FI122618B - Method and apparatus for gasification of solid fuel - Google Patents

Method and apparatus for gasification of solid fuel Download PDF

Info

Publication number
FI122618B
FI122618B FI20105703A FI20105703A FI122618B FI 122618 B FI122618 B FI 122618B FI 20105703 A FI20105703 A FI 20105703A FI 20105703 A FI20105703 A FI 20105703A FI 122618 B FI122618 B FI 122618B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cooling liquid
fuel
liquid
hearth
product gas
Prior art date
Application number
FI20105703A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105703A (en
FI20105703A0 (en
Inventor
Eero Kangasoja
Original Assignee
Gasek Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gasek Oy filed Critical Gasek Oy
Priority to FI20105703A priority Critical patent/FI122618B/en
Publication of FI20105703A0 publication Critical patent/FI20105703A0/en
Priority to EP11795245.7A priority patent/EP2598615A4/en
Priority to PCT/FI2011/050581 priority patent/WO2011157903A1/en
Publication of FI20105703A publication Critical patent/FI20105703A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI122618B publication Critical patent/FI122618B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60Processes
    • C10J3/64Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/34Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C10J3/36Fixed grates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/22Arrangements or dispositions of valves or flues
    • C10J3/24Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed
    • C10J3/26Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed downwardly
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466Entrained flow processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/74Construction of shells or jackets
    • C10J3/76Water jackets; Steam boiler-jackets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • C10K1/06Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials combined with spraying with water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • C10J2300/092Wood, cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0956Air or oxygen enriched air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1625Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
    • C10J2300/1628Ash post-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/169Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with water treatments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1846Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

In the method the gasification of solid fuel, such as wood chips, occurs with a co-current gasifier, which has a fuel silo (14), a combustion chamber (32) and a liquid channel (19) for circulating cooling liquid. The fuel is dispensed into the fuel silo, from where it flows into the combustion chamber, where combustion of the fuel occurs. The cooling liquid circulating in the liquid channel is used to limit the transfer of heat from the combustion chamber to the fuel silo and to thus prevent the heating and drying of the fuel in the fuel silo. The cooling liquid is led from the liquid channel to the bottom of the combustion chamber and from the bottom of the combustion chamber onwards out of the combustion chamber. At the bottom of the combustion chamber there is during the gasification continuously a layer of cooling liquid, in which the ash and coal particles generated in the combustion are mixed. The product gas generated in the gasification is led out of the combustion chamber along a flow duct (74b) of the cooling liquid and contaminants are removed from the product gas in a product gas washer (100). Also the ash and coal particles generated in the gasification are led out of the combustion chamber with the cooling liquid along the flow duct. The ash is removed from the cooling liquid in a coal separator (200) and the temperature of the cooling liquid is lowered with a condenser (300), after which the liquid is directed back into the liquid channel of the co-current gasifier.

Description

Menetelmä ja laitteisto kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksiMethod and apparatus for gasification of solid fuel

Keksinnön kohteena on menetelmä kiinteän polttoaineen, kuten puuhakkeen, kaasuttamiseksi myötävirtakaasuttimella, jossa on polttoainesiilo, tulipesä sekä neste-kanava jäähdytysnesteen, kuten veden, kierrättämistä varten. Keksinnön kohteena 5 on myös menetelmässä käytettävä laitteisto.The invention relates to a method for gasifying a solid fuel, such as wood chips, with a downstream gasifier having a fuel silo, a furnace and a fluid passage for recycling a coolant, such as water. The invention also relates to apparatus for use in the process.

Kiinteistä polttoaineista, kuten puuhakkeesta, voidaan valmistaa palavaa tuote-kaasua myötävirtakaasuttimen avulla. Myötävirtakaasuttimessa on polttoainesiilo ja sen alapuolella tulipesä. Polttoaine syötetään yläkautta polttoainesiilon yläosaan, josta se valuu painovoiman vaikutuksesta alaspäin tulipesään, jossa tapah-10 tuu polttoaineen kaasuuntuminen. Kaasutuksessa tarvittava palamisilma syötetään kaasuttimen keskiosaan ja syntyvä tuotekaasu poistuu reaktorin alaosasta.Solid fuels such as wood chips can be made into flammable product gas by means of a co-gasifier. The downstream carburettor has a fuel tank and a furnace below. The fuel is fed from above through to the top of the fuel silo, from where it flows downwards by gravity into the furnace where gasification of the fuel occurs. The combustion air required for the gasification is fed to the center of the carburettor and the product gas generated is discharged from the bottom of the reactor.

Monissa myötävirtakaasuttimissa tulipesässä syntyvää lämpöä käytetään kaasut-timeen johdettavan palamisilman lämmittämiseen sekä polttoainesiilossa olevan polttoaineen, kuten hakkeen, kuivattamiseen. Tällaisissa kaasuttimissa polttoai-15 neen pyrolyysi tapahtuu osittain jo polttoainesiilossa. Näiden kaasuttimien heikkoutena on pyrolyysireaktion olosuhteiden hankala hallinta, minkä vuoksi tuote-kaasuun syntyy helposti epäpuhtauksia. Tunnetaan myös myötävirtakaasuttimia, joissa pyrolyysireaktiosta pyritään tekemään ajallisesti mahdollisimman lyhyt. Näissä kaasuttimissa polttoaineen lämpeneminen ja kuivuminen polttoainesiilossa 20 pyritään aktiivisesti estämään, jotta pyrolyysi tapahtuisi mahdollisimman lähellä tulipesää tai vasta tulipesässä.In many downstream gasifiers, the heat generated in the furnace is used to heat the combustion air supplied to the gasifier and to dehydrate the fuel in the fuel silo, such as wood chips. In such gasifiers, the pyrolysis of the fuel partially occurs already in the fuel silo. The disadvantage of these carburetors is the difficulty in controlling the conditions of the pyrolysis reaction, which makes it easy to form impurities in the product gas. Also known are co-current gasifiers, which aim to make the pyrolysis reaction as short as possible. In these gasifiers, active heating and drying of the fuel in the fuel silo 20 are actively prevented so that pyrolysis occurs as close as possible to the furnace or only in the furnace.

Viitejulkaisussa WO 2008/145814 A1 on esitetty myötävirtakaasutin, jossa on polttoainesiilo ja sen alapuolella tulipesä. Polttoainesiilon ja tulipesän välissä on ren-^ gasmainen ilmakanava, jonka kautta palamisilma johdetaan sisään tulipesään.WO 2008/145814 A1 discloses a downstream gasifier having a fuel silo and a firebox below. Between the fuel silo and the furnace is an annular air duct through which combustion air is introduced into the furnace.

OO

^ 25 Ilmakanavan tehtävänä on rajoittaa lämmön siirtymistä tulipesästä polttoainesii- ™ loon. Ilmakanavassa voidaan kierrättää ilman lisäksi tai sen sijaan myös jotain gj muuta jäähdyttävää väliainetta, kuten vettä.^ 25 The purpose of the air duct is to limit heat transfer from the furnace to the fuel tank. In the air duct, one or more other cooling media, such as water, can be circulated in addition to or instead of air.

XX

Viitejulkaisussa US 1524466 on esitetty polttoaineen syöttölaite, jota voidaan käyt-g tää kaasuttimissa ja tulipesissä. Syöttölaite käsittää kolme rengasmaista osaa, g 30 jotka sovitetaan päällekkäin. Alimmassa rengasmaisessa osassa on jäähdytys-o kanava, jossa voidaan kierrättää jäähdytysvettä.US 1524466 discloses a fuel supply device that can be used in gasifiers and furnaces. The feeder comprises three annular portions, g 30, which are superimposed. The lower annular portion has a cooling o channel for recirculating cooling water.

Viitejulkaisuissa WO 2008/145814 A1 ja US 1524466 kuvatuissa ratkaisuissa jäähdytysnesteen kierrätyksen tarkoituksena on ainoastaan estää lämmön siirtyminen tulipesästä polttoainesiiloon.In the solutions described in WO 2008/145814 A1 and US 1524466, the purpose of recycling the coolant is only to prevent heat transfer from the furnace to the fuel silo.

22

Tunnetun tekniikan mukaisiin nestejäähdytteisiin myötävirtakaasuttimiin liittyy useita epäkohtia. Polttoaine palaa tulipesässä korkeassa lämpötilassa, mistä johtuen kaasuttimen tulipesän ulkopinnan lämpötila on korkea. Tulipesän korkea lämpötila aiheuttaa helposti tulipalon vaaran. Polttoainesiilon ja tulipesän välissä olevalla 5 jäähdytysnesteen kierrolla ei voida ratkaista tulipesän ulkopinnan kuumenemison-gelmaa.Prior art liquid-cooled downstream gasifiers have several disadvantages. The fuel burns in the furnace at a high temperature which causes the carburettor furnace to have a high outside temperature. High temperatures in the furnace can easily cause a fire hazard. The circulation of coolant 5 between the fuel tank and the furnace cannot solve the problem of overheating of the outside of the furnace.

Polttoaineen palamisessa tulipesään syntyy tuhkaa, joka on aika ajoin poistettava. Tuhkan poistamista varten tulipesä on varustettava avattavalla tuhkanpoistoluukul-la, joka edelleen heikentää kaasuttimen paloturvallisuutta. Tuhkanpoiston ajaksi 10 tulipesän tuli on sammutettava, jolloin kaasuntuotto keskeytyy.The combustion of fuel generates ash, which must be removed from time to time. In order to remove ash, the furnace must be provided with an opening ash outlet which further reduces the fire safety of the carburettor. During ash removal, the fire in the 10 fireboxes must be extinguished, thereby interrupting gas production.

Keksinnön tavoitteena on tuoda esiin parannettu menetelmä ja laitteisto biopolttoaineen kaasuttamiseksi, joilla voidaan poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyviä haittoja ja epäkohtia.It is an object of the invention to provide an improved method and apparatus for gasifying biofuel which can eliminate the drawbacks and disadvantages of the prior art.

Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan menetelmällä ja laitteistolla, joille on 15 tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.The objects of the invention are achieved by a method and apparatus which are characterized by what is disclosed in the independent claims. Certain preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

Keksinnön kohteena on menetelmä kiinteän polttopolttoaineen, kuten puuhakkeen, kaasuttamista varten. Kaasutus tapahtuu myötävirtakaasuttimella, jossa on poltto-ainesiilo, tulipesä sekä nestekanava jäähdytysnesteen kierrättämistä varten. Polt-20 toaine annostellaan polttoainesiiloon, josta se valuu tulipesään, jossa tapahtuu polttoaineen pyrolyysi ja kaasuuntuminen, Nestekanavassa kierrätettävänä jäähdytysnesteenä voidaan käyttää tavallista vettä. Kierrätettävän jäähdytysnesteen tarkoituksena on vähentää lämmön siirtymistä tulipesästä polttoainesiiloon ja estää näin polttoaineen lämpeneminen ja kuivuminen polttoainesiilossa. MenetelmässäThe present invention relates to a process for gasification of a solid fuel such as wood chips. The gasification takes place with a downstream gasifier, which has a fuel silo, a furnace and a fluid passage for recycling the coolant. Fuel 20 is dispensed into the fuel silo, from where it drains into the furnace, where the pyrolysis and gasification of the fuel takes place. In the liquid channel, ordinary water can be used as recycled coolant. The purpose of the recycled coolant is to reduce heat transfer from the furnace to the fuel silo and thus prevent the fuel from heating and drying in the fuel silo. The method

OO

25 jäähdytysneste johdetaan nestekanavasta tulipesän pohjalle ja tulipesän pohjalta ^ edelleen ulos tulipesästä. Tulipesän pohjalla on siten kaasutuksen aikana jatku- g] vasti kerros jäähdytysnestettä, johon palamisessa syntyvä tuhka ja hiilipartikkelit x sekoittuvat. Edullisesti jäähdytysneste johdetaan tulipesästä takaisin nestekana- vaan ts. jäähdytyksessä käytetään samaa kierrätettävää jäähdytysnestettä.The coolant is discharged from the fluid passage to the bottom of the furnace and further out of the furnace from the bottom of the furnace. The bottom of the furnace thus has a continuous layer of coolant during gasification, in which the ash and carbon particles x from the combustion are mixed. Preferably, the coolant is recycled from the furnace back to the fluid passage, i.e. the same recyclable coolant is used for cooling.

COC/O

o g 30 Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä edullisessa suoritusmuodossa kaasu-o tuksessa syntyvä tuotekaasu johdetaan ulos tulipesästä jäähdytysnesteen virtaus- putkea pitkin ja tuotekaasusta poistetaan epäpuhtaudet tuotekaasun pesurissa.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the product gas produced by gasification is discharged from the furnace via a coolant flow line and impurities are removed from the product gas in the product gas scrubber.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa kaasutuksessa syntyvä tuhka ja hiilipartikkelit johdetaan ulos tulipesästä jäähdy- 3 tysnesteen mukana virtausputkea pitkin. Edullisesti jäähdytysnesteestä poistetaan tuhkaa ja hiiltä tuotekaasun pesurissa.In another preferred embodiment of the process according to the invention, the ash and carbon particles from the gasification are discharged from the furnace with the coolant along a flow line. Preferably, ash and carbon are removed from the coolant in the product gas scrubber.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä kolmannessa edullisessa suoritusmuodossa kierrätettävän jäähdytysnesteen lämpötilaa alennetaan lauhduttimella. 5 Lauhdutuksen jälkeen neste ohjataan myötävirtakaasuttimen nestekanavaan.In a third preferred embodiment of the process according to the invention, the temperature of the coolant to be recycled is lowered by a condenser. 5 After condensing, the fluid is directed to the downstream gasifier fluid passage.

Keksinnön kohteena olevassa laitteistossa biopolttoaineen kaasuttamista varten on myötävirtakaasutin, joka käsittää polttoainesiilon, tulipesän sekä nestekanavan jäähdytysnesteen, kuten veden, kierrättämistä varten. Laitteistoon kuuluva myötävirtakaasutin käsittää lisäksi nestekanavasta tulipesän pohjalle johtavan ensim-10 mäisen virtausputken ja tulipesästä ulos johtavan toisen virtausputken.The apparatus of the invention for the gasification of biofuel has a downstream gasifier comprising a fuel silo, a furnace and a liquid channel for recycling a coolant such as water. The downstream gasifier included in the apparatus further comprises a first-to-first flow pipe from the liquid passage to the bottom of the furnace and a second flow pipe out of the furnace.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä edullisessa suoritusmuodossa nestekana-va on ainakin osittain polttoainesiilon ja tulipesän välissä, jolloin nestekanavassa kierrätettävällä jäähdytysnesteellä voidaan tehokkaasti vähentää lämmön siirtymistä tulipesästä polttoainesiiloon. Edullisesti myötävirtakaasuttimessa on polttoai-15 nesiilosta tulipesään johtava reikä, jonka kautta polttoaine valuu polttoainesiilosta tulipesään ja nestekanava on mainittua reikää ympäröivä rengasmainen kanava-osa.In a preferred embodiment of the apparatus according to the invention, the liquid passage is at least partially between the fuel silo and the furnace, whereby the coolant recycled in the liquid duct can effectively reduce heat transfer from the furnace to the fuel silo. Preferably, the downstream gasifier has a hole from the fuel silo to the furnace through which the fuel flows from the fuel silo to the furnace and the fluid passage is an annular channel portion surrounding said hole.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräs toinen edullinen suoritusmuoto käsittää lisäksi pumpun ja virtausputkia jäähdytysnesteen johtamiseksi tulipesästä takaisin neste-20 kanavaan.Another preferred embodiment of the apparatus according to the invention further comprises a pump and flow pipes for introducing coolant from the furnace back to the liquid-20 passage.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräs kolmas edullinen suoritusmuoto käsittää lisäksi tuotekaasun pesurin, joka pesuri on liitetty tulipesästä ulos johtavan toisen virtausputken päähän. Edullisesti tuotekaasun pesurissa on puhdistuskerros tuo-° tekaasun puhdistamista varten ja tuotekaasuputki puhdistetun tuotekaasun ulos cm 25 johtamista varten ja laitteistossa on välineet jäähdytysnesteen johtamiseksi puh- o) distuskerroksen päälle.A third preferred embodiment of the apparatus according to the invention further comprises a product gas scrubber which is connected to the end of a second flow pipe leading out of the furnace. Preferably, the product gas scrubber has a purification layer for purifying the product gas and a product gas tube for discharging the purified product gas to cm 25, and the apparatus has means for passing coolant over the purification layer.

CMCM

| Keksinnön mukaisen laitteiston eräs neljäs edullinen suoritusmuoto käsittää lisäksi co hiilen erottimen jäähdytysnesteessä olevien tuhka- ja hiilipartikkelien poistamista o £ varten ja lauhduttimen kierrätettävän jäähdytysnesteen lämpötilan alentamista var- ° 30 ten.| A fourth preferred embodiment of the apparatus according to the invention further comprises a co-carbon separator for removing ash and carbon particles in the coolant and a lowering of the temperature of the coolant in the condenser to be recycled.

oo

CMCM

Keksinnön etuna on, että sen avulla myötävirtakaasuttimen tulipesän ulkopinnan lämpötila pysyy erittäin alhaisena mikä vähentää tulipalon syttymisen varaa.An advantage of the invention is that it keeps the temperature of the outer surface of the downstream carburettor at a very low temperature which reduces the risk of fire ignition.

44

Keksinnön erään suoritusmuodon etuna on, että tulipesän jäähdytyksessä jäähdytysnestettä käytetään myös tulipesässä syntyvän tuhkan poistoon. Tuhka poistuu tulipesästä jäähdytysnesteen mukana paloturvallisesti. Tulipesän tulta ei tarvitse sammuttaa tuhkanpoiston ajaksi, vaan tuhkaa poistuu tulipesästä jatkuvasti kaa-5 suttimen käytön aikana.An advantage of one embodiment of the invention is that in cooling the furnace, the coolant is also used to remove ash from the furnace. The ash leaves the furnace with the coolant in a fire-safe manner. The furnace fire need not be extinguished during ash removal, but ash is continuously discharged during use of the boiler.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1a esittää esimerkinomaisesti erästä keksinnön mukaista myötävirtakaasu-tinta pystysuuntaisena poikkileikkauskuvana, 10 kuva 1b esittää kuvan 1a myötävirtakaasutinta vaakasuuntaisena poikkileikkauskuvana leikkaustasosta A-A ja kuva 1c esittää kuvan 1a myötävirtakaasutinta vaakasuuntaisena poikkileikkauskuvana leikkaustasosta B-B.The invention will now be described in detail. Reference is made to the accompanying drawings, in which Fig. 1a is an exemplary cross-sectional view of a downstream gasifier according to the invention, Fig. 1b is a horizontal sectional view of Fig.

Kuvassa 1a on esitetty esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukainen myötävirta-15 kaasutin ja siihen yhteydessä oleva jäähdytysnesteen kierrätyslaitteisto pystysuuntaisena poikkileikkauskuvana. Kuvassa 1b on esitetty kuvan 1a myötävirtakaasut-timen vaakasuuntainen poikkileikkauskuva leikkaustasosta A-A ja kuvassa 1c leikkaustasosta B-B. Myötävirtakaasutin on käyttötilanteessa kuvan 1a mukaisessa pystyasennossa. Jatkossa kuvien selostuksissa käytettävillä suuntaa kuvaavilla 20 ilmauksilla, kuten ylöspäin, alaspäin, yläpuolella, alapuolella, yläpinnalla tai alapinnalla, tarkoitetaan suuntia silloin, kun kaasutin on kuvan 1a esittämässä asennossa. Jos kaasutin on jossain muussa kuin kuvan mukaisessa asennossa, suuntaa kuvaavat ilmaukset muuttuvat vastaavasti, o C\] ^ Kaasuttimessa on lieriömäinen ulkokuori 10, jonka ylöspäin osoittavassa päässä T 25 on ilmatiivis, avattava kansi 12. Ulkokuoren sisällä on kaksi olennaisesti yhdenee ^ suuntaista, etäisyyden päässä toisistaan olevaa välipohjaa, ylempi välipohja 16a ja | alempi välipohja 16b, jotka rajaavat väliinsä jäähdytystilan 80. Kaasuttimen aikoen kuori muodostaa jäähdytystilan ulkoseinämän. Jäähdytystilan alapuolinen osa o £ muodostaa myötävirtakaasuttimen kaasutusosan 20, jossa tapahtuu varsinainen ? 30 polttoaineen kaasuuntuminen. Ulkokuoren sisällä jäähdytystilan 80 yläpuolella on ^ lieriömäinen, molemmista päistä avoin polttoainesiilo 14, johon kaasutettava polt toaine annostellaan avattavan kannen 12 kautta.Fig. 1a is an exemplary cross-sectional view of a downstream gasifier and associated coolant recycling apparatus according to the invention. Fig. 1b is a horizontal cross-sectional view of the downstream gasifier of Fig. 1a from sectional plane A-A and Fig. 1c from sectional plane B-B. The co-gasifier is in the upright position as shown in Figure 1a. In the following, the directional expressions 20 used in the description of the images, such as up, down, above, below, top or bottom, refer to the directions when the carburettor is in the position shown in Figure 1a. If the carburettor is in a position other than that shown, the directional expressions will change accordingly, and the carburettor will have a cylindrical outer shell 10 with an airtight, openable lid 12 at its upwardly facing end T25. There are two substantially unidirectional with a midsole spaced apart, the upper midsole 16a and a lower midsole 16b defining a cooling space 80. The intake shell of the carburettor forms an outer wall of the cooling space. The portion o £ below the cooling space forms the gasifier 20 of the downstream gasifier, where the actual? 30 Fuel Gasification. Within the outer casing above the cooling space 80 is a cylindrical fuel silo 14, open at both ends, into which the fuel to be gasified is dispensed through the opening lid 12.

55

Kaasutusosan sisällä on tulipesä 32, jossa on sisävaipan 34, keskivaipan 36 ja ulkovaipan 38 käsittävä kolmikerroksinen seinämärakenne. Tulipesän sisimmän seinämäpinnan muodostava sisävaippa on lieriömäinen osa, jonka yläreuna on ylemmän 16a välipohjan tasossa ja joka ulottuu ylemmän välipohjan, jakolevyn 5 16c ja alemman välipohjan 16b läpi johtavien samankeskisten reikien 30 läpi lähel le tulipesän pohjaa. Sisävaippa on kiinnitetty välipohjien ja jakolevyn reikien reunoihin hitsikiinnityksillä, jolloin se muodostaa samalla ilmakanavan 18 ja neste-kanavan 19 yhden seinämän. Sisävaipan alareunan tasossa on pyöreä arina 40, joka on tuettu reunastaan sisävaipan alareunaan. Sisävaipan sisäpinnassa, hie-10 man alemman välipohjan 16b korkeustason alapuolella, on vaakasuuntainen tuli-rengas 50, joka muodostaa tulipesän yläosaan sen poikkileikkausta pienentävän kavennuksen. Tulirengas on tuettu paikoilleen lämpöliikkumisen mahdollistavalla tavalla kiinnittämällä sisävaipan sisäseinämään alempi tukirengas ja sen päälle ylempi tukirengas ja sovittamalla tulirengas tukirenkaiden väliin jäävään rakoon.Within the gasification section is a furnace 32 having a three-layer wall structure comprising an inner sheath 34, a central sheath 36 and an outer sheath 38. The inner mantle forming the inner wall surface of the furnace is a cylindrical portion having an upper edge in the plane of the upper intermediate floor 16a and extending through concentric holes 30 passing through the upper intermediate floor, manifold 5 16c and lower intermediate floor 16b close to the bottom of the furnace. The inner sheath is secured to the edges of the midsole and manifold holes by welding, thereby forming one wall of the air channel 18 and the liquid channel 19. At the lower edge of the inner mantle is a circular grate 40 supported at its edge to the lower edge of the inner mantle. On the inner surface of the inner sheath, just below the height of the lower midsole 16b, there is a horizontal fire ring 50 which forms a narrowing reduction in the upper part of the furnace. The fire ring is supported in a manner allowing thermal movement by attaching the lower support ring and the upper support ring to the inner wall of the inner sheath and fitting the fire ring into the gap between the support rings.

15 Sisävaipan ympärillä on keskivaippa 36, joka muodostaa suljetun seinämäpinnan sisävaipan lieriömäisen sivuseinämän ulkopuolelle ja arinan 40 alapuolelle. Keskivaippa kaartuu yläreunastaan sisäänpäin ja yhdistyy sisävaippaan hieman tuliren-kaan yläpuolella. Edullisesti keskivaippa on valmistettu teräksestä ja kiinnitetty yläreunastaan sisävaippaan hitsikiinnityksellä. Keskivaipan ympärillä on ulkovaip-20 pa 38, joka muodostaa tulipesän uloimman kuoren. Ulkovaipan ja keskivaipan väliin muodostuu tulipesää ympäröivä tila, joka toimii kaasutusilman esilämmitystila-na. Esilämmitystilan yläpinnan muodostaa alempi välipohja 16b.The inner sheath is surrounded by a central sheath 36 which forms a closed wall surface outside the cylindrical side wall of the inner sheath and below the grate 40. The central mantle curves at its upper edge inwards and connects to the inner mantle just above the fire ring. Preferably, the center sheath is made of steel and secured at its upper edge to the inner sheath by welding. Around the center sheath is an outer sheath 20 which forms the outer shell of the furnace. A space is formed between the outer jacket and the central jacket, which acts as a preheat space for the gasification air. The upper surface of the preheating space is formed by the lower midsole 16b.

Polttoainesiilon ja kaasutusosan välissä oleva jäähdytystila 80 toimii rakenneosana, joka vähentää lämmön siirtymistä kaasutusosasta polttoainesiiloon. Jäähdytys-25 tila on jaettu ylemmän ja alemman välipohjan suuntaisella jakolevyllä 16c kahteen o osaan siten, että jakolevyn yläpuolelle muodostuu ilmakanava 18 ja jakolevyn ala- cvi puolelle nestekanava 19. Ilmakanava 18 on rengasmainen kanavaosuus, jonka kautta polttoaineen kaasuttamisessa tarvittava kaasutusilma johdetaan sisäänThe cooling space 80 between the fuel silo and the gasification section acts as a structural element that reduces heat transfer from the gasification section to the fuel silo. The cooling-25 space is divided by a manifold plate 16c in the direction of the upper and lower midsole so that an air passage 18 is formed above the manifold and a liquid passage 19 is formed below the manifold. The air passage 18 is the annular passage for gasifying the gas.

CMCM

kaasuttimeen. Ilmakanavan sisällä on välilevy 48 (kuva 1b), joka sulkee kanavan £ 30 yhdestä kohdasta kokonaan. Välilevyn ensimmäisellä puolella kanavan ulkosei- g nämässä on tuloaukko 57, jonka kautta kaasutusilma pääsee virtaamaan sisään g ilmakanavaan ja välilevyn toisella puolella on poistoaukko 58, josta ilma pääsee o poistumaan ilmakanavasta ilmaputkeen 64. Kaasutusilma kiertää siten ilmakana vassa olennaisesti täyden kierroksen. Ilmaputken toinen pää on johdettu ulkovaip-35 paan tehdyn reiän kautta ulkovaipan ja keskivaipan väliseen tilaan. Poistoaukon kautta kaasutusilma pääsee virtaamaan ilmakanavasta ilmaputkeen 64 ja ilmaput- 6 kea pitkin edelleen esilämmitystilaan. Alemman välipohjan ja keskivaipan yläreunan välisellä osuudella esilämmitystila rajoittuu sisävaippaan 34. Tälle sisävaip-paan rajoittuvalle rengasmaiselle esilämmitystilan seinämäosuudelle on järjestetty ilmasuuttimia 60, joiden kautta kaasutusilma johdetaan esilämmitystilasta tuliren-5 kaan yläpuolelle.the carburetor. Inside the air duct is a baffle plate 48 (Fig. 1b) which completely closes the duct £ 30 at one point. On the first side of the baffle there is an inlet 57 in the outer edge of the duct through which gassing air can enter g into the air duct and on the other side of the baffle there is an outlet 58 for venting o from the duct to the air duct 64. The gasification The other end of the air tube is guided through a hole made in the outer sheath head 35 to the space between the outer sheath and the central sheath. Through the outlet, gasification air can flow from the air duct to the air duct 64 and further through the duct to the preheating space. At the portion between the lower midsole and the upper edge of the central jacket, the preheating space is limited to the inner jacket 34. Air-nozzles 60 are provided on the wall portion of the annular preheating space adjacent to the inner jacket through which the gasification air is led

Kuvassa 1c on esitetty keksinnön mukainen myötävirtakaasutin vaakasuuntaisena poikkileikkauksena leikkaustasosta B-B. Ilmakanavan alapuolinen nestekanava 19 on ulkovaipan 38, sisävaipan 34, jakolevyn 16c ja alemman välipohjan 16b rajaama rengasmainen kanavaosa. Ulkovaipassa on tuloreikä 70 jäähdytysnesteen si-10 säänvirtausta varten ja poistoreikä 72 jäähdytysnesteen ulosvirtausta varten. Edullisesti jäähdytysnesteenä käytetään vettä. Tuloreikä avautuu ulkovaipan 38 läpi kaasuttimen ulkopuolelle ja poistoreikä avautuu alemman välipohjan 16b läpi ulkovaipan ja keskivaipan väliseen tilaan. Tuloreikä ja poistoreikä sijaitsevat rengasmaisen nestekanavan vastakkaisilla reunoilla. Poistoreiän 72 jatkeena on ensim-15 mäinen virtausputki 74a, jonka alaspäin osoittava toinen pää on johdettu keskivai-passa 36 olevan reiän läpi arinan 40 alapuolelle. Ensimmäinen virtausputki muodostaa siten jäähdytysnesteen sisäänvirtausreitin nestekanavasta tulipesän sisään arinan alapuolelle. Keskivaipan seinämässä on vielä toinen reikä, jonka jatkeena on toinen virtausputki 74b. Toinen virtausputki johtaa ulkovaipan 38 läpi kaasutti-20 men ulkopuolelle ts. se muodostaa jäähdytysnesteen ulosvirtausreitin tulipesästä kaasuttimen ulkopuolelle. Keskivaipassa olevat reiät ensimmäisen virtausputken ja toisen virtausputken liittymistä varten sijaitsevat tulipesän vastakkaisilla reunoilla etäisyyden päässä keskivaipan matalimmasta kohdasta. Kaasuttimen käyttötilanteessa tulipesän pohjalla on siten aina jonkin verran jäähdytysnestettä, edullisesti 25 vettä.Figure 1c shows a downstream gasifier according to the invention in a horizontal cross-sectional view of the plane B-B. The fluid duct 19 below the air duct is an annular duct portion defined by an outer sheath 38, an inner sheath 34, a distribution plate 16c, and a lower midsole 16b. The outer jacket has an inlet 70 for a coolant si-10 for the weather flow and an outlet 72 for the coolant outflow. Water is preferably used as the coolant. The inlet hole opens through the outer sheath 38 to the outside of the carburetor and the outlet hole opens through the lower midsole 16b to the space between the outer sheath and the middle sheath. The inlet and outlet are located at opposite edges of the annular fluid passage. The outlet hole 72 is extended by a first flow tube 74a, the downwardly facing second end of which is guided through a hole in the center slot 36 below the grate 40. The first flow pipe thus forms the coolant inflow path from the fluid passage into the furnace below the grate. There is another hole in the wall of the central jacket which is extended by a second flow tube 74b. The second flow tube passes through the outer jacket 38 to the outside of the carburettor 20, i.e. it forms the coolant outflow path from the furnace to the outside of the carburettor. The holes in the center jacket for connecting the first flow pipe and the second flow pipe are located at opposite edges of the furnace at a distance from the lowest point of the central jacket. Thus, there is always some coolant, preferably 25 water, at the bottom of the furnace when the carburettor is being used.

o Keksinnön mukaiseen myötävirtakaasuttimeen kuuluu luonnollisesti sytytysmeka- c\i nismi, jolla kaasutettava polttoaine sytytetään palamaan (sytytysmekanismia ei ole ci, esitetty kuvissa). Kaasuttimessa voidaan käyttää useita erilaisia tunnetun tekniikanThe downstream gasifier according to the invention naturally includes an ignition mechanism for igniting the gas to be gasified (the ignition mechanism is not ci, shown in the figures). A variety of prior art can be used in the carburettor

CMCM

mukaisia sytytysmekanismeja, joita ei kuvata tässä yhteydessä tarkemmin. Edulli-£ 30 sesti sytytysmekanismi on automaattinen, nestekaasutoiminen tai sähkötoiminen § mekanismi.which are not described in further detail herein. Preferably, the ignition mechanism is an automatic, LPG or electric § mechanism.

I''-I '' -

LOLO

? Keksinnön mukaiseen laitteistoon kuuluu lisäksi vielä tuotekaasun pesuri 100, hii- ^ lenerotin 200, lauhdutin 300 ja pumppu 400. Tuotekaasun pesuri on laite, jonka avulla myötävirtakaasuttimessa muodostuneesta tuotekaasusta poistetaan kaasu-35 tusprosessissa syntyneet epäpuhtaudet, kuten noki. Pesuriin kuuluu pystyasennossa oleva lieriömäinen säiliö 108, jonka sisäpuolelle on asennettu vaakasuun- 7 täiseen asentoon verkko 102, joka jakaa sisäosan ylempään osaan 104 ja alempaan osan 106. Ylemmässä osassa on joukko muodoltaan olennaisesti pyöreitä kappaleita 110, jotka on ladottu puhdistuskerrokseksi 122 verkon 102 päälle. Kappaleet voivat olla materiaaliltaan esimerkiksi metallia tai jotain orgaanista materi-5 aalia, kuten puuta tai hiiltä. Kappaleiden koko ja muoto on valittu siten, että niiden väliin muodostuu useita sokkeloisia virtausreittejä tuotekaasun ja jäähdytysnesteen läpivirtausta varten. Säiliön kannen 112 läpi johtaa säiliön sisään putki 114, jonka päässä on pirskotin 116. Pirskotin jakaa putkea pitkin tulevan jäähdytysnesteen tasaiseksi pisarasuihkuksi puhdistuskerroksen pinnalle. Säiliön kannen läpi 10 johtaa tuotekaasuputki 124, jota pitkin epäpuhtauksista puhdistettu tuotekaasu imetään pois säiliöstä. Tuotekaasuputken toisessa päässä voi olla imuri tai se voi olla liitetty moottoriin, joka muodostaa käydessään sopivan imun tuotekaasun poistamista varten (imuria ja moottoria ei ole esitetty kuvassa).? The apparatus of the invention further comprises a product gas scrubber 100, a carbon separator 200, a condenser 300 and a pump 400. The product gas scrubber is a device for removing impurities from the gas stream process gas such as soot from the downstream gasifier. The washer comprises an upright cylindrical container 108 having an internally mounted horizontal grid 102 that divides the inner portion into an upper portion 104 and a lower portion 106. The upper portion includes a plurality of substantially circular bodies 110 deposited as a cleaning layer 122 over the net 102. The pieces may be made of, for example, metal or some organic material such as wood or carbon. The size and shape of the pieces are selected such that a plurality of labyrinthine flow paths are formed between them for the flow of product gas and coolant. A tube 114 is provided through the container lid 112 with a spout 116 at its end. The spreader distributes the coolant coming through the tube into a uniform droplet of jet on the surface of the cleaning layer. A product gas tube 124 is conducted through the tank lid 10, along which product gas purged of impurities is sucked out of the tank. At the other end of the product gas tube, a vacuum may be provided or may be connected to a motor which, when running, provides a suitable suction to remove product gas (the vacuum and motor are not shown).

Säiliön alemman osan 106 pohjalla on nestetila 118, johon pirskottimesta tuleva, 15 puhdistuskerroksen läpi valuva neste kerääntyy. Myötävirtakaasuttimesta tulevan toisen virtausputken 74b toinen pää on johdettu säiliön seinämän läpi säiliön alempaan osaan. Toisen virtausputken sisääntulokohta on etäisyyden päässä säiliön pohjasta. Säiliön pohjan 120 läheisyydessä on säiliön seinämän läpi johtava reikä, jonka jatkeena on säiliöstä ulos johtava kolmas virtausputki 74c. Myötävirta-20 kaasuttimessa syntyvä tuotekaasu virtaa säiliön sisään toista virtausputkea 74a pitkin ja nousee säiliön sisällä imun vaikutuksesta ylöspäin puhdistuskerroksen läpi kohti tuotekaasuputken ensimmäistä päätä. Samanaikaisesti puhdistuskerroksen läpi valuu alaspäin nestettä, joka jäädyttää tuotekaasua ja poistaa sinä olevia epäpuhtauksia. Epäpuhtaudet valuvat nesteen mukana nestetilaan.At the bottom of the lower part 106 of the reservoir is a fluid chamber 118, in which the liquid coming from the sprinkler and passing through the cleaning layers 15 is collected. The other end of the second flow tube 74b from the co-gasifier is passed through the tank wall to the lower portion of the tank. The entry point of the second flow pipe is at a distance from the bottom of the tank. In the vicinity of the container bottom 120, there is a hole passing through the container wall, which is extended by a third flow pipe 74c leading out of the container. The product gas generated in the co-current 20 gasifier flows into the container through a second flow tube 74a and rises inside the container by suction upwardly through the purification layer toward the first end of the product gas tube. At the same time, a liquid is flowing down through the cleaning layer, which freezes the product gas and removes the impurities you have. Impurities run into the liquid space with the liquid.

25 Jäähdytysneste virtaa tulipesän 32 sisältä toista virtausputkea 74b pitkin pesurin g 100 sisään nestetilaan 118. Polttoaineen palamisessa syntyvä tuhka sekoittuu tu- cv lipesässä jäähdytysnesteeseen, jolloin tuhka poistuu tulipesästä jäähdytysnesteen o) mukana. Myötävirtakaasuttimessa ei siten tarvita erillistä tuhkanpoistojärjestelmää,The coolant flows from the inside of the furnace 32 along the second flow pipe 74b into the scrubber g 100 to the liquid space 118. The ash from the combustion of the fuel is mixed with the coolant in the combustion chamber, whereby the ash leaves the furnace with the coolant. Thus, a separate ash removal system is not needed in the co-gasifier,

(M(M

T vaan tuhka poistetaan tulipesästä laitteistossa kierrätettävän jäähdytysnesteen ^ 30 mukana. Pesurista lähtevän kolmannen virtausputken 74c päässä on pumppu g 400. Edullisesti pumppu on sähkötoiminen. Pumppuun on liitetty neljäs virtausputki g 74d, jonka toinen pää on liitetty myötävirtakaasuttimen nestekanavan 19 tulo- o reikään 70. Virtausputket 74a, 74b, 74c, ja 74d ja pumppu 400 muodostavat siten nestekanavasta tulipesään, tulipesästä tuotekaasun pesuriin 100 ja pesurista ta-35 kaisin nestekanavaan johtavan jäähdytysnesteen virtausreitin, jossa ylläpidetään jäähdytysnesteen kiertoa pumpun 400 avulla. Pesurin ylempään osaan 104 johta- 8 va putki 114 on yhdistetty toisesta päästään neljänteen virtausputkeen 74d venttiilin 126 välityksellä. Venttiilin avulla osa kierrätettävästä jäähdytysnesteestä ohjataan putken 114 kautta puhdistuskerroksen päälle.The ash is removed from the furnace with the coolant recycled in the plant. At the end of the third flow pipe 74c from the scrubber is a pump g 400. Preferably, the pump is electric. A fourth flow pipe g 74d is connected to the pump, the other end of which is connected to the inlet 70 of the downstream gasifier fluid passage 19. The flow pipes 74a, 74b, 74c, and 74d and the pump 400 thus form a liquid passage to a firebox, a conductive coolant flow path maintaining coolant circulation via pump 400. The pipe 114 leading to the upper part 104 of the scrubber is connected at one end to the fourth flow pipe 74d via a valve 126. By means of the valve, a portion of the coolant to be recycled is directed through the conduit 114 onto the purification layer.

Pumpun 400 ja venttiilin 126 välisellä virtausputken 74d osuudella on hiilenerotin 5 200 ja lauhdutin 300. Hiilenerottimella jäähdytysnesteestä poistetaan siinä sekoit tuneena oleva tuhka ja hienojakoinen hiili. Hiilenerotin voi olla mikä tahansa erotin, jonka avulla nesteestä voidaan erottaa pieniä kiinteitä partikkeleita. Lauhduttimella kierrätettävästä jäähdytysnesteestä poistetaan lämpöenergiaa, jolloin jäähdytys-nesteen lämpötila voidaan pitää halutulla tasolla. Lauhduttimen teho on mitoitettu 10 siten, että jäähdytysnesteen lämpötila lauhdutuksen jälkeen on n. 30 °C. Hii-lenerottimen ja lauhduttimen rakenne ja toiminta on yleisesti tunnettua tekniikkaa, joten niitä ei selosteta tässä yhteydessä tarkemmin.The portion of the flow pipe 74d between the pump 400 and the valve 126 has a carbon separator 5200 and a condenser 300. The carbon separator removes the mixed ash and fine carbon therefrom. The carbon separator can be any separator which can be used to separate small solid particles from the liquid. The coolant recycled in the condenser removes heat energy, allowing the temperature of the coolant to be maintained at the desired level. The capacity of the condenser is dimensioned 10 so that the temperature of the coolant after condensation is about 30 ° C. The structure and function of the carbon separator and the condenser are well known in the art and will not be further described herein.

Keksinnön mukainen myötävirtakaasutin toimii seuraavalla tavalla. Polttoainesiilon 14 kansi 12 avataan ja polttoainesiiloon annostellaan sopiva määrä polttoainetta, 15 jolloin osa polttoaineesta valuu tulipesään 32. Kaasuttimen polttoaineena voidaan käyttää lähes mitä tahansa biopolttoainetta, kuten kuorineen haketettua mäntyä, koivua, kuusta, pajua tai muita puulajeja. Puuhake saa olla ilmakuivattua, jolloin sen kosteuspitoisuus voi olla 30-40 painoprosenttia. Polttoaineen annostelemisen jälkeen kansi suljetaan ilmatiiviisti.The downstream gasifier according to the invention functions as follows. The lid 12 of the fuel silo 14 is opened and a suitable amount of fuel 15 is dispensed into the fuel silo, whereby a portion of the fuel is discharged into the furnace 32. Almost any biofuel, such as shelled pine, birch, spruce, willow or other wood species, can be used. The wood chips may be air-dried, whereby their moisture content may be 30-40% by weight. After fueling, the lid will be hermetically closed.

20 Tuotekaasuputkeen 124 yhdistetty imuri käynnistetään ja tulipesässä 32 oleva polttoaine sytytetään palamaan. Imurin aikaansaaman alipaineen ansiosta kaasu-tusilmaa virtaa sisään ilmakanavaan 18 ja ilmaputkea 64 pitkin edelleen keskivai-pan 36 ja ulkovaipan 38 väliseen esilämmitystilaan, josta se johdetaan ilmasuutti-mien 60 kautta tulirenkaan 50 yläpuolelle tulipesään. Polttoaine kaasuuntuu tuli-5 25 pesässä korkeassa, 1100-1300 °C:n lämpötilassa. Koska polttoaineen lämpötila20 A vacuum is connected to the product gas pipe 124 and the fuel in the furnace 32 is ignited. Due to the vacuum created by the vacuum, gasification air flows into the air duct 18 and through the air duct 64 into the preheating space between the central shroud 36 and the outer sheath 38, from where it is led through the air nozzles 60 above the fire ring 50. The fuel gasifies in a fire-5 chamber at a high temperature of 1100-1300 ° C. Because of the fuel temperature

CMCM

^ polttoainesiiiossa on matala, pyrolyysiä ei tapahdu käytännössä lainkaan polttoai- 7 nesiilossa. Polttoainesiiiossa ei myöskään tapahdu merkittävästi polttoaineen kui- 05 ^ vumista, vaan polttoaine on tulipesään saapuessa likimain alkuperäisessä kostein ustilassaan. Pyrolyysi tapahtuu siten erittäin lyhyellä, ylemmän välipohjan 16a ja oo 30 tulirenkaan 50 välisellä matkalla, o^ the fuel pre-mix is low, virtually no pyrolysis occurs at the fuel silo. Also, no significant drying of the fuel occurs in the fuel blade, but upon arrival at the furnace, the fuel is approximately in its original humid space. Pyrolysis is thus carried out at a very short distance between the upper midsole 16a and 30 of the firing ring 50,

LOLO

o Pyrolyysireaktiossa tulipesään 32 syntyy tuotekaasua, joka sisältää vetyä, hiili- ^ monoksidia, hiilidioksidia, typpeä ja vesihöyryä. Tuotekaasu poistuu tulipesästä imun vaikutuksesta toista virtausputkea 74b pitkin tuotekaasun pesurin 100 alempaan osaan 106, mistä se virtaa puhdistuskerroksen läpi ylöspäin ylempään osaan 35 104 ja edelleen tuotekaasuputkea 124 pitkin ulos pesurista. Tuotekaasu puhdistuu 9 siinä olevista epäpuhtauksista, kun se virtaa puhdistuskerroksen läpi. Kaasuttimen käytön aikana laitteistossa kierrätetään jäähdytysnestettä, edullisesti vettä, laitteistoon kuuluvan pumpun 400 avulla. Pumppu imee jäähdytysnestettä tuotekaasun pesurin nestetilasta 118 ja johtaa sen hiilenerottimen 200 ja lauhduttimen 300 5 kautta myötävirtakaasuttimen nestekanavaan 19. Lauhduttimessa jäähtynyt jäähdytysneste on nestekanavaan saapuessaan n. 30 °C lämpötilassa. Nestekanavas-sa virtaava jäähdytysneste sitoo itseensä lämpöä ja estää tulipesässä syntyvän lämpöenergian siirtymisen polttoainesiiloon 14 ja siilossa olevaan polttoaineeseen. Nestekanavasta jäähdytysneste virtaa ensimmäistä virtausputkea 74a pitkin arinan 10 40 alapuolelle tulipesän pohjalle. Polttoaineen palamisessa syntyvät kuumat hiilet ja kekäleet putoavat arinan läpi suoraan jäähdytysnesteeseen, jossa ne sammuvat nopeasti. Uskotaan, että hehkuvien polttoainekekäleiden pudottaminen veteen saattaa lisätä vetykaasun tuotantoa. Palamisessa syntyvä tuhka sekoittuu tuli-pesässä jäähdytysnesteeseen. Jäähdytysneste virtaa tulipesästä 32 toista virtaus-15 putkea 74b pitkin tuotekaasun pesuriin, josta pumppu imee sen uudelleen kiertoon. Osa kierrossa olevasta jäähdytysnesteestä ohjataan venttiilin 126 ja putken 114 kautta puhdistuskerroksen päälle.In the pyrolysis reaction, the furnace 32 produces product gas containing hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen and water vapor. The product gas exits the furnace by suction through a second flow tube 74b to the lower portion 106 of the product gas scrubber 100, from where it flows upwardly to the upper portion 35 104 and further along the product gas tube 124 out of the scrubber. The product gas is purged 9 of the impurities contained therein as it flows through the purification layer. During operation of the carburettor, the coolant, preferably water, is circulated in the apparatus by means of a pump 400 included in the apparatus. The pump draws coolant from the product gas scrubber fluid space 118 and passes it through the carbon separator 200 and condenser 300 5 to the downstream gasifier fluid passage 19. The coolant cooled in the condenser enters the fluid passage at a temperature of about 30 ° C. The coolant flowing in the fluid passage absorbs heat and prevents the transfer of heat generated in the furnace to the fuel silo 14 and the fuel in the silo. From the fluid passage, the coolant flows along the first flow pipe 74a below the grate 10 40 to the bottom of the furnace. The hot coals and humps generated by the combustion of the fuel fall directly through the grate into the coolant, where they quickly quench. It is believed that dropping glowing fuel grills into the water may increase hydrogen gas production. The ash from combustion is mixed with the coolant in the fire chamber. The coolant flows from the furnace 32 along the second flow 15 pipe 74b to the scrubber of the product gas from where it is sucked back into the circulation by the pump. Part of the circulating coolant is directed through valve 126 and conduit 114 onto the purification layer.

Laitteistoon kuluva myötävirtakaasutin voi olla edellä selostetun kaltainen yhden tulipesän kaasutin tai siinä voi olla useampia tulipesiä, kuten hakijan aiemmassa 20 hakemuksessa WO 2008/145814 A1 on esitetty. Edelleen laitteistoon kuuluvat yksittäiset laitteet, kuten hiilenerotin, tuotekaasun pesuri, lauhdutin, pumppu ja myötävirtakaasutin voivat olla jäähdytysnesteen virtausreitin varrella jossain muussa kuin edellä esitetyn selostuksen mukaisessa järjestyksessä. Laitteistossa voi myös olla erillinen, toisen virtausputken 74b yläpuolelle sijoitettu viides virtaus-25 putki 74e tuotekaasun virtausta varten.The downstream gasifier for the apparatus may be a single firebox carburettor as described above or may have multiple fireboxes as disclosed in Applicant's previous application WO 2008/145814 A1. Further, the individual devices included in the apparatus, such as a carbon separator, a product gas scrubber, a condenser, a pump, and a downstream gasifier, may be located along a coolant flow path in a sequence other than that described above. The apparatus may also include a separate Fifth Flow 25e 74e located above the second flow tube 74b for the flow of product gas.

° Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston edullisia c\i suoritusmuotoja. Keksintö ei rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnölliset tä ajatusta voidaan soveltaa lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa ra-Certain preferred embodiments of the method and apparatus of the invention have been described above. The invention is not limited to the solutions just described, but the inventive concept can be applied in numerous ways within the scope of the claims.

(N(OF

l joissa.l where.

ECEC

CLCL

COC/O

o t'- uo o δo t'- uo o δ

(M(M

Claims (14)

1. Förfarande för förgasning av fast bränsle, säsom träflis, med en medströmsförgasare, som har en bränslesilo (14), en eldhärd (32) samt en vätskekanal (19) för cirkulering av nedkylningsvätska, säsom vatien, känne- 5 tecknat av att i förfarande leds nedkylningsvätskan frän vätskekanalen tili bottnen av eldhärden under en rost och frän bottnen av eldhärden ut frän eldhärden.A method for solid fuel gasification, such as wood chips, with a co-stream gasifier having a fuel silo (14), a fire hearth (32) and a liquid duct (19) for circulating cooling liquid, such as the water, characterized in that method, the cooling liquid is conducted from the liquid duct to the bottom of the hearth under a rust and from the bottom of the hearth to the hearth. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att i förfarandet leds nedkylningsvätskan fran eldhärden (32) tillbaka tili vätskekanalen (19).Process according to claim 1, characterized in that in the process the cooling liquid from the hearth (32) is fed back into the liquid duct (19). 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att produktgas som 10 uppstär i förgasningen leds ut frän eldhärden (32) längs nedkylningsvätskans strömningsrör (74b) och produktgasen renas fran orenheter i en produktgas-' tvättare (100).3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that product gas which arises in the gasification is discharged from the hearth (32) along the flow tube (74b) of the cooling liquid and the product gas is purified from impurities in a product gas washer (100). 4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat av att aska och kolpartiklar som uppstär i förgasningen leds ut frän eldhärden (32) tillsammans 15 med nedkylningsvätskan längs strömningsröret (74b).Method according to any one of claims 1-3, characterized in that ash and carbon particles rising in the gasification are discharged from the hearth (32) together with the cooling liquid along the flow pipe (74b). 5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat av att man frän nedkylningsvätskan avlägsnar aska och koi i produktgastvättaren (100).Process according to Claim 4, characterized in that ash and koi are removed from the cooling liquid (100) from the cooling liquid. 6. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-5, kännetecknat av att tempera-turen hos den cirkulerande nedkylningsvätskan sänks med en kondensor (200).Process according to any of claims 1-5, characterized in that the temperature of the circulating cooling liquid is lowered by a condenser (200). 7. Apparat för förgasning av fast bränsle, säsom träflis, vilken apparat har en medströmsförgasare, som omfattar en bränslesilo (14), en eldhärd (32) samt en 71 vätskekanal (19) för cirkulering av nedkylningsvätska, säsom vatten, känne- O ™ tecknad av att medströmsförgasaren därtill omfattar ett första strömningsrör (74a) Y som leder frän vätskekanalen tili eldhärdens botten samt ett andra strömningsrör g] 25 (74b) som leder ut frän eldhärden. XApparatus for solid fuel gasification, such as wood chips, which apparatus has a co-stream gasifier which includes a fuel silo (14), a fire hearth (32) and a 71 liquid duct (19) for circulating coolant, such as water, characterized in that the co-current carburetor comprises a first flow tube (74a) Y which leads from the liquid channel to the bottom of the hearth and a second flow tube g (74b) which leads from the hearth. X 8. Apparat enligt patentkrav 7, kännetecknad av att vätskekanalen (19) ätmin-o stone delvis är mellan bränslesilon (14) och eldhärden (32). t'- m8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the liquid channel (19) is at least partially between the fuel jet (14) and the fire hearth (32). t'- m 9. Apparat enligt patentkrav 7 eller 8, kännetecknad av att medströms- ^ förgasaren har ett häl (30) som leder frän bränslesilon (14) tili eldhärden (32) och 30 vätskekanalen (19) är en ringformad kanaldel som omringar nämnda häl. 13Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the co-current carburetor has a heel (30) which leads from fuel silo (14) to the fire hearth (32) and the liquid duct (19) is an annular duct part which surrounds said heel. 13 10. Apparat enligt nägot av patentkraven 7-9, kännetecknad av att den därtill omfattar en pump (400) och strömningsrör (74b, 74c, 74d) för att leda ned-kylningsvätska frän eldhärden (32) tillbaka till vätskekanalen (19).Apparatus according to any one of claims 7-9, characterized in that it further comprises a pump (400) and flow tubes (74b, 74c, 74d) for directing cooling liquid from the hearth (32) back to the liquid duct (19). 11. Apparat enligt nägot av patentkraven 7-10, kännetecknad av att den därtill 5 omfattar en produktgastvättare (100), vilken tvättare är kopplad till ändan av det andra strömningsröret (74b) som leder utfran eldhärden (32).Apparatus according to any of claims 7-10, characterized in that it further comprises a product gas washer (100), which washer is connected to the end of the second flow tube (74b) which leads from the hearth (32). 12. Apparat enligt patentkrav 11, kännetecknad av att produktgastvättaren har ett reningsskikt (122) för renande av produktgasen, ett produktgasrör (124) för att leda ut den renade produktgasen och apparaten har medel (126, 114, 116) för 10 ledande av nedkylningsvätskan utanpä reningsskiktet.12. Apparatus according to claim 11, characterized in that the product gas washer has a purification layer (122) for purifying the product gas, a product gas pipe (124) for discharging the purified product gas and the apparatus has means (126, 114, 116) for conducting the cooling liquid. outside the purification layer. 13. Apparat enligt nägot av patentkraven 7-12, kännetecknad av att den därtill omfattar en kolseparator (200) för avlägsnande av ask- och kolpartiklar i nedkylningsvätskan.Apparatus according to any of claims 7-12, characterized in that it further comprises a carbon separator (200) for removing ash and charcoal particles in the cooling liquid. 14. Apparat enligt nägot av patentkraven 7-13, kännetecknad av att den därtill 15 omfattar en kondensor (300) för att sanka temperaturen hos den cirkulerande nedkylningsvätskan. δ CM CM 05 CM T cc CL CO o LO o δ CMApparatus according to any one of claims 7-13, characterized in that it further comprises a condenser (300) for lowering the temperature of the circulating cooling liquid. δ CM CM 05 CM T cc CL CO o LO o δ CM
FI20105703A 2010-06-18 2010-06-18 Method and apparatus for gasification of solid fuel FI122618B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105703A FI122618B (en) 2010-06-18 2010-06-18 Method and apparatus for gasification of solid fuel
EP11795245.7A EP2598615A4 (en) 2010-06-18 2011-06-17 Method and apparatus for gasifying solid fuel
PCT/FI2011/050581 WO2011157903A1 (en) 2010-06-18 2011-06-17 Method and apparatus for gasifying solid fuel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105703 2010-06-18
FI20105703A FI122618B (en) 2010-06-18 2010-06-18 Method and apparatus for gasification of solid fuel

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20105703A0 FI20105703A0 (en) 2010-06-18
FI20105703A FI20105703A (en) 2011-12-19
FI122618B true FI122618B (en) 2012-04-30

Family

ID=42308156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105703A FI122618B (en) 2010-06-18 2010-06-18 Method and apparatus for gasification of solid fuel

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2598615A4 (en)
FI (1) FI122618B (en)
WO (1) WO2011157903A1 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2183249A (en) * 1985-11-04 1987-06-03 James Willis Associates Ltd Thermal reactor
DE3711314A1 (en) * 1987-04-03 1988-10-13 Babcock Werke Ag DEVICE FOR COOLING A SYNTHESIS GAS IN A QUENCH COOLER
DE4206725A1 (en) * 1992-03-04 1993-09-09 Bernhard Bode Solids gasification shaft - has grate designed for oversize residue transfer to ash space
FI122860B (en) * 2007-05-25 2012-08-15 Gasek Oy Procedure for gasification of solid fuel and co-stream gasifier
DE102007035301B4 (en) * 2007-07-27 2009-04-30 Lurgi Gmbh Process and device for the utilization of brine obtained in the biological treatment of gas condensate
TR200705430A2 (en) * 2007-08-03 2008-12-22 Detes Maden Enerji̇ Ve Çevre Teknoloji̇si̇ Si̇stemleri̇ Li̇mi̇ted Şi̇rketi̇ Solid fuel gasification and gas cleaning system.

Also Published As

Publication number Publication date
FI20105703A (en) 2011-12-19
WO2011157903A1 (en) 2011-12-22
EP2598615A4 (en) 2014-03-19
EP2598615A1 (en) 2013-06-05
FI20105703A0 (en) 2010-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101790577B (en) Method for gasifying solid fuel and concurrent gasifier
RU2495912C2 (en) Gasification reactor and method of gasification in flow
US8673036B2 (en) Quench chamber assembly for a gasifier
US8475546B2 (en) Reactor for preparing syngas
KR101872526B1 (en) Gasification quench chamber and scrubber assembly
US8960651B2 (en) Vessel for cooling syngas
NO328487B1 (en) Process and apparatus for producing solid fuel, synthesis and reduction gas.
CN101675146A (en) Gasification reactor vessel with inner multi-pipe wall and several burners
TWI447220B (en) Gasification device with slag removal facility
JP5744904B2 (en) Fluidized bed furnace and waste treatment method
EP2364345B1 (en) Vessel for cooling syngas
WO2010114400A2 (en) Method and gas generator for gasification of a solid fuel with the low calorific value, particularly of a biomass with the wide spectrum of humidity
FI122618B (en) Method and apparatus for gasification of solid fuel
EP2765177B1 (en) Gasification system
FI123024B (en) Firebox grate structure
JP3129469U (en) Wood pellet burning gun type burner
FI123030B (en) Myötävirtakaasutin
JP5886144B2 (en) Waste treatment equipment
CZ96398A3 (en) Apparatus for gasifying phytomass
BE559837A (en)

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122618

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed