ITMO20150098A1 - REACTOR FOR GASIFICATION PLANTS - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: Description of Patent for Industrial Invention entitled:
?REATTORE PER IMPIANTI DI GASSIFICAZIONE?. ? REACTOR FOR GASIFICATION PLANTS ?.
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un reattore per impianti di gassificazione. The present invention refers to a reactor for gasification plants.
Come noto, la gassificazione ? un insieme di processi termochimici atti a trasformare biomassa, di vario genere e provenienza, in un gas combustibile, comunemente chiamato ?syngas?, ed utilizzabile per vari scopi, ad esempio come combustibile in motori a combustione interna. As you know, gasification? a set of thermochemical processes suitable for transforming biomass, of various kinds and origins, into a combustible gas, commonly called? syngas ?, and usable for various purposes, for example as a fuel in internal combustion engines.
L?insieme dei processi termochimici avviene in appositi reattori di gassificazione. The whole of the thermochemical processes takes place in special gasification reactors.
Nei reattori a letto fisso, equicorrente e controcorrente, utilizzati per impianti di piccola e media taglia (fino a circa 1MW), l?insieme di processi termochimici pu? essere generalmente suddiviso in quattro fasi principali: essiccazione, pirolisi, ossidazione e riduzione. In the fixed bed, co-current and counter-current reactors, used for small and medium-sized plants (up to about 1MW), the set of thermochemical processes can? generally be divided into four main phases: drying, pyrolysis, oxidation and reduction.
La biomassa solitamente utilizzata per questo tipo di processo ? costituita da cippato di legno o altra materia organica, ad esempio derivante dal trattamento dei rifiuti. The biomass usually used for this type of process? consisting of wood chips or other organic matter, for example deriving from waste treatment.
I processi termochimici avvengono a temperature elevate (superiori a 700?-800?) ed in presenza di un agente gassificante, solitamente aria, in percentuale sottostechiometrica. The thermochemical processes take place at high temperatures (higher than 700? -800?) And in the presence of a gasifying agent, usually air, in an understoichiometric percentage.
In particolare, nella fase di ossidazione si possono raggiungere temperature di circa 1100?C o superiori. In particular, in the oxidation phase it is possible to reach temperatures of about 1100 ° C or higher.
La biomassa, in queste condizioni, ? sottoposta ad una degradazione termica per cui i legami chimici a catena lunga vengono scissi in molecole pi? semplici e la biomassa stessa viene trasformata in prodotti risultanti di vario tipo, gassosi, liquidi e solidi. The biomass, in these conditions,? subjected to a thermal degradation for which the long-chain chemical bonds are split into molecules pi? simple and the biomass itself is transformed into resulting products of various types, gaseous, liquid and solid.
I prodotti gassosi ottenibili dipendono dal tipo di agente gassificante e costituiscono la miscela gassosa combustibile chiamata syngas. The gaseous products obtainable depend on the type of gasifying agent and constitute the combustible gaseous mixture called syngas.
Nel caso di aria si ha anidride carbonica, metano, monossido di carbonio, azoto, idrogeno ed altre molecole gassose. In the case of air there is carbon dioxide, methane, carbon monoxide, nitrogen, hydrogen and other gaseous molecules.
I prodotti solidi, comunemente chiamati ?char?, sono materiale che non ha reagito durante i processi termochimici e che si ritrova alla fine dei processi sotto forma di ceneri e altre particelle solide. Solid products, commonly called? Char ?, are material that has not reacted during the thermochemical processes and is found at the end of the processes in the form of ash and other solid particles.
Le ceneri e le particelle solide aventi dimensioni superiori a circa 10 pm precipitano e sono facilmente asportabili, mentre le particelle con dimensioni inferiori, comunemente chiamate ?polverino? o ?pulviscolo?, vengono trascinate via dal syngas e si ritrovano in esso. The ash and solid particles having dimensions greater than about 10 pm precipitate and are easily removable, while the particles with smaller dimensions, commonly called? Dust? or? dust ?, are carried away by the syngas and find themselves in it.
I processi termochimici di cui sopra sono normalmente realizzati in un apposito reattore, cio? in un contenitore atto ad essere riempito almeno parzialmente con la biomassa da trasformare in syngas. The above thermochemical processes are normally carried out in a special reactor, that is? in a container suitable to be filled at least partially with the biomass to be transformed into syngas.
Fornendo una sufficiente quantit? di calore, all?interno del reattore si instaura un gradiente di temperatura che consente lo sviluppo delle reazioni termochimiche necessarie alla degradazione chimica della biomassa e quindi si realizzano le condizioni favorevoli per le varie fasi del processo di gassificazione. By providing a sufficient quantity? of heat, a temperature gradient is established inside the reactor which allows the development of the thermochemical reactions necessary for the chemical degradation of the biomass and therefore the favorable conditions are created for the various phases of the gasification process.
Il gradiente di temperatura si autosostiene nel tempo e le reazioni continuano fintanto che viene fornita biomassa e comburente. The temperature gradient is self-sustaining over time and the reactions continue as long as biomass and oxidizer are supplied.
La biomassa presente nel reattore subisce progressivamente la degradazione termochimica via via che, per effetto delle operazioni di carico e scarico, passa dalla porzione superiore del reattore a quella inferiore. The biomass present in the reactor progressively undergoes thermochemical degradation as, due to the loading and unloading operations, it passes from the upper portion of the reactor to the lower one.
Idealmente, le quattro fasi in cui pu? essere suddiviso il processo di gassificazione possono essere identificate in quattro diverse zone all? interno del reattore. Ideally, the four stages in which it can? be divided the gasification process can be identified in four different areas all? inside the reactor.
La fase di essiccamento avviene nella porzione superiore del reattore, a temperature che arrivano fino a circa 250?C. The drying phase takes place in the upper portion of the reactor, at temperatures up to about 250 ° C.
La fase di pirolisi avviene nella porzione immediatamente sottostante con temperature che arrivano fino ad un intervallo di circa di circa 250?C e 600?C. The pyrolysis phase takes place in the portion immediately below with temperatures reaching an interval of approximately 250 ° C and 600 ° C.
La fase di ossidazione avviene nella porzione sottostante, dove solitamente il reattore si ristringe formando una strozzatura, con le temperature che arrivano anche oltre 1100?C. The oxidation phase takes place in the underlying portion, where the reactor usually shrinks forming a bottleneck, with temperatures reaching even over 1100 ° C.
L?ultima fase di riduzione, invece, avviene nella porzione pi? in basso, inizia a temperature comprese in un intervallo tra circa 800?C e 1100?C e, essendo endotermica, arriva a temperature di circa 600?C o inferiori. The last phase of reduction, on the other hand, takes place in the larger portion? below, it begins at temperatures in the range of about 800 ° C to 1100 ° C and, being endothermic, reaches temperatures of about 600 ° C or lower.
Nei reattori noti, ad esempio di tipo ?equicorrente?, nella porzione dove avviene la fase di ossidazione sono presenti degli ugelli per rimmissione dell?agente gassificante (aria). In known reactors, for example of the? Co-current? Type, in the portion where the oxidation step takes place there are nozzles for the discharge of the gasifying agent (air).
I reattori in equicorrente, inoltre, sono inferiormente aperti, in modo da consentire il passaggio del syngas dalla porzione dove avviene la riduzione. Furthermore, the co-current reactors are open at the bottom, so as to allow the passage of the syngas from the portion where the reduction takes place.
Altri tipi di reattori noti, come ad esempio i reattori di tipo ?controcorrente?, sono del tutto analoghi a quelli ?equicorrente?, pur differenziandosi da essi per il verso di percorrenza con cui il syngas viene estratto rispetto al verso di percorrenza con cui la biomassa viene immessa nel reattore. Other known types of reactors, such as the? Countercurrent? Type reactors, are completely similar to the? biomass is fed into the reactor.
Nei reattori controcorrente, infatti, il gas attraversa il letto di biomassa in verso contrario rispetto al verso di avanzamento della biomassa stessa nel reattore. In counter-current reactors, in fact, the gas crosses the biomass bed in the opposite direction with respect to the direction of advance of the biomass itself in the reactor.
In ogni caso, ? nota l?esigenza di far fronte agli inconvenienti legati alle elevate temperature che si raggiungono all? interno del reattore, specialmente nella porzione dove avviene l?ossidazione. In any case, ? note the need to cope with the drawbacks linked to the high temperatures that are reached at the? inside the reactor, especially in the portion where oxidation takes place.
In particolare, occorre far fronte all?effetto che le alte temperature hanno sulle pareti definenti il reattore stesso. In particular, it is necessary to face the effect that the high temperatures have on the walls defining the reactor itself.
A tali temperature, infatti, la resistenza meccanica e all?ossidazione di alcuni materiali con cui vengono realizzati i reattori, come ad esempio gli acciai commerciali, si riduce sensibilmente, rendendo di fatto inutilizzabile questo tipo di materiali per la realizzazione dell?involucro. In fact, at such temperatures, the mechanical and oxidation resistance of some materials with which the reactors are made, such as commercial steels, is significantly reduced, making this type of material unusable for the construction of the casing.
In alternativa agli acciai commerciali ? noto utilizzare materiali refrattari di tipo ceramico, resistenti alle alte temperature. As an alternative to commercial steels? it is known to use ceramic refractory materials, resistant to high temperatures.
Anche in questo caso, per?, ci sono degli inconvenienti legati sia agli elevati costi di questo tipo di materiali, sia alla loro scarsa resistenza alle variazioni di temperatura, con queste che rendono il materiale pi? fragile. Quest?ultimo inconveniente ? particolarmente evidente quando il reattore necessita di frequenti cicli di accensione spegnimento del reattore o di semplici operazioni di manutenzione. Also in this case, however, there are some drawbacks linked both to the high costs of this type of materials, and to their poor resistance to temperature variations, with these making the material more effective. fragile. This last drawback? particularly evident when the reactor requires frequent on-off cycles of the reactor or simple maintenance operations.
Il compito principale della presente invenzione ? quello di escogitare un reattore per impianti di gassificazione che consenta di abbassare la temperatura delle pareti del reattore. The main task of the present invention? that of devising a reactor for gasification plants that allows the temperature of the reactor walls to be lowered.
Uno scopo della presente invenzione ? quello di escogitare un reattore per impianti di gassificazione che, a parit? di isolamento termico, consenta di ridurre le dispersione termiche verso l?estemo. A purpose of the present invention? that of devising a reactor for gasification plants which, at par? of thermal insulation, allows to reduce the thermal dispersion towards the outside.
Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di escogitare un reattore per impianti di gassificazione che consenta di aumentare l?efficienza termica. A further purpose of the present invention? that of devising a reactor for gasification plants that allows to increase the thermal efficiency.
Altro scopo del presente trovato ? quello di escogitare un impianto di gassificazione che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell?ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto. Another purpose of the present invention? that of devising a gasification plant which allows to overcome the aforementioned drawbacks of the prior art within the ambit of a simple, rational, easy and effective use and low cost solution.
Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente impianto di gassificazione avente le caratteristiche di rivendicazione 1. The above objects are achieved by the present gasification plant having the characteristics of claim 1.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un impianto di gassificazione, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui: la figura 1 ? una vista assonometrica del reattore secondo il trovato; Other characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a gasification plant, illustrated by way of indication, but not of limitation, in the accompanying drawings in which: Figure 1? an axonometric view of the reactor according to the invention;
la figura 2 ? una vista parzialmente in esploso del reattore secondo il trovato; figure 2? a partially exploded view of the reactor according to the invention;
la figura 3 ? una vista in sezione del reattore secondo il trovato. figure 3? a sectional view of the reactor according to the invention.
Con particolare riferimento a tali figure, si ? indicato globalmente con 1 un reattore per impianti di gassificazione. With particular reference to these figures, yes? 1 generally indicates a reactor for gasification plants.
Il reattore 1 comprende un primo corpo contenitore 2 atto ad essere riempito almeno parzialmente con biomassa da gassificare per ottenere gas di sintesi (syngas). The reactor 1 comprises a first container body 2 able to be filled at least partially with biomass to be gasified to obtain synthesis gas (syngas).
Il primo corpo contenitore 2 ? provvisto di una porzione superiore 3 atta a ricevere la biomassa in ingresso. The first container body 2? provided with an upper portion 3 suitable for receiving the incoming biomass.
Nella presente trattazione, con i termini ?superiore?, ?inferiore?, ?superiormente?, ?inferiormente? e simili si fa riferimento alla soluzione, comunemente adottata, di posizionare il reattore in modo che il suo asse principale sia in posizione verticale. In the present discussion, with the terms? Superior ?,? Inferior ?,? Superiorly ?,? Inferiorly? and the like, reference is made to the commonly adopted solution of positioning the reactor so that its main axis is in a vertical position.
La porzione superiore 3 ? la porzione in cui si raggiungono temperature e condizioni tali da consentire lo sviluppo della fase di essiccazione e parte della fase di pirolisi. The upper portion 3? the portion in which temperatures and conditions are reached such as to allow the development of the drying phase and part of the pyrolysis phase.
Utilmente, la porzione superiore 3 ? provvista di un ingresso 4 destinato ad essere collegato a sistemi di trasferimento come, ad esempio, tramogge, coclee, pistoni, ecc., atte a inserire la biomassa nel reattore stesso. Helpfully, the upper portion 3? provided with an inlet 4 intended to be connected to transfer systems such as, for example, hoppers, augers, pistons, etc., suitable for inserting the biomass into the reactor itself.
Nella presente forma di realizzazione, l?ingresso 4 ? contornato da mezzi di attacco 5 destinati a realizzare il collegamento tra il reattore 1 e i sistemi di trasferimento sopra citati. In the present embodiment, the input 4? surrounded by attachment means 5 intended to make the connection between the reactor 1 and the transfer systems mentioned above.
Il primo corpo contenitore 2, inoltre, comprende una porzione centrale 6. La porzione centrale 6 ? la porzione del primo corpo contenitore 2 atta ad ospitare una fase di ossidazione della biomassa. The first container body 2 also comprises a central portion 6. The central portion 6? the portion of the first container body 2 suitable for hosting a biomass oxidation step.
Nella porzione centrale 6, infatti, si realizzano condizioni tali da consentire il proseguimento della fase di pirolisi, ma, soprattutto, tali da garantire lo sviluppo della combustione vera e propria della biomassa, con il raggiungimento di temperature medie di circa 800 ?C. In the central portion 6, in fact, conditions are created that allow the pyrolysis phase to continue, but, above all, such as to guarantee the development of the actual combustion of the biomass, with the achievement of average temperatures of about 800 ° C.
E? in questa porzione che viene immesso l?agente gassificante 7, solitamente aria, ma non si esclude l?utilizzo di altri agenti quali ossigeno puro o vapore, in proporzioni sottostechiometriche per dar luogo alla fase di ossidazione che completa la trasformazione di biomassa in gas di sintesi 8. AND? in this portion that the gasifying agent 7 is introduced, usually air, but the use of other agents such as pure oxygen or steam is not excluded, in substoichiometric proportions to give rise to the oxidation phase which completes the transformation of biomass into gas summary 8.
A tale scopo, in corrispondenza della porzione centrale 6 sono realizzati dei fori 9 per l?immissione dell?agente gassificante 7. For this purpose, holes 9 are made in correspondence with the central portion 6 for the introduction of the gasifying agent 7.
Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure i fori 9 sono realizzati alla stessa quota ed equidistanziati tra loro per garantire un?immissione di agente gassificante 7 quanto pi? possibile omogenea. In the embodiment illustrated in the figures, the holes 9 are made at the same height and equidistant from each other to ensure an injection of gasifying agent 7 as much as possible. possible homogeneous.
In questo modo non si creano all? interno della porzione centrale 6 zone con differenti condizioni di temperatura e ossigenazione tali da diminuire l?efficienza del processo di gassificazione. In this way, all? inside of the central portion 6 zones with different temperature and oxygenation conditions such as to decrease the efficiency of the gasification process.
Vantaggiosamente, la porzione centrale 6 comprende un tratto superiore 6a di conformazione sostanzialmente cilindrica, avente un?estremit? superiore raccordata alla porzione superiore 3, ed un tratto inferiore 6b sostanzialmente conformato a tronco di cono rovesciato e associato al tratto superiore 6a. Advantageously, the central portion 6 comprises an upper portion 6a of substantially cylindrical conformation, having one end? upper portion connected to the upper portion 3, and a lower portion 6b substantially shaped like an inverted truncated cone and associated with the upper portion 6a.
Nella presente trattazione, per tronco di cono ?rovesciato? si intende la configurazione in cui la sezione del tronco di cono avente dimensioni maggiori ? disposta superiormente alla sezione avente dimensioni minori. In the present discussion, by truncated cone? Inverted? we mean the configuration in which the section of the truncated cone having larger dimensions? arranged above the section having smaller dimensions.
Come illustrato nelle figure, la superficie esterna della porzione centrale 6 ? liscia, ma non si escludono soluzioni alternative in cui, ed esempio, su tale superficie siano realizzate delle alette di scambio o altri dispositivi atti ad aumentare la superficie di scambio termico della porzione centrale stessa. As illustrated in the figures, the outer surface of the central portion 6? smooth, but alternative solutions are not excluded in which, for example, exchange fins or other devices are made on this surface to increase the heat exchange surface of the central portion itself.
Il primo corpo contenitore 2, infine, comprende una porzione inferiore 10 atta a consentire la fuoriuscita della biomassa gassificata (ceneri e altro materiale inerte) e del gas di sintesi 8. Finally, the first container body 2 comprises a lower portion 10 suitable for allowing the gasified biomass (ashes and other inert material) and the synthesis gas 8 to escape.
In particolare, in corrispondenza della porzione inferiore 10 avvengono le principali reazioni di riduzione che contribuiscono alla formazione della parte combustibile del syngas (idrogeno, monossido di carbonio, ecc.). La porzione inferiore 10 ? associata alla porzione centrale 6 e, nella presente forma di realizzazione, ha anche essa una forma tronco conica, in questo caso non rovesciata, ma avente la sezione con dimensioni maggiori disposta inferiormente alla sezione con dimensioni minori. In particular, in correspondence with the lower portion 10 the main reduction reactions take place which contribute to the formation of the combustible part of the syngas (hydrogen, carbon monoxide, etc.). The lower portion 10? associated with the central portion 6 and, in the present embodiment, it also has a truncated conical shape, in this case not overturned, but having the section with larger dimensions arranged below the section with smaller dimensions.
In particolare, il tratto inferiore 6b ha un?estremit? inferiore 11 raccordata alla porzione inferiore 10. In particular, the lower section 6b has an? Extremity? lower 11 connected to the lower portion 10.
Nella presente forma di realizzazione, quindi, l?estremit? inferiore 11 coincide con la sezione di raccordo tra la porzione centrale 6 e la porzione inferiore 10. In the present embodiment, therefore, the end? lower portion 11 coincides with the connecting section between the central portion 6 and the lower portion 10.
Il primo corpo contenitore 2 illustrato nelle figure, quindi, presenta un restringimento proprio in corrispondenza dell?estremit? inferiore 11. The first container body 2 illustrated in the figures, therefore, has a narrowing precisely in correspondence with the extremity. lower 11.
L?estremit? inferiore 11, a causa del suo posizionamento, ? sottoposta a temperature molto elevate e ha minor superficie da utilizzare per smaltire calore in eccesso. The end lower 11, due to its positioning,? subjected to very high temperatures and has less surface to use to dispose of excess heat.
Per questo motivo risulta essere la parte del primo corpo contenitore 2 maggiormente suscettibile a usura e stress termico. For this reason it is the part of the first container body 2 which is most susceptible to wear and thermal stress.
Il reattore 1, inoltre, prevede un secondo corpo contenitore 12 comprendente interamente il primo corpo contenitore 2. The reactor 1, moreover, provides a second container body 12 entirely comprising the first container body 2.
In particolare, il secondo corpo contenitore 12 ? associato al primo corpo contenitore 2 in corrispondenza della porzione superiore 3 ed ? provvisto di almeno una luce 13 atta a consentire l?ingresso dell?agente gassificante nel secondo corpo contenitore stesso. In particular, the second container body 12? associated with the first container body 2 in correspondence with the upper portion 3 and? provided with at least one port 13 suitable for allowing the entry of the gasifying agent into the second container body itself.
Nella presente forma di realizzazione ? presente una luce 13, ma non si escludono soluzioni alternative in cui il secondo corpo contenitore 12 comprende un diverso numero di luci 13. In the present embodiment? a port 13 is present, but alternative solutions are not excluded in which the second container body 12 comprises a different number of ports 13.
Inoltre, come illustrato nelle figure, ? presente anche una luce ausiliaria 13a atta a consentire anche essa P ingresso dell?agente gassificante nel reattore 1. Also, as illustrated in the figures,? there is also an auxiliary port 13a suitable for allowing the gasifying agent to enter the reactor 1 as well.
Non si escludono soluzioni differenti in cui, ad esempio, la luce 13 ? chiusa e l?ingresso dell?agente gassificante avviene solo tramite la luce 13a. Are not different solutions excluded in which, for example, light 13? closed and the entry of the gasifying agent takes place only through the light 13a.
11 secondo corpo contenitore 12 ha una forma sostanzialmente cilindrica e, in corrispondenza della base superiore, ? provvisto di un coperchio 12a conformato a corona circolare con un centro aperto e sovrapponibile all?ingresso 4. The second container body 12 has a substantially cylindrical shape and, at the upper base,? provided with a lid 12a shaped like a circular crown with an open center that can be superimposed on inlet 4.
In corrispondenza della base inferiore, invece, il secondo corpo contenitore 12 presenta mezzi di aggancio 14 ad una struttura di sostegno 15 atta a sostenere in quota lo stesso corpo contenitore. In correspondence with the lower base, on the other hand, the second container body 12 has means 14 for hooking it to a support structure 15 capable of supporting the container body at a height.
Sempre in corrispondenza della base inferiore, il secondo corpo contenitore 12 comprende una zona di scarico 16. Still in correspondence with the lower base, the second container body 12 comprises a discharge area 16.
Quest?ultima ? disposta inferiormente al primo corpo contenitore 2 ed ? atta ad accumulare la biomassa gassificata, cio? ceneri e altro materiale derivante dai processi termochimici di gassificazione, uscente dal primo corpo contenitore stesso. The latter? arranged below the first container body 2 and? suitable to accumulate the gasified biomass, that is? ashes and other material deriving from the thermochemical processes of gasification, coming out of the first container body itself.
Secondo il trovato, il reattore 1 comprende un involucro ausiliario 17 che circonda almeno in parte la porzione centrale 6. According to the invention, the reactor 1 comprises an auxiliary casing 17 which at least partially surrounds the central portion 6.
In particolare, l?involucro ausiliario 17 ? fissato alla porzione centrale superiormente ai fori 9 ed ? provvisto di un?apertura 18 ricavata inferiormente ai fori 9 in modo da veicolare l?agente gassificante 7 attorno alla porzione centrale 6. In particular, the auxiliary casing 17? fixed to the central portion above the holes 9 and? provided with an opening 18 obtained below the holes 9 so as to convey the gasifying agent 7 around the central portion 6.
Nella presente forma di attuazione, l?involucro ausiliario 17 consente di far passare l?agente gassificante 7 dal secondo corpo contenitore 12 ai fori 9 in modo che la porzione centrale 6 possa essere lambita dall?agente gassificante stesso. In the present embodiment, the auxiliary casing 17 allows the gasifying agent 7 to pass from the second container body 12 to the holes 9 so that the central portion 6 can be lapped by the gasifying agent itself.
L?involucro ausiliario 17, infatti, definisce uno spazio tra la porzione centrale 6 e l?involucro stesso, chiuso superiormente da una parete 17a sostanzialmente orizzontale ed accessibile mediante l?apertura 18. The auxiliary casing 17, in fact, defines a space between the central portion 6 and the casing itself, closed at the top by a substantially horizontal wall 17a and accessible through the opening 18.
L?agente gassificante 7 pu? passare, quindi, dal secondo corpo contenitore 12 ai fori 9 attraverso l?apertura 18 e lambendo la porzione centrale 6. The gasifying agent 7 can? then pass from the second container body 12 to the holes 9 through the opening 18 and skirting the central portion 6.
Nella presente forma di attuazione, l?involucro ausiliario 17 circonda interamente la porzione centrale 6 in modo da avvolgerla completamente. In particolare, l?involucro ausiliario 17 comprende una sezione superiore 17a di conformazione sostanzialmente cilindrica che circonda il tratto superiore 6a. In the present embodiment, the auxiliary casing 17 entirely surrounds the central portion 6 so as to completely envelop it. In particular, the auxiliary casing 17 comprises an upper section 17a of substantially cylindrical shape which surrounds the upper section 6a.
L?involucro ausiliario 17, inoltre, comprende una sezione inferiore 17b sostanzialmente conformata a tronco di cono rovesciato che circonda il tratto inferiore 6b della porzione centrale 6. The auxiliary casing 17 also comprises a lower section 17b substantially shaped like an inverted truncated cone that surrounds the lower portion 6b of the central portion 6.
L?apertura 18 ? definita in corrispondenza della base della sezione inferiore 17b cos? da veicolare il passaggio dell?agente gassificante 7 in prossimit? dell?estremit? inferiore 1 1. The opening 18? defined at the base of the lower section 17b cos? to convey the passage of the gasifying agent 7 in the vicinity? of the extremity lower 1 1.
In questo modo, l?agente gassificante 7 pu? lambire l?intera porzione centrale 6, operando di fatto uno scambio di calore che consente il raffreddamento della porzione centrale stessa e soprattutto dell?estremit? inferiore 11 che, come detto, ? quella maggiormente suscettibile a usura e stress termico. In this way, the gasifying agent 7 can? lick the entire central portion 6, effectively operating a heat exchange that allows the cooling of the central portion itself and above all of the extremity? lower 11 which, as mentioned,? the one most susceptible to wear and thermal stress.
Per poter ottimizzare lo scambio d? calore tra l?agente gassificante 7 e il primo corpo contenitore 2, almeno una delle luci 13 ? disposta ad una quota superiore rispetto all?apertura 18. In order to optimize the exchange d? heat between the gasifying agent 7 and the first container body 2, at least one of the ports 13? arranged at a higher level than opening 18.
In questo modo, l?agente gassificante 7 entra nel secondo corpo contenitore 12 dall?alto, passa attorno all?involucro ausiliario 17 e poi, infilandosi nel l?apertura 18, risale verso i fori 9. In this way, the gasifying agent 7 enters the second container body 12 from above, passes around the auxiliary casing 17 and then, slipping into the opening 18, goes up towards the holes 9.
Non si escludono soluzioni differenti in cui, ad esempio, la luce 13 ? disposta ad una quota differente e l?aria ? comunque veicolata all?involucro ausiliario 17 grazie alla disposizione degli elementi interni al reattore stesso. Are not different solutions excluded in which, for example, light 13? arranged at a different altitude and the air? in any case conveyed to the auxiliary casing 17 thanks to the arrangement of the elements inside the reactor itself.
Sempre con riferimento alla forma di realizzazione illustrata nelle figure, nel secondo corpo contenitore 12 ? alloggiato un setto divisorio 21 associato esternamente al primo corpo contenitore 2 in corrispondenza della estremit? inferiore 11. Again with reference to the embodiment illustrated in the figures, in the second container body 12? housed a dividing partition 21 associated externally with the first container body 2 at the end? lower 11.
Il setto divisorio 21 di fatto impedisce all?agente gassificante 7 di lambire la porzione inferiore 10, favorendo il convogliamento dell?agente stesso verso l?apertura 18. The dividing baffle 21 actually prevents the gasifying agent 7 from licking the lower portion 10, favoring the conveyance of the agent itself towards the opening 18.
Vantaggiosamente, nel secondo corpo contenitore 12 sono alloggiati due setti divisori 21 distanziati tra loro a formare un?intercapedine di isolamento termico. Advantageously, in the second container body 12 there are two dividing baffles 21 spaced apart to form a thermal insulation gap.
Come illustrato nelle figure, i due setti divisori 21 sono disposti parallelamente e in modo da creare un?intercapedine tale da isolare termicamente la porzioni del reattore 1 separate dagli stessi elementi divisori. As illustrated in the figures, the two dividing baffles 21 are arranged parallel and so as to create an interspace such as to thermally insulate the portions of the reactor 1 separated by the dividing elements themselves.
L?intercapedine di cui sopra ? preferibilmente riempita con aria, ma non si esclude l?uso di materiali isolanti come, ad esempio, lana di roccia o simili. Oltre ai corpi contenitori sopra descritti, il reattore 1 comprende una camera di convogliamento 19 alloggiata nel secondo corpo contenitore 12 ed associata alla porzione inferiore 10 del primo corpo contenitore 2. The interspace above? preferably filled with air, but the use of insulating materials such as, for example, rock wool or the like is not excluded. In addition to the container bodies described above, the reactor 1 comprises a conveying chamber 19 housed in the second container body 12 and associated with the lower portion 10 of the first container body 2.
Tale camera ? atta a raccogliere il gas di sintesi 8 in uscita dal primo corpo contenitore 2 per convogliarlo all?estemo del reattore 1, ad esempio verso unit? di filtraggio atte a depurare il gas dalle impurit? e/o verso elementi utilizzatori come motori a combustione interna o altre utenze. Such a room? able to collect the synthesis gas 8 coming out of the first container body 2 to convey it outside the reactor 1, for example towards unit? filtering suitable to purify the gas from impurities? and / or towards user elements such as internal combustion engines or other users.
La camera di convogliamento 19 presenta almeno un condotto di convogliamento 20 uscente da una delle luci 13 o da altro punto ed atto ad allontanare in uscita il gas di sintesi 8 dal reattore 1. The conveying chamber 19 has at least one conveying duct 20 exiting from one of the ports 13 or from another point and adapted to remove the synthesis gas 8 from the reactor 1 at the outlet.
In particolare il condotto di convogliamento 20 ? uscente dal secondo corpo contenitore 12 attraverso la suddetta luce 13. In particular the conveying duct 20? outgoing from the second container body 12 through the aforementioned opening 13.
Come illustrato nelle figure, il condotto di convogliamento 20 ? un elemento tubolare di diametro inferiore alla luce 13 e tale da attraversare la luce 13 senza impedire l?ingresso dell?agente gassificante 7 nel reattore. Utilmente, la camera di convogliamento 19 comprende tanti condotti di convogliamento 20 quante sono le luci 13 presenti nel secondo corpo contenitore 12. As illustrated in the figures, the conveying duct 20? a tubular element with a diameter smaller than the port 13 and such as to pass through the port 13 without preventing the entry of the gasifying agent 7 into the reactor. Conveniently, the conveying chamber 19 comprises as many conveying ducts 20 as there are ports 13 present in the second container body 12.
Nella presente forma di realizzazione, la camera di convogliamento 19 ha la forma di un cilindro con sezione a corona circolare ed ? disposta nel reattore 1 interposta tra il primo corpo contenitore 2 e d il secondo corpo contenitore 12. In the present embodiment, the conveying chamber 19 has the shape of a cylinder with a circular crown section and? arranged in the reactor 1 interposed between the first container body 2 and the second container body 12.
La base della camera di convogliamento 19 ? fissata alla porzione inferiore 10 del primo corpo contenitore 2 impedendo al gas di sintesi 8 di espandersi all? interno del secondo corpo contenitore 12 e convogliandolo verso ? esterno. The base of the conveying chamber 19? fixed to the lower portion 10 of the first container body 2 preventing the synthesis gas 8 from expanding thereafter. inside the second container body 12 and conveying it towards? external.
La base della camera di convogliamento 19 ? raccordata alla porzione inferiore 10 in modo da definire un volume 22 attorno al primo corpo contenitore 2 che, nella presente forma di realizzazione, ? chiuso superiormente dal setto divisorio 21. The base of the conveying chamber 19? connected to the lower portion 10 so as to define a volume 22 around the first container body 2 which, in the present embodiment,? closed at the top by the partition 21.
Utilmente, questo volume 22 pu? essere riempito con del materiale, ad esempio sabbia o altro materiale siliceo, atto ad aumentare l?inerzia termica della porzione inferiore 10. Usefully, this volume 22 can? be filled with material, for example sand or other siliceous material, designed to increase the thermal inertia of the lower portion 10.
In questo modo ? possibile aumentare l?inerzia termica mantenendo pi? costante la temperatura della superficie della porzione inferiore 10 ed evitare, quindi, picchi di temperatura che possono compromettere il corretto svolgimento delle reazioni di gassificazione. So ? possible to increase the thermal inertia while maintaining more? constant the temperature of the surface of the lower portion 10 and thus avoid temperature peaks which can compromise the correct carrying out of the gasification reactions.
11 funzionamento della presente invenzione ? il seguente. How does the present invention work? the following.
L?agente gassificante 7 entra attraverso le luci 13 e viene convogliato verso i fori 9. The gasifying agent 7 enters through the ports 13 and is conveyed towards the holes 9.
In particolare, nel secondo corpo contenitore 12 procede attraverso l?apertura 18 lambendo l?estremit? inferiore 11 e la porzione centrale 6. Cos? facendo, l?agente gassificante 7 sottrae calore a tali elementi e quindi opera un raffreddamento utile a preservare gli stessi dallo stress termico. Entrando attraverso i fori 9, l?agente gassificante contribuisce a realizzare la gassificazione della biomassa presente nel primo corpo contenitore 2. Qui si forma il gas di sintesi 8 che, aspirato o spinto, procede attraverso la porzione inferiore 10 e, quindi, entra nella camera di convogliamento 19. Qui ? convogliato iuori dal reattore 1 attraverso i condotti di convogliamento 20. In particular, in the second container body 12 it proceeds through the opening 18, licking the extremity. lower 11 and the central portion 6. What? by doing so, the gasifying agent 7 removes heat from these elements and therefore operates a cooling which is useful for preserving them from thermal stress. Entering through the holes 9, the gasifying agent helps to carry out the gasification of the biomass present in the first container body 2. Here the synthesis gas 8 is formed which, sucked or pushed, proceeds through the lower portion 10 and, therefore, enters the conveying chamber 19. Here? conveyed out of the reactor 1 through the conveying ducts 20.
Si ? in pratica constatato come l?invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che il reattore per impianti di gassificazione escogitato consente di abbassare la temperatura delle pareti pi? calde del reattore. Yup ? in practice, it has been observed that the described invention achieves the proposed aims and in particular it is emphasized that the reactor for gasification plants devised allows the temperature of the walls to be lowered to a greater extent. hot parts of the reactor.
In particolare, la conformazione e la disposizione dell?involucro ausiliario fa s? che l?aria in ingresso sottragga calore proprio alle parti del reattore maggiormente esposte alle alte temperature. In particular, the conformation and arrangement of the auxiliary casing makes s? that the incoming air removes heat from the parts of the reactor most exposed to high temperatures.
In questo modo ? possibile costruire il reattore con materiali meno costosi e pi? facilmente reperibili sul mercato come, ad esempio, gli acciai commerciali. So ? Is it possible to build the reactor with cheaper and more expensive materials? easily available on the market such as, for example, commercial steels.
Il reattore escogitato, inoltre, grazie alPeffetto schermante dell?involucro ausiliario e del secondo corpo contenitore, consente di ridurre le dispersione termiche verso l?esterno. The reactor devised, moreover, thanks to the shielding effect of the auxiliary casing and of the second container body, allows to reduce the thermal dispersion towards the outside.
Tale soluzione, infine, consente di aumentare l?efficienza del reattore. Finally, this solution allows to increase the efficiency of the reactor.
L?agente gassificante, infatti, prima di entrare nel primo contenitore subisce un preriscaldamento. In fact, before entering the first container, the gasifying agent undergoes a preheating.
Questo consente di abbattere la quantit? di calore da fornire al reattore stesso per mantenere le condizioni utili ai processi termochimici per la trasformazione della biomassa in gas di sintesi. This allows you to reduce the quantity? of heat to be supplied to the reactor itself to maintain the conditions useful for the thermochemical processes for the transformation of biomass into synthesis gas.
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