típicos de los
gasificadores de lecho fijo. Además, pueden usarse más tipos de
combustible que en los procedimientos tradicionales, en los que el
combustible debe fluir sin perturbaciones a través del reactor. El
combustible puede ser, por ejemplo, carbón, turba, biomasa sólida
como serrín o virutas de madera, o combustible reciclado basado en
residuos.
El aire secundario es alimentado al proceso de
la forma más preferida en varias fases, de las que la primera
alimentación tiene lugar esencialmente en la proximidad inmediata
del lecho de pirólisis. Alimentando aire secundario sobre el lecho
primario, la temperatura de la zona secundaria puede elevarse a un
nivel de 400-800ºC, preferentemente de
650-800ºC. A estas temperaturas, los productos de
pirólisis formados en la gasificación, es decir alquitranes,
existen en forma gaseosa y se descomponen parcialmente. Gracias al
aumento de temperatura y a la descomposición parcial de los
alquitranes, se evita la obstrucción del gas de la tubería del
producto, un problema que es típico de los gasificadores en
contracorriente. Por otra parte, la temperatura de la zona primaria
se reduce lo suficiente alimentando vapor de agua con el fin de que
las cenizas de combustible no se fundan en el gasificador.
Además, en el fondo del reactor de gasificación
se dispone preferentemente una rejilla móvil según alguna técnica
en sí conocida, por ejemplo una rejilla giratoria cónica. Por medio
de la alimentación forzosa y la rejilla móvil se crea una situación
en la que el flujo del combustible en el reactor de gasificación no
depende solamente del peso del propio combustible. Así, los
problemas de arqueo y canalización se reducen. Además es evidente
que, mientras aumente el tamaño del reactor, se prefiere usar más de
una rejilla.
El aire primario se alimenta al reactor
preferentemente a través de la rejilla. El aire primario puede
consistir también en algún gas oxidante aparte del aire, por
ejemplo oxígeno o una mezcla de oxígeno y vapor de agua. Es posible
incluso añadir vapor de agua al aire.
Con el fin de evitar los problemas de drenaje de
los gasificadores en contracorriente, según el procedimiento de la
invención el aire portador puede alimentarse en el combustible en al
menos un punto de la línea de alimentación de combustible. Este
aire portador forma al mismo tiempo parte del aire secundario
necesario.
Además, según el procedimiento de la invención
en el reactor de gasificación se dispone un órgano de craqueo para
el gas de producto que constituye una zona terciaria. El órgano de
craqueo puede ser órgano de craqueo térmico o catalítico según
alguna técnica en sí conocida, que puede basarse además en
alimentación de aire terciario. Así, los compuestos orgánicos
descompuestos fácilmente e inestables contenidos en el gas de
producto del gasificador en contracorriente se descomponen en dos o
más etapas, de las que la primera es la descomposición en la zona
secundaria descrita anteriormente, y otras descomposiciones que
tienen lugar en el órgano de craqueo de la zona terciaria. Se
prefiere especialmente que la temperatura de la zona terciaria sea
superior a la temperatura en la zona secundaria, por ejemplo de
800-1.100ºC. Con la combinación descrita
anteriormente, puede minimizarse la formación de compuestos
poliaromáticos pesados que son difíciles de descomponer y de
hollín, siendo esto típico del craqueo tradicional de gas de
producto de un gasificador en contracorriente tradicional.
Además, un objeto de la invención es un aparato
para la aplicación del procedimiento descrito anteriormente, de
manera que ese aparato comprende un gasificador de lecho fijo, en el
que la abertura para combustible de una o más entradas de
alimentación está situada en el reactor de gasificación a una altura
que es el 20-70% de la altura total del reactor de
gasificación, y que tiene una entrada de alimentación para aire
primario así como un canal de salida para gas de producto. El
aparato está caracterizado porque la abertura de entrada para
combustible de una tubería de alimentación está situada en el
reactor de gasificación a una altura que es el
20-70% de la altura total del reactor de
gasificación y porque en el reactor de gasificación, encima de la
abertura de una entrada de alimentación, está dispuesta por lo menos
una entrada de alimentación de aire secundario.
Además, las entradas de alimentación de aire
secundario del aparato se disponen preferentemente en forma anular
y escalonada en la dirección vertical del reactor de gasificación en
uno o más planos.
Como ejemplo puede afirmarse que cuando la
altura del reactor de gasificación es de 3 a 4 m, la altura de la
zona primaria del reactor de gasificación es aproximadamente de 0,7
a 1,5 m. Con el aparato de la invención es así posible usar un
lecho de combustible bajo, con lo que la caída de presión sigue
siendo baja. Esto aumenta aún más la eficiencia del aparato.
La invención se ilustra más en detalle con
referencia a la fig. 1 adjunta, que presenta esquemáticamente el
principio de un modo de aparato de la invención.
En la fig. 1 se presenta la alimentación de
combustible 1 a través de un canal de alimentación 2 hasta un
recipiente de purga 3. En el canal de alimentación 2 se dispone una
entrada de tubería de alimentación 4 para el aire portador del
combustible 1 y, a ambos lados de la misma, alimentadores de bloque
5. En el fondo del recipiente de purga 3 existe una unidad de
resolución 6 que dispersa el combustible 1 en una masa uniforme.
Desde el fondo del recipiente de purga 3, el combustible 1 se
transporta a un reactor de gasificación 7 con la ayuda de
transportadores de tornillo helicoidal 10, 11 que se montan en
tuberías de alimentación 8 y 9. Además, pueden disponerse más
tuberías de alimentación para gas portador en tuberías de
alimentación 8, 9. La abertura de entrada de tubería de
alimentación 9 se sitúa en el medio del reactor de gasificación 7 al
que el transportador de tornillo helicoidal 11 está alimentando
combustible 1 forzosamente. Evidentemente el pretratamiento de
combustible del aparato de la invención antes de que se alimente al
reactor de gasificación puede realizarse también por algún otro
medio en sí conocido.
Además, en la fig. 1 se presentan entradas de
tuberías de alimentación de aire secundario 12, 13 que se disponen
en el reactor de gasificación 7, encima de la abertura de entrada de
la tubería de alimentación 9. Se prefiere que la entrada de aire
secundario se realice a través de varias boquillas de aire montadas
anularmente que se sitúan en más de un plano verticalmente. En el
fondo del reactor de gasificación 7 existe también una rejilla
móvil 14 según alguna técnica en sí conocida para los expertos en la
materia. Por ejemplo, la rejilla 14 puede ser una rejilla
tridimensional cónica giratoria de forma lenta y periódica mostrada
en la imagen. A través de la rejilla 14 se alimentan aire primario
y vapor 15 en el reactor de gasificación a través de una entrada de
alimentación 16. Se prefiere que la rejilla 14 esté diseñada de
manera que el aire primario y el vapor 15 se alimenten en el
reactor de gasificación 7 en más de un plano. También, en el fondo
del reactor de gasificación 7 se dispone una abertura de salida 17
para retirar las cenizas del fondo del reactor de gasificación 7. La
abertura de salida 17 es según alguna técnica en sí conocida, por
ejemplo una válvula de fondo.
En la fig. 1 se presenta también un canal de
salida 18 para gas de producto, cuya abertura está situada en las
partes superiores del reactor de gasificación 7. Según una forma de
realización preferida de la invención, se introduce gas de producto
a un craqueador 19, que en el aparato mostrado es de un diseño en
dos piezas. El craqueador 19 que se muestra comprende en primer
lugar un craqueador térmico 20 en el que se introduce aire
terciario 21, y posteriormente un craqueador catalítico 22. Los
craqueadores térmico y catalítico son según alguna técnica en sí
conocida. Es evidente también que el gas de producto puede
purificarse por algún otro medio conocido para los expertos en la
materia. El gas de producto 23 purificado se obtiene del aparato a
través de un canal de salida 24.
La viabilidad del procedimiento de la invención
se ha demostrado en los experimentos según los ejemplos siguientes,
en los que se gasifican residuos forestales, virutas de sauce y
serrín con un aparato de aproximadamente 300 kW. Ninguno de los
combustibles experimentales sería aplicable como combustible de un
gasificador en isocorriente, y sería probable que los problemas
relacionados con la función se produjeran incluso en gasificadores
en contracorriente tradicionales.
Ejemplo
1
Como combustible para el gasificador se usó
residuo forestal (residuo forestal 1), cuyo peso volumétrico fue
263 kg/m^{3} y cuyo valor calorífico LVH (en materia seca) fue
19,6 MJ/kg. En la Tabla 1 se dan la composición de la materia seca
del combustible y el análisis de cribado. El gasificador según la
invención funcionó sin contratiempos, y la alimentación de
combustible funcionó automáticamente y sin problemas. El contenido
de no combustibles determinado por las cenizas del fondo fue
inferior al 1%.
En este experimento, la temperatura en la zona
secundaria del reactor de gasificación fue de 660ºC y la temperatura
del gas que salía de un craqueador térmico conectado a la parte
posterior del reactor de gasificación fue de 710ºC. La composición
del gas de producto que salió del reactor de gasificación (en % en
volumen de gas seco) fue CO = 25,1%, CO_{2} = 9,8%, H_{2} =
9,3%, CH_{4} = 3,6%, siendo el resto principalmente nitrógeno.
Análogamente, las concentraciones de los componentes de un gas de
producto craqueado térmicamente fueron: CO = 19,6%, CO_{2} =
11,6%, H_{2} = 7,6%, CH_{4} = 2,8%. El contenido en polvo del
gas de producto fue, cuando se midió después de craqueo, de 0,1 a
0,5 g/m^{3}n y el contenido en alquitrán antes y después de
craqueo fue de 2,8 a 3,5 g/m^{3}n y de 1,1 a 2,2 g/m^{3}n.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Como combustible para el gasificador se usó
residuo forestal (residuo forestal 2), cuyo peso volumétrico fue
245 kg/m^{3} y cuyo valor calorífico LVH (en materia seca) fue
19,6 MJ/kg. En la Tabla 1 se dan la composición de la materia seca
del combustible y el análisis de cribado. El gasificador según la
invención funcionó sin contratiempos, y la alimentación de
combustible funcionó automáticamente y sin problemas. El contenido
de no combustibles determinado por las cenizas del fondo fue
inferior al 1%.
En este experimento, la temperatura en la zona
secundaria del reactor de gasificación fue de 750ºC y la temperatura
del gas que salía de un craqueador térmico conectado a la parte
posterior del reactor de gasificación fue de 820ºC. La composición
del gas de producto que salió del reactor de gasificación (en % en
volumen de gas seco) fue CO = 25,3%, CO_{2} = 8,3%, H_{2} =
9,1%, CH_{4} = 3,3%, siendo el resto principalmente nitrógeno.
Análogamente, las concentraciones de los componentes de un gas de
producto craqueado térmicamente fueron: CO = 23,1%, CO_{2} =
9,5%, H_{2} = 9,1%, CH_{4} = 3,4%. El contenido en polvo del gas
de producto fue, cuando se midió después del craqueo, de 0,1
g/m^{3}n y el contenido en alquitrán antes y después de craqueo
fue de 2,2 a 2,9 g/m^{3}n y 0,7 g/m^{3}n.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Como combustible para el gasificador se usaron
virutas de sauce, cuyo peso volumétrico fue 178 kg/m^{3} y cuyo
valor calorífico LVH (en materia seca) fue 18,6 MJ/kg. En la Tabla 1
se dan la composición de la materia seca del combustible y el
análisis de cribado. El gasificador según la invención funcionó sin
contratiempos, y la alimentación de combustible funcionó
automáticamente y sin problemas. El contenido de no combustibles
determinado por las cenizas del fondo fue inferior al 1%.
En este experimento, la temperatura en la zona
secundaria del reactor de gasificación fue de 750ºC y la temperatura
del gas que salía de un craqueador térmico conectado a la parte
posterior del reactor de gasificación fue de 870ºC. La composición
del gas de producto que salió del reactor de gasificación (en % en
volumen de gas seco) fue CO = 25,1%, CO_{2} = 9,8%, H_{2} =
9,3%, CH_{4} = 3,6%, siendo el resto principalmente nitrógeno.
Análogamente, las concentraciones de los componentes de un gas de
producto craqueado térmicamente fueron: CO = 19,6%, CO_{2} =
11,7%, H_{2} = 8,4%, CH_{4} = 2,8%. El contenido en polvo del
gas de producto fue, cuando se midió después del craqueo, de 0,25
g/m^{3}n y el contenido en alquitrán antes y después de craqueo
fue de 2,7 a 2,9 g/m^{3}n y de 0,3 a 0,4 g/m^{3}n.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
Como combustible para el gasificador se usó
serrín, cuyo peso volumétrico fue 190 kg/m^{3} y cuyo valor
calorífico LVH (en materia seca) fue 19,0 MJ/kg. En la Tabla 1 se
dan la composición de la materia seca del combustible y el análisis
de cribado. El gasificador según la invención funcionó sin
contratiempos, y la alimentación de combustible funcionó
automáticamente y sin problemas. El contenido de no combustibles
determinado por las cenizas del fondo fue inferior al 1%.
En este experimento, la temperatura en la zona
secundaria del reactor de gasificación fue de 760ºC y la temperatura
del gas que salía de un craqueador térmico conectado a la parte
posterior del reactor de gasificación fue de 870ºC. La composición
del gas de producto que salió del reactor de gasificación (en % en
volumen de gas seco) fue CO = 25,6%, CO_{2} = 11,6%, H_{2} =
11,1%, CH_{4} = 5,7%, siendo el resto principalmente nitrógeno.
Análogamente, las concentraciones de los componentes de un gas de
producto craqueado térmicamente fueron: CO = 22,5%, CO_{2} =
11,1%, H_{2} = 10,0%, CH_{4} = 4,3%. El contenido en polvo del
gas de producto fue, cuando se midió después del craqueo, de 0,5 a
0,6 g/m^{3}n y el contenido en alquitrán antes y después de
craqueo fue de 2,1 a 3,7 g/m^{3}n y 0,6 g/m^{3}n.
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\vskip1.000000\baselineskip
En todos los ejemplos, el contenido en alquitrán
del gas de producto después de la zona secundaria del reactor de
gasificación fue aproximadamente de 2 a 4 g/m^{3}n. En los
gasificadores en contracorriente tradicionales, el contenido en
alquitrán del gas de producto es del orden de 50 g/m^{3}n. El
contenido en alquitrán de gas de producto conseguido por el
procedimiento de la invención fue incluso más bajo que el que había
sido determinado con los propios gasificadores de lecho fluidizado
del solicitante, y está muy cercano al nivel (aproximadamente 1,5
g/m^{3}n) que se produjo cuando se gasificó madera troceada ideal
con gasificador en isocorriente martezon.
La purificación de los gases de producto de los
ejemplos se investigó también introduciendo los gases de producto
en un craqueador térmico y uno catalítico en los que se alimentó
aire terciario. En los ejemplos 2 y 3, en los que la temperatura
del craqueador fue de 820 a 870ºC, el contenido en alquitrán de
gases de producto fue después del craqueador térmico de 300 a 700
mg/m^{3}n, y cuando los gases de producto se impulsaron
adicionalmente a través de un craqueador de catálisis con níquel,
se consiguió un contenido en alquitrán de 10 a 150 mg/m^{3}n. A
la misma temperatura final, el craqueo térmico tradicional del gas
de producto de un gasificador en contracorriente tradicional
produce un contenido en alquitrán de 1.500 a 4.000 mg/m^{3}n, es
decir, por el procedimiento de la invención se consiguen contenidos
en alquitrán considerablemente menores.
Claims (13)
1. Un procedimiento para gasificar combustible
que contiene carbono en un gasificador de lecho fijo según el
principio de contracorriente, en el que se alimenta combustible al
reactor de gasificación en por lo menos un punto de alimentación,
que está, visto desde el reactor de abajo arriba, a una altura que
es del 20 al 70% de la altura total del reactor, con lo que por
debajo del punto de alimentación el lecho de combustible forma una
zona primaria, en la que se producen reacciones de pirólisis,
reducción y oxidación, y con lo que se alimenta aire primario desde
debajo del lecho de combustible, y se retira gas de producto del
reactor, desde encima del lecho de combustible,
caracterizado porque al reactor de gasificación (7), a la
zona secundaria encima del punto de alimentación del combustible
(1) y encima del lecho de combustible, se alimenta aire secundario
en proximidad inmediata con el lecho de combustible, con lo que la
temperatura en la zona secundaria del reactor de gasificación (7)
es inferior a 800ºC.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se alimenta combustible (1) al reactor
de gasificación (7) en por lo menos un punto, cuya altura es, visto
desde el reactor de abajo arriba, del 30 al 50% de la altura total
del reactor.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque el punto de alimentación de
combustible (1) está situado esencialmente en el eje vertical del
reactor de gasificación (7).
4. Un procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque la alimentación de combustible (1) al
reactor de gasificación (7) se consigue con una tubería de
alimentación que se extiende al punto de alimentación.
5. Un procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque la tubería de alimentación es
esencialmente vertical.
6. Un procedimiento según la reivindicación 4 ó
5, caracterizado porque el combustible (1) se alimenta al
reactor de gasificación (7) a la fuerza.
7. Un procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque la tubería de alimentación comprende un
transportador de tornillo helicoidal (10, 11).
8. Un procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
temperatura en la zona secundaria del reactor de gasificación (7)
es de 400 a 800ºC, preferentemente de 650 a 800ºC.
9. Un procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el
fondo del reactor de gasificación (7) se han dispuesto una o más
rejillas móviles (14).
10. Un procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el gas de
producto (23) obtenido de la zona secundaria se craquea en una zona
terciaria en la que se alimenta aire terciario.
11. Un procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque la temperatura en la zona terciaria es
de 800 a 1.100ºC.
12. Un procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
alimenta aire secundario en el combustible (1) a una tubería de
alimentación (2, 8, 9, 11) del combustible (1) en al menos un
punto.
13. Un procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
combustible (1) es carbón, turba, biomasa sólida o combustible
reciclado basado en residuos.
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