ES2621523T3 - Procedimiento y aparato para controlar un gasificador - Google Patents

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Juha Palonen
Sami KOKKI
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Abstract

Procedimiento para controlar un gasificador de lecho fluidizado circulante que comprende las etapas de: (a) suministrar una primera parte de material particulado que se va a gasificar a través de por lo menos una entrada en una parte central del gasificador en la que dicha por lo menos una entrada en la parte central del gasificador se encuentra a una altura entre el 10 % y el 50 % de la altura total del gasificador, de manera que se forme un lecho de material en el gasificador; (b) suministrar oxígeno y vapor a través de una rejilla inferior a una parte inferior del gasificador, de manera que se fluidice el lecho; (c) descargar un gas producto y unas partículas arrastradas desde una parte superior del gasificador; (d) separar las partículas del gas producto y retornar una parte de las partículas separadas a la parte inferior del gasificador; (e) oxidar una parte de las partículas retornadas en la parte inferior del gasificador para generar calor, y (f) transferir calor y productos oxidantes desde la parte inferior del gasificador hasta la parte central del gasificador para generar el gas producto caracterizado por la siguiente etapa: (g) suministrar una segunda parte de material particulado que se va a gasificar a través de por lo menos una entrada en la parte inferior del gasificador en la que dicha por lo menos una entrada en la parte inferior del gasificador se encuentra a una altura inferior al 10 % de la altura total del gasificador, y medir el perfil de temperatura en el gasificador y determinar la relación entre la primera y segunda partes de material particulado que se va a gasificar sobre la base del perfil de temperatura medido, de manera que se controle la distribución vertical de temperatura en el gasificador.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y aparato para controlar un gasificador Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un procedimiento para controlar un gasificador. Particularmente, la invencion se refiere al hecho de controlar la temperatura de un gasificador de lecho fluidizado circulante que gasifica combustible uniforme, especialmente lleno de material volatil que contiene combustible, como por ejemplo residuos forestales u otra biomasa, provistos de una mezcla de oxfgeno y vapor como agente gasificante.
Tecnica anterior
Ventajosamente, se puede utilizar un gasificador de lecho fluidizado circulante provisto de una mezcla de oxfgeno y vapor como un agente gasificante para gasificar, por ejemplo, biocombustibles. Generalmente, se sabe que una temperatura elevada en las partes inferiores del lecho incrementa el riesgo de aglomeracion de dicho lecho. Por otra parte, una temperatura baja en las partes superiores del gasificador puede dejar una cantidad relativamente elevada de alquitranes en el gas producto, lo que reduce la eficiencia de gasificacion y puede provocar incrustaciones de los refrigerantes del gas y las unidades de filtracion.
La patente US n° 6.117.199 divulga un gasificador de lecho fluidizado circulante tfpico en el que se introduce gas que contiene oxfgeno como gas fluidizante a traves de una rejilla inferior. El material que se va a gasificar se suministra al gasificador entre 3 y 6 m sobre la rejilla inferior para su conversion en gas producto y en carbon residual en una zona de reduccion en las partes superiores del gasificador. El carbon residual se separa del gas producto y retorna al gasificador para su oxidacion en una zona de oxidacion en la parte inferior del gasificador. La circulacion del material de lecho distribuye el calor generado en las reacciones de oxidacion de modo que la temperatura se encuentra entre 970 °C y 1200 °C en la zona de oxidacion y entre 70 °C y 120 °C mas baja en las partes superiores del gasificador.
La patente de los Estados Unidos n° 4.400.181 divulga un gasificador de lecho fluidizado circulante presurizado que utiliza una mezcla de vapor y oxfgeno como agente de gasificacion para la gasificacion del carbon, que se suministra en el gasificador en la parte central del reactor de gasificacion. El perfil de temperatura se controla suministrando el agente de gasificacion al gasificador a dos niveles y retornando el carbonizado primario separado a dicha parte central del gasificador y un carbonizado secundario mas fino a una parte inferior de dicho gasificador.
La patente US n° 4.968.325 divulga un gasificador de lecho burbujeante presurizado para gasificar biomasa mediante gas que contiene oxfgeno sin vapor, por ejemplo, oxfgeno. El gas que contiene oxfgeno se suministra a una seccion inferior del gasificador y se introduce la biomasa en la zona de maxima velocidad, en una parte central del lecho, de manera que se obtenga una distribucion eficiente de la biomasa en el lecho.
La publicacion de solicitud de patente US n° 2010/0146856 A1 divulga el suministro de una carga de suministro de alto valor calorffico, tal como carbon, con un oxidante en una primera zona de gasificacion y una carga de suministro de alto contenido en oxfgeno y de bajo valor calorffico, tal como biomasa, a una segunda zona de gasificacion del gasificador para controlar la distribucion de la temperatura en dicho gasificador.
La publicacion de patente japonesa n° 57115489 A divulga un gasificador de lecho fluidizado en el que se suministra una parte gruesa de carbon en polvo a la parte inferior de un lecho de gasificacion fluidizado y se suministra una parte fina del carbon en polvo a una parte superior ampliada del gasificador. Una ventaja del procedimiento es que los alquitranes generados se descomponen catalfticamente y se gasifican en la parte superior del gasificador.
La solicitud de patente europea EP 2 147 965 A1 divulga un gasificador de lecho fluidizado que tiene multiples entradas solidas para la materia prima. Las partfculas separadas del gas de sfntesis producido se retornan a la parte inferior del gasificador de lecho fluidizado.
Tambien se ha sugerido que el perfil de temperatura de un gasificador de lecho fluidizado circulante que preve una mezcla de oxfgeno y vapor como agente de gasificacion se puede controlar introduciendo gas fluidizante con un contenido de oxfgeno relativamente bajo, como gas producto recirculado, a traves de una rejilla inferior de la camara de gasificacion e introduciendo una cantidad controlada de una mezcla de oxfgeno y vapor como gas secundario, y posiblemente tambien como gas terciario, en partes mas altas de la camara de gasificacion. Sin embargo, de acuerdo con calculos de modelos recientes que preven una mezcla de oxfgeno y vapor como un gas fluidizante de rejilla, el suministro de cantidades razonables de oxfgeno y vapor adicionales como gas secundario y terciario mas arriba en la camara de gasificacion no cambia considerablemente el perfil de temperatura, pero el efecto principal del suministro de gas adicional es que aumenta la temperatura media en el gasificador. En cualquier caso, el uso de gas producto recirculado como gas fluidizante requiere un equipo para hacer recircular el gas y provoca problemas de seguridad relacionados con el transporte y la manipulacion de gas producto combustible. Ademas, el uso de
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cantidades elevadas de gas secundario y terciario con alto contenido de oxfgeno aumenta el riesgo de puntos calientes locales y la sinterizacion en la parte superior del gasificador.
Debido a la necesidad de minimizar la concentracion de alquitran en el gas producto, es importante que la temperatura en la parte superior del gasificador sea suficientemente elevada, por ejemplo entre 870 °C y 900 °C. En el caso de que la temperatura en la parte inferior del gasificador sea claramente superior a la de la parte superior del gasificador, el mantenimiento de una temperatura suficiente en la parte superior puede resultar en una temperatura demasiado elevada en la parte inferior del gasificador y provocar problemas de funcionamiento, especialmente la aglomeracion del lecho. Una diferencia de temperatura relativamente importante entre las partes superior e inferior de un gasificador de lecho fluidizado parece prevalecer especialmente en altas presiones de funcionamiento del gasificador y con contenidos de oxfgeno elevados del gas fluidizante. Por lo tanto, resulta deseable encontrar nuevas vfas para incrementar simultaneamente la temperatura en las partes superiores del gasificador y reducir la temperatura del lecho de manera que se obtenga un perfil de temperatura lo mas uniforme posible.
Otro intento de unificar el perfil de temperatura de un gasificador de lecho fluidizado circulante incluye disponer un intercambiador de calor para enfriar las partfculas en circulacion antes de que se introduzcan en el lecho. Sin embargo, de acuerdo con los calculos del modelo, el enfriamiento de las partfculas circulantes sorprendentemente no enfrfa el lecho localmente de forma que afecte al perfil de temperatura en el gasificador, sino que el perfil permanece mas o menos inalterado y solo desciende la temperatura media del gasificador.
Un objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento sencillo y eficiente para controlar la distribucion de la temperatura en un gasificador de lecho fluidizado circulante.
Exposicion de la invencion
De acuerdo con un aspecto, la presente invencion proporciona un procedimiento para controlar un gasificador de lecho fluidizado circulante tal como se estipula en la reivindicacion 1.
Cuando se utiliza la presente invencion, el combustible, o material que se va a gasificar preferentemente es biocombustible. De forma alternativa, el combustible puede ser cualquier combustible con alto contenido volatil, como por ejemplo cualquier tipo de biomasa, turba, residuos municipales, agrfcolas e industriales, fangos cloacales o combustible derivado de residuos (CDR). En muchos casos, el combustible esta humedo, es decir, presenta un contenido de humedad relativamente elevado. En algunos casos, el combustible tambien puede ser un combustible fosil de elevada volatilidad, como lignito. De acuerdo con la presente invencion, el combustible es uniforme, es decir, se suministra el mismo tipo de combustible por las entradas a la parte central del gasificador y por las entradas a la parte inferior del gasificador.
Las entradas de suministro de combustible se pueden equipar con cualquier tipo de suministradores de combustible que resulten adecuados para dicho proposito. Dependiendo principalmente del tipo de combustible y de la presion en el gasificador, los suministradores de combustible pueden comprender, por ejemplo, tornillos transportadores adecuados, transportadores neumaticos o transportadores de piston.
En un gasificador de lecho fluidizado circulante convencional, segun se describe, por ejemplo, en la patente US n° 6.117.199, en la patente US n° 4.400.181 y en la patente US n° 4.968.325, se suministra gas oxigenado a una parte inferior del gasificador y se suministra material para gasificar a una parte central del gasificador. Debido al retorno del carbonizado separado a las condiciones de oxidacion en la parte inferior del gasificador, la temperatura de dicha parte inferior del gasificador tiende a ser demasiado elevada y/o la temperatura de la parte mas alta del gasificador tiende a ser demasiado baja.
De acuerdo con la presente invencion, la distribucion vertical de temperatura, o el perfil de temperatura, del gasificador se controla suministrando una parte del material que se va a gasificar a la camara gasificadora a traves de puntos de suministro de combustible ubicados en la parte inferior del gasificador. Las partfculas de lecho se distribuyen a lo largo de la camara gasificadora de un gasificador de lecho fluidizado circulante, pero la densidad de las partfculas de lecho es mas elevada en la parte inferior del gasificador y, de forma correspondiente, la parte inferior de un gasificador fluidizado circulante tambien se denomina el area del lecho del gasificador. Por lo tanto, tambien se puede decir que en un gasificador de acuerdo con la presente invencion se preven entradas de suministro de combustible adicionales o anadidas en el area del lecho del gasificador.
Una idea basica subyacente a la presente invencion es que el combustible nuevo que se suministra a la parte inferior del gasificador no se oxida rapidamente y, por lo tanto, no libera calor adicional en dicha parte inferior del gasificador. Por el contrario, introduciendo combustible nuevo en el area de lecho, se hace descender la temperatura de dicho lecho debido a la energfa consumida en los procesos de secado y desvolatilizacion del combustible. El combustible nuevo tambien consume oxigeno disponible en la oxidacion parcial a CO y, por lo tanto, ralentiza la oxidacion del carbonizado en la parte inferior del gasificador.
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De acuerdo con la presente invencion, el esquema de suministro de combustible, es decir, la division del combustible que se va a suministrar por las entradas de suministro de combustible en el area de lecho y en la parte central del gasificador, se utiliza como herramienta para controlar el perfil de temperatura del gasificador, Sin embargo, se puede realizar un control adicional del perfil de temperatura, por ejemplo, regulando los caudales de suministro de la mezcla de oxfgeno y vapor por las aberturas de suministro de gas secundaria y terciaria.
La entrada en la parte central del gasificador para suministrar la primera parte del combustible, denominada primera entrada, tfpicamente se situa a una altura que se encuentra entre el 10 % y el 50 %, preferentemente entre el 15 % y el 30 %, de la altura total del gasificador. Ventajosamente, la primera entrada se encuentra entre 3 y 6 m por encima de la rejilla inferior. La primera entrada tambien se podrfa denominar entrada de combustible convencional, porque corresponde a las ubicaciones de suministro de combustible que se muestran, por ejemplo, en la patente US n° 6.117.199, en la patente US n° 4.400.181 y en la patente uS n° 4.968.325. La primera entrada puede ser una entrada individual o puede comprender varias entradas distribuidas en el perfmetro del gasificador y/o a diferentes alturas en la parte central del gasificador. El numero de entradas de suministro de combustible depende principalmente de la geometrfa y del tamano del gasificador, del tipo de dispositivos de suministro de combustible y del tipo de combustible, es decir, de la eficiencia con la que se puede distribuir el combustible desde una entrada individual.
La entrada en la parte inferior del gasificador para suministrar la segunda parte del combustible, denominada segunda entrada, tfpicamente se situa a una altura que es menor el 10 % de la altura total del gasificador. Preferentemente, la segunda entrada se encuentra a menos de 3 m, con mayor preferencia, entre 0,5 m y 2,5 m, sobre la rejilla inferior. La segunda entrada difiere de una entrada de combustible convencional, tal como se ha descrito con anterioridad, en que se encuentra a un nivel claramente inferior. La segunda entrada puede ser una entrada individual o puede comprender varias entradas distribuidas en el perfmetro del gasificador y/o a diferentes alturas en la parte inferior del gasificador. Debido a la ubicacion de las segundas entradas, la presion del lecho es mas elevada en las segundas entradas que en las primeras entradas. Por lo tanto, los suministradores de combustible conectados a las segundas entradas pueden ser de un tipo diferente a los que estan conectados a las primeras entradas, aunque el combustible introducido por las primera y segunda entradas sea el mismo.
La proporcion de los flujos de combustible suministrados por las primera y segunda entradas puede variar dependiendo, por ejemplo, del tipo y del tamano de partfcula del combustible. Preferentemente, se suministra como maximo el 50 % de combustible, con mayor preferencia entre el 10 % y el 50 %, a traves de las primeras entradas y, preferentemente, por lo menos el 50 %, con mayor preferencia entre el 50 % y el 90 % del combustible se suministra a traves de las segundas entradas. Tfpicamente, la relacion de los flujos de combustible suministrado a traves de las primera y segunda entradas varfa en funcion de las variaciones en la calidad del combustible, como por ejemplo el tamano de partfcula o la humedad, de modo que se obtenga un perfil de temperatura deseado en el gasificador.
De acuerdo con una forma de realizacion preferida de la presente invencion, el perfil de temperatura del gasificador se mide midiendo la temperatura por lo menos en dos niveles de altura del gasificador y se hace variar la proporcion de los flujos de combustible suministrado a traves de la primera y la segunda entradas en funcion del perfil de temperatura medido. De acuerdo con otra forma de realizacion preferida de la presente invencion, se mide la calidad del combustible, por ejemplo, el tamano de partfcula o la humedad del combustible, y se hace variar la relacion de los flujos de combustible suministrado a traves de las primera y segunda entradas en funcion de la calidad del combustible medido.
Los flujos de oxigeno y vapor que, de acuerdo con la presente invencion, actuan tanto como agente gasificante como como gas fluidizante, se pueden introducir en el gasificador como flujos separados, pero, preferentemente, se introducen como una mezcla que se forma en los canales de suministro de gas, en una caja de viento por debajo de la rejilla inferior o, a lo sumo, en las boquillas de suministro de gas de la rejilla inferior. Generalmente, la mayor parte de la mezcla de oxigeno y vapor se suministra a traves de la rejilla inferior, pero una parte de la mezcla tambien se puede suministrar como gas secundario o gas terciario a niveles mas altos del gasificador. Se puede prever que el contenido de oxigeno de la mezcla sea diferente en diferentes puntos de suministro de gas, pero, preferentemente, se suministra la misma mezcla a traves de la rejilla inferior y a traves de boquillas o aberturas de suministro de gas del gas secundario y terciario.
Preferentemente, el contenido de oxigeno de la mezcla de oxigeno y vapor se encuentra entre el 23 % y el 65 % (en peso). La presion en el gasificador preferentemente se encuentra entre 1 bar y 30 bar. El funcionamiento del gasificador segun la presente invencion no requiere la recirculacion de gases ni el enfriamiento de solidos en recirculacion. De este modo, el rendimiento de gas y la eficiencia del proceso son elevados.
La breve descripcion anterior, asf como otros objetivos, caracterfsticas y ventajas de la presente invencion, se apreciaran mejor haciendo referencia a la descripcion detallada siguiente de las formas de realizacion preferidas actualmente, aunque sin embargo ilustrativas, de la presente invencion, tomadas en conjuncion con el dibujo adjunto.
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Breve descripcion del dibujo
La figura 1 es un diagrama esquematico de un gasificador segun una forma de realizacion de la presente invencion. Descripcion detallada de los dibujos
La figura 1 muestra un diagrama esquematico de un gasificador de lecho fluidizado circulante 10 segun la presente invencion. El material que se va a gasificar, o el combustible, se introduce en una camara gasificadora 12 a traves de una primera entrada de suministro de combustible 14 situada en la parte central de la camara gasificadora, aquf aproximadamente a 5 m sobre la rejilla inferior 16, y una segunda entrada de suministro de combustible 18 situada en la parte inferior del gasificador, aquf aproximadamente 1,5 m sobre la rejilla inferior. En la practica, se pueden prever varias entradas de suministro de combustible en la parte central y en la parte inferior del gasificador, pero, en aras de la simplicidad, solo se muestra una entrada de suministro de combustible en la parte central del gasificador y en la parte inferior del gasificador en la figura 1.
Un lecho de material particulado 20 formado en la camara gasificadora se fluidiza con una mezcla 22 de oxfgeno y vapor inyectada en la camara gasificadora a traves de boquillas 24 o aberturas en la rejilla inferior 16. Las lfneas en zigzag en la figura 1 indican simbolicamente que la densidad del lecho es mas elevada en la parte inferior del gasificador y disminuye continuamente hacia la parte superior del gasificador. La mezcla de oxigeno y vapor se forma mezclando flujos de oxigeno 26 y vapor 28 en una camara de mezcla 30 dispuesta en un canal de suministro de gas 32 aguas arriba de una caja de viento 34 dispuesta por debajo de la rejilla inferior 16 de la camara gasificadora 12. Si se desea, se pueden inyectar corrientes adicionales de la mezcla de oxigeno y vapor en la camara gasificadora a traves de boquillas secundarias y terciarias de suministro de gas 36, 38 dispuestas en la parte superior de la camara gasificadora.
El combustible suministrado a la camara gasificadora a traves de la primera y la segunda entradas de suministro de combustible 14, 18 se seca, se vaporiza, se gasifica y se oxida parcialmente en diferentes procesos en el gasificador, y el gas producto formado en los procesos se descarga del gasificador por un canal de descarga de gas 40 para su posterior procesamiento y utilizacion. Un separador de ciclon 42 dispuesto en conexion con la parte superior de la camara gasificadora 12 separa partfculas, incluyendo las partfculas de carbonizado, del gas producto que se descarga de la camara gasificadora por una abertura de salida 44 en la parte superior de la camara gasificadora. Las partfculas, incluidas las partfculas de carbonizado, separadas del gas producto en el separador de ciclon 42 se retornan mediante un canal de retorno 46 a la parte inferior de la camara gasificadora.
Las partfculas de carbonizado retornadas se oxidan en la parte inferior de la camara gasificadora. El proceso de oxidacion libera calor que se utiliza parcialmente en el secado, la vaporizacion y la gasificacion del combustible. Con el fin de evitar el sobrecalentamiento y la posible aglomeracion del lecho en la parte inferior del gasificador, se introduce una parte de combustible en el gasificador, tal como se ha indicado anteriormente, a traves de la entrada de suministro de combustible inferior o segunda 18.
Mas en general, el perfil de temperatura en la camara gasificadora 12 se controla variando la relacion de los flujos de combustible suministrados al gasificador a traves de las primera y segunda entradas de suministro de combustible 14, 18. Suministrando una parte del combustible mayor por la entrada de suministro de combustible inferior 18, se reduce la temperatura en el area de lecho o en la parte inferior del gasificador. De este modo, se puede reducir la temperatura en el area del lecho al mismo tiempo que la temperatura en la parte superior del gasificador se mantiene lo suficientemente elevada como para que se minimice la cantidad de alquitranes en el gas producto. Idealmente, se puede mantener una temperatura uniforme por toda la camara gasificadora 12.
De acuerdo con una forma de realizacion preferida de la presente invencion, la proporcion de los flujos de combustible suministrados al gasificador a traves de la primera y segunda entradas de suministro de combustible 14, 18 se determina controlando los reguladores de flujo 48, 50 de los flujos de combustible, que pueden ser de cualquier tipo adecuado, mediante un controlador 52 de acuerdo con la informacion obtenida de termopares u otro tipo de termometros 54, 56 en las partes superior e inferior de la camara gasificadora. De forma alternativa, la relacion de los flujos de combustible suministrados al gasificador a traves de la primera y segunda entradas de suministro de combustible 14, 18 se determina controlando los reguladores de flujo 48, 50 mediante el controlador 52 de acuerdo con una o mas caracterfsticas de la calidad del combustible, como por ejemplo el contenido de humedad o el tamano de partfcula, obtenidas midiendo la calidad del combustible, por ejemplo, mediante una sonda 58 en un deposito de combustible comun 60, o analizando regularmente muestras del combustible. Debido a que la medicion del perfil de temperatura se refiere al estado predominante en el gasificador, pero la medicion de la calidad del combustible se refiere al futuro, resulta especialmente util, especialmente en el caso de algunos combustibles, controlar la relacion de los flujos de combustible a traves de las primera y segunda entradas de suministro de combustible 14, 18 tanto de acuerdo con una medicion del perfil de temperatura como con una medicion de la calidad del combustible o analisis de combustible.
El perfil de temperatura se puede ajustar adicionalmente mediante otros procedimientos, por ejemplo, variando los flujos de gas a traves de las boquillas de gas secundario y terciario 36, 38. La presion en el gasificador tfpicamente
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se encuentra entre 1 bar y 30 bar, aunque preferentemente es de por lo menos 4 bar. Ventajosamente, el contenido de oxfgeno del gas fluidizante, asf como el del gas secundario y terciario, se encuentra entre el 23 % y el 65 % en peso.
Para analizar el efecto de la presente invencion en el perfil de temperature de un gasificador de lecho fluidizado de circulacion se utilizaron calculos de simulacion tridimensional. De acuerdo con un primer ejemplo calculado, correspondiente a un gasificador convencional que presenta una altura total de 18 m, en el que la totalidad del combustible se suministro al gasificador a traves de una entrada a la parte central del gasificador, mas particularmente 3,5 m por encima de la rejilla inferior, la temperatura en el area del lecho era de 940 °C cuando en la parte superior del gasificador era de 870 °C. Por l o tanto, existfa un riesgo de sinterizacion del lecho y/o de una gran cantidad de alquitranes en el gas producto.
En un segundo ejemplo, se suministro el 50 % del combustible a traves de una entrada situada a 3,5 m por encima de la rejilla, mientras que el resto del combustible se suministro a la parte inferior del gasificador, a menos de 1 m por encima de la rejilla. Mediante este cambio, la diferencia de temperatura entre el area del lecho y la parte superior del gasificador se redujo en 45°C aproximadamente. En un tercer ejemplo, se suministro el 80 % del combustible a la parte inferior del lecho y solo se suministro el 20 % a la ubicacion convencional a 3,5 m aproximadamente por encima de la rejilla. Mediante este cambio, las temperaturas en la totalidad de la camara del gasificador permanecieron dentro de 15 °C. En un cuarto ejemplo, cuando se suministro la totalidad del combustible a la parte inferior del lecho, las temperaturas volvieron a ser relativamente uniformes en la totalidad del gasificador, pero la temperatura del lecho era incluso inferior que en la parte superior del gasificador.
Los calculos realizados muestran que a) seleccionando las ubicaciones de suministro de combustible de una manera adecuada y b) cambiando la relacion de suministro de combustible entre los puntos de suministro en la direccion vertical, se puede influir en el perfil de temperatura del gasificador de un modo muy efectivo. Utilizando este procedimiento de control, junto con el posible uso de gases de suministro secundarios y/o terciarios, el contenido de oxfgeno del gas fluidizante se puede mantener elevado y se puede evitar el uso de gas de recirculacion. La cantidad de puntos de suministro en cada nivel, asf como la capacidad de suministro de cada punto de suministro, esta dimensionada de manera que se puedan conseguir los rangos de suministro y las relaciones de suministro requeridos.
La presente invencion permite ampliar la distribucion del tamano de partfcula y la calidad del combustible o el contenido de humedad del material que se va a gasificar. Dicho de otro modo, regulando los caudales del flujo de suministro en los diferentes niveles de suministro de combustible se minimiza la sensibilidad del proceso de gasificacion a las variaciones en las caractensticas del combustible.
Los aspectos importantes en el desarrollo de la gasificacion utilizando una mezcla de oxfgeno y vapor como agente de gasificacion han sido maximizar la temperatura de la parte superior del gasificador, maximizar el contenido de oxfgeno del gas fluidizante y maximizar la presion de funcionamiento. La presente invencion, es decir, la division del suministro de combustible en diferentes niveles verticales y el control del caudal de flujo de suministro en cada nivel, ofrece una manera eficiente de controlar el perfil de temperatura del gasificador y de optimizar libremente tanto la eficiencia del oxfgeno del gas fluidizante como la presion de funcionamiento.
Aunque la invencion se ha descrito en el presente documento a tttulo de ejemplos en referencia a lo que actualmente se considera que son las formas de realizacion preferidas, se debera entender que la invencion no esta limitada a las formas de realizacion divulgadas, sino que pretende cubrir varias combinaciones o modificaciones de sus caractensticas, asf como muchas otras aplicaciones incluidas dentro del alcance de la invencion tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para controlar un gasificador de lecho fluidizado circulante que comprende las etapas de:
    (a) suministrar una primera parte de material particulado que se va a gasificar a traves de por lo menos una entrada en una parte central del gasificador en la que dicha por lo menos una entrada en la parte central del gasificador se encuentra a una altura entre el 10 % y el 50 % de la altura total del gasificador, de manera que se forme un lecho de material en el gasificador;
    (b) suministrar oxfgeno y vapor a traves de una rejilla inferior a una parte inferior del gasificador, de manera que se fluidice el lecho;
    (c) descargar un gas producto y unas partfculas arrastradas desde una parte superior del gasificador;
    (d) separar las partfculas del gas producto y retornar una parte de las partfculas separadas a la parte inferior del gasificador;
    (e) oxidar una parte de las partfculas retornadas en la parte inferior del gasificador para generar calor, y
    (f) transferir calor y productos oxidantes desde la parte inferior del gasificador hasta la parte central del gasificador para generar el gas producto
    caracterizado por la siguiente etapa:
    (g) suministrar una segunda parte de material particulado que se va a gasificar a traves de por lo menos una entrada en la parte inferior del gasificador en la que dicha por lo menos una entrada en la parte inferior del gasificador se encuentra a una altura inferior al 10 % de la altura total del gasificador, y medir el perfil de temperatura en el gasificador y determinar la relacion entre la primera y segunda partes de material particulado que se va a gasificar sobre la base del perfil de temperatura medido, de manera que se controle la distribucion vertical de temperatura en el gasificador.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la por lo menos una entrada en la parte central del gasificador se encuentra a una altura entre el 15 % y el 30 % de la altura total del gasificador.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la por lo menos una entrada en la parte central del gasificador se encuentra entre 3 m y 6 m por encima de la rejilla inferior y la entrada en la parte inferior del gasificador se encuentra a menos de 3 m por encima de la rejilla inferior.
  4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, caracterizado por que por lo menos una entrada en la parte inferior del gasificador se encuentra entre 0,5 m y 2,5 m por encima de la rejilla inferior.
  5. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el oxfgeno y el vapor se suministran a traves de la rejilla inferior como una mezcla, que se forma en canales de suministro de gas que conducen a la rejilla inferior, en una caja de viento por debajo de la rejilla inferior o en boquillas de suministro de gas de la rejilla inferior.
  6. 6. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el material que se va a gasificar es biomasa, turba, residuos municipales, agrfcolas o industriales, fangos cloacales, combustible derivado de residuos o lignito.
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que entre el 10 % y el 50 % del material que se va a gasificar se suministra a traves de la por lo menos una entrada en la parte central del gasificador y entre el 50 % y el 90 % del material que se va a gasificar se suministra a traves de la por lo menos una entrada en la parte inferior del gasificador.
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