ITTO20120348A1 - Dispositivo post-combustore e procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche. - Google Patents

Dispositivo post-combustore e procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche. Download PDF

Info

Publication number
ITTO20120348A1
ITTO20120348A1 IT000348A ITTO20120348A ITTO20120348A1 IT TO20120348 A1 ITTO20120348 A1 IT TO20120348A1 IT 000348 A IT000348 A IT 000348A IT TO20120348 A ITTO20120348 A IT TO20120348A IT TO20120348 A1 ITTO20120348 A1 IT TO20120348A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
tar
gases
gasification chamber
gasification
combustible gases
Prior art date
Application number
IT000348A
Other languages
English (en)
Inventor
Giancarlo Baldi
Davide Fissore
Enrico Maria Grieco
Original Assignee
Fenergia S R L
Torino Politecnico
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 Fenergia S R L, Torino Politecnico filed Critical Fenergia S R L
Priority to IT000348A priority Critical patent/ITTO20120348A1/it
Publication of ITTO20120348A1 publication Critical patent/ITTO20120348A1/it
Priority to EP13001835.1A priority patent/EP2653526B1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/52—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/16—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/16—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids
    • C10K1/18—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids hydrocarbon oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C10K3/003—Reducing the tar content
    • C10K3/008—Reducing the tar content by cracking
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Description

Descrizione dell’Invenzione Industriale avente per titolo:
“DISPOSITIVO POST-COMBUSTORE E PROCEDIMENTO DI ELIMINAZIONE DEL TAR E GASSIFICAZIONE DEL RESIDUO CARBONIOSO PROVENIENTI DA PIROLISI DI SOSTANZE ORGANICHEâ€
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo post-combustore e ad un procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche.
Come noto, la pirolisi à ̈ un processo di decomposizione termochimica di sostanze organiche, quali per esempio biomasse, generato all’interno di reattori quali i pirolizzatori ed ottenuto mediante l’applicazione di calore, e in completa assenza di un agente ossidante, normalmente ossigeno, per attuare una omolisi termicamente indotta: in tali condizioni, la sostanza organica subisce la scissione dei legami chimici originari con formazione di molecole più semplici. In particolare, la pirolisi di una sostanza organica produce:
- gas, costituito da CO, CO2, H2, CH4ed altri idrocarburi leggeri C2-C4;
- tar, costituito da composti medio-alto bollenti, convenzionalmente aventi temperatura di ebollizione a pressione atmosferica superiore o uguale a quella del benzene, che alla temperatura di pirolisi si presentano allo stato gassoso mentre a temperatura ambiente condensano dando luogo ad un liquido catramoso;
- residuo carbonioso o char, costituito da una matrice carboniosa varia che resta come prodotto finale solido alla temperatura di pirolisi.
Il quantitativo percentuale e la costituzione dei tre suddetti prodotti varia al variare della sostanza che si pirolizza; comunque il tar e il residuo carbonioso rappresentano facilmente, in certi casi, il 70-85% della massa originale secca. L’utilizzo del prodotto gassoso per fini energetici e/o chimici (per esempio per la produzione di metanolo) richiede la purificazione dello stesso dal tar, in quanto questo dà origine a depositi catramosi che con il tempo impediscono la conduzione del processo; nell’uso chimico, facilmente avvelenano pure eventuali catalizzatori usati nel processo di trasformazione. La purificazione del gas dal tar richiesta per un uso energetico e/o chimico à ̈ piuttosto spinta (fino a 0,5 g/Nm<3>): essa à ̈ attuata solitamente per condensazione a bassa temperatura ed eliminazione del condensato attraverso lavaggio con acqua, con problemi finali di trattamento dell’acqua da smaltire. Recentemente si à ̈ introdotto il lavaggio con oli minerali e vegetali, che provvedono sia a condensare sia a scogliere il tar. Trattamenti di eliminazione del tar per via di cracking catalitico sono in fase di studio, ma lontani ancora dall’avere una applicazione commerciale in quanto il tar avvelena il catalizzatore molto facilmente ed in modo irreversibile.
Il residuo carbonioso viene solitamente usato come combustibile per semplice combustione oppure, nel caso il prodotto rappresenti una frazione marginale del materiale avviato alla pirolisi, eliminato come rifiuto solido.
In ambedue i casi, il mancato utilizzo dell’energia contenuta nel tar e nel residuo solido carbonioso penalizza fortemente dal punto di vista energetico il processo di pirolisi.
Scopo quindi della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un dispositivo postcombustore che consente contemporaneamente l’eliminazione del tar e la gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche, permettendo una maggiore valorizzazione energetica di tali prodotti.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche che consenta una maggiore valorizzazione energetica di tali prodotti.
Inoltre, uno scopo della presente invenzione p quello di fornire un dispositivo ed un procedimento che consentano di ridurre il tar nei gas provenienti da operazioni di pirolisi e gassificazione di sostanze organiche mediante un lavaggio con oli vegetali o minerali.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un dispositivo post-combustore come quello descritto nella rivendicazione 1.
Inoltre, i suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un procedimento come quello descritto nella rivendicazione N.
Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la FIG. 1 mostra una vista secondo la linea di sezione A-A di una realizzazione preferita del dispositivo secondo la presente invenzione; e
- la FIG. 2 mostra una vista secondo la linea di sezione B-B del dispositivo della FIG. 1.
Facendo riferimento alle Figure à ̈ possibile notare che una realizzazione preferita del dispositivo post-combustore 1 secondo la presente invenzione comprende:
- almeno una camera superiore di gassificazione 3 del residuo carbonioso dotato di almeno una prima apertura 5 di ingresso di prodotti solidi e gassosi di pirolisi PSG provenienti, per esempio, da almeno un pirolizzatore (non mostrato): ovviamente, i prodotti solidi e gassosi provenienti dal pirolizzatore possono entrare con varie modalità nella camera di gassificazione 3 e si può prevedere che tale ingresso sia unico attraverso una sola prima apertura 5 o separato attraverso una pluralità di distinte prima aperture 5, in funzione sostanzialmente della geometria e dell’ingegneria del pirolizzatore; preferibilmente, il pirolizzatore à ̈ collegato a tale camera di gassificazione 3 attraverso tale apertura 5;
- almeno un bruciatore 7 atto a riscaldare, preferibilmente a fiamma diretta, i gas presenti all’interno di tale camera di gassificazione 3: ovviamente, la camera di gassificazione 3 à ̈ almeno ricoperta da materiale refrattario: preferibilmente, i gas all’interno di tale camera di gassificazione 3 sono riscaldati a fiamma diretta con il bruciatore 7 fino ad una temperatura di almeno 1000 °C;
- almeno una camera inferiore 9 di formazione di un letto di sedimentazione, di consistenza sostanzialmente granulare, del solido di combustione proveniente da tale camera di gassificazione 3, tale camera inferiore 9 essendo preferibilmente sottostante a tale camera di gassificazione 3 per favorire tale sedimentazione per gravità: preferibilmente, la camera inferiore 9 à ̈ di sezione inferiore rispetto a tale camera di gassificazione 3 e di conseguenza à ̈ raccordata a quest’ultima mediante pareti laterali 10 inclinate e convergenti;
- almeno una seconda apertura 11, preferibilmente disposta in corrispondenza di tale camera inferiore 9, di fuoriuscita di gas combustibili GC, eventualmente ancora contenenti tar, prodotti in tale letto di sedimentazione dall’attraversamento dei gas caldi provenienti da tale camera di gassificazione 3: in particolare, alla temperatura della camera di gassificazione 3, nel letto di sedimentazione attraversato dai gas caldi avvengono le reazioni di gassificazione di produzione dei gas combustibili GC, tra le quali le principali sono:
1) C O2= CO
2) CO2+ C = 2CO
3) H2O C = CO H2.
Preferibilmente, tale seconda apertura 11 Ã ̈ dotata di almeno un mezzo di filtraggio dei gas combustibili GC comprendente, per esempio, almeno una griglia 12 disposta in posizione sostanzialmente verticale;
- mezzi di purificazione (non mostrati) di tali gas combustibili GC: preferibilmente, i mezzi di purificazione comprendono almeno un depolveratore a secco;
- mezzi di lavaggio (non mostrati) di tali gas combustibili GC con olio vegetale o minerale: preferibilmente, il lavaggio dei gas combustibili GC avviene mediante tale olio in controcorrente rispetto al flusso di tali gas;
- mezzi (non mostrati) di prelevamento di tale olio vegetale o minerale utilizzato dopo il lavaggio di tali gas combustibili GC e di immissione di tale olio vegetale o minerale, ed eventualmente aria, all’interno della camera di gassificazione 3.
Le ceneri che rimangono nel dispositivo postcombustore 1 dopo le reazioni di gassificazione possono essere evacuate attraverso mezzi estrattori 13 di varia foggia (coclea, valvola stellare, ecc…) preferibilmente cooperanti con almeno un sensore che misura la differenza di pressione tra la camera di gassificazione 3 e il condotto di fuoriuscita dei gas combustibili GC attraverso la seconda apertura 11 per essere azionati in modo on-off. Si noti che i gas combustibili GC e le ceneri percorrono due vie d’uscita diverse cioà ̈, rispettivamente, attraverso la seconda apertura 11 ed i mezzi estrattori 13.
La presente invenzione riguarda inoltre un procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche, preferibilmente mediante un dispositivo post-combustore 1 come quello sopra descritto, preferibilmente posto a valle di almeno un pirolizzatore, comprendente le fasi di:
a) riscaldare, preferibilmente a fiamma diretta fino ad una temperatura di almeno 1000 °C, dei prodotti solidi e gassosi di pirolisi PSG, per esempio provenienti da tale pirolizzatore, in una atmosfera di combustione comprendente olio vegetale o minerale contenente tar ed eventualmente aria; b) fare sedimentare in un letto di sedimentazione i solidi di combustione provenienti da tale atmosfera di combustione;
c) fare attraversare tale letto di sedimentazione da gas caldi provenienti da tale atmosfera di combustione e prelevare i gas combustibili GC formatisi da tale letto;
d) purificare tali gas combustibili GC;
e) lavare tali gas combustibili GC con olio vegetale o minerale per rimuovere il tar ancora eventualmente presente in tali gas;
f) prelevare ed immettere tale olio vegetale o minerale contenente tar di lavaggio dei gas combustibili GC, ed eventualmente aria, nell’atmosfera di combustione.
Come detto, mediante il dispositivo 1 ed il procedimento secondo la presente invenzione i gas presenti nella camera superiore di gassificazione 3 sono riscaldati a fiamma diretta con almeno un bruciatore 7 preferibilmente fino almeno alla temperatura di 1000 °C. Il riscaldamento avviene ad opera dell’olio vegetale o minerale usato per il lavaggio finale dei gas di combustione per l’eliminazione pressoché totale del tar, e del tar stesso recuperato nell’olio; in caso di carenza di olio si può immettere dell’aria nella camera 3 e provocare una combustione parziale del gas stesso. Le fiamme dirette provocano moti turbolenti del gas nella camera 3 tali da uniformare la temperatura.
La presenza di fiamme libere, inoltre, provoca . . .
la presenza di radicali OH , O , CH , ecc…, che, insieme alla temperatura elevata, favoriscono il cracking del tar in molecole a peso molecolare minore. Il tempo di permanenza del gas nella camera superiore di gassificazione 3 deve essere preferibilmente almeno di 0,5 s.
Il solido di combustione cade quindi all’interno della camera 3 e si stratifica nella camera inferiore 9, formando il letto di sedimentazione granulare che viene attraversato dai gas caldi provenienti dalla camera superiore di gassificazione 3. Alla temperatura della camera 3, nel letto di solidificazione avvengono quindi le reazioni di gassificazione che, come detto, producono CO e H2: il residuo carbonioso viene trasformato quindi in gas combustibile a base di monossido di carbonio e idrogeno. Un ruolo importante gioca in queste reazioni la presenza di vapore d’acqua che viene fornito alla miscela attraverso la combustione dell’olio contenente il tar, del tar stesso ed eventualmente di parte del gas di pirolisi.
Attraversato il letto di sedimentazione, i gas combustibili GC fuoriescono dalla camera inferiore 9, eventualmente attraverso la griglia 4 che à ̈ posta in posizione verticale, e si avviano alla definitiva purificazione, preferibilmente mediante il depolveratore a secco, ed al lavaggio con olio vegetale o minerale. Il tar à ̈ infatti un composto organico che ha una affinità chimico-fisica molto elevata con gli oli sia di origine vegetale che minerale. Da prove dirette si à ̈ constatato che i prodotti catramosi provocati da pirolisi di plastiche varie sono risultati molto solubili in oli vegetali, biodiesel e diesel commerciale, arrivando a superare il 50% di solubilità per naftalene e altri composti aromatici simili a temperatura ambiente.
Controllando la temperatura di lavaggio, che deve essere preferibilmente compresa tra 40 °C e 120 °C, si può assicurare un residuo di tar nel gas dopo lavaggio inferiore a 200 mg/Nm<3>. L’olio di lavaggio esce con un contenuto di almeno il 30% in peso di tar.
Il procedimento secondo la presente invenzione à ̈ stato implementato applicando un dispositivo post-bruciatore 1 come quello sopra descritto a valle di un pirolizzatore per rifiuti plastici avente potenzialità di 200 kg/h. Il rifiuto trattato dal pirolizzatore à ̈ composto in massima parte da polietilene (90%), PET(5%) ed ABS(5%) ed il pirolizzatore produce circa 160 kg/h di idrocarburi e tar, circa 27 Nm<3>/h di gas leggeri e 8 kg/h di residuo carbonioso. La temperatura dei gas e del solido uscenti dal pirolizzatore à ̈ pari a circa 600 °C. Il dispositivo post-bruciatore 1 ha un volume di circa 0,6 m<3>, di cui 0,2 m<3>destinati alla zona di alimentazione dei prodotti di pirolisi e al collocamento dei bruciatori, 0,3 m<3>utili per lo stazionamento del gas ad alta temperatura, e 0,1 m<3>occupati dalla zona di gassificazione del residuo carbonioso. La griglia 4 ha un’altezza di 25 cm ed una sezione libera di passaggio di 0,07 m<2>.
Il gas ed il tar allo stato di vapore/nebbie sono riscaldati nella camera di gassificazione 3 mediante due bruciatori 7, il primo alimentato da 5 kg/h di oli esausti ottenuti dagli spurghi dei sistemi di lavaggio del gas, ed il secondo con il gas prodotto dall’impianto stesso (20 Nm<3>/h, con PCI di 5400 kcal/Nm<3>). I due bruciatori 7, al fine di aumentare l’efficienza del procedimento, sono alimentati con aria preriscaldata a 600 °C. Il calore generato dai suddetti bruciatori 7 porta la temperatura nel dispositivo post-bruciatore 1 a superare i 1050 °C. In tale condizione la resa di trasformazione del tar in idrocarburi leggeri, CO e H2 à ̈ maggiore del 99%. Il solido carbonioso prodotto dalla pirolisi, alimentato anch’esso al dispositivo post-bruciatore 1 si accumula nella camera inferiore 9 del dispositivo post-bruciatore 1 stesso. Tale camera 9, data dallo spazio disponibile di fronte alla griglia 12 e da quello ulteriormente occupato dal solido al di sopra di essa viene anch’essa attraversata dal gas che, grazie alla sua temperatura riesce a gassificare il residuo, raffreddandosi di circa 300 °C. Il gas combustibile all’uscita del dispositivo postbruciatore 1, composto in massima parte da CH4, C2H4, CO e azoto, ha un contenuto di tar di circa 2 g/Nm<3>, con un’efficienza di conversione del tar originario in gas leggeri prossima al 99,5 %.
I gas combustibili GC sono quindi raffreddati a 625 °C mediate recupero del loro calore sensibile per il preriscaldo dell’aria dei bruciatori 7.
Dopo gli scambiatori di preriscaldo dell’aria, i gas combustibili GC sono raffreddati mediante un quench con olio vegetale esausto, ed inviato ad una colonna di lavaggio. Il lavaggio, effettuato mediante lo stesso olio circolante per il quench, permette di raffreddare i gas fino a circa 80 °C, ridicendo il contenuto di tar a valori dell’ordine dei 100 mg/Nm<3>.
Grazie quindi al dispositivo post-combustore ed al procedimento secondo la presente invenzione, Ã ̈ possibile ottenere i seguenti importanti vantaggi:
– à ̈ possibile arrivare a valori molto bassi del tar residuo nel gas finale (< 200 mg/Nm<3>);
– il tar ancora presente à ̈ comunque privo di sostanze che possono dare depositi catramosi;
– il tar viene recuperato a livello energetico servendo a riscaldare il gas che proviene dal pirolizzatore e favorendo in tal modo sia il cracking termico del tar stesso, sia le reazioni di gassificazione del residuo solido;
– il residuo carbonioso viene gassificato in un letto di sedimentazione fisso;
– il prelevamento delle ceneri avviene sotto controllo della pressione differenziale tra la camera di gassificazione 3 e la corrente di gas uscente percorrendo vie differenziate.
Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell’invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo post-combustore (1) caratterizzato dal fatto di comprendere: - almeno una camera superiore di gassificazione (3) del residuo carbonioso dotato di almeno una prima apertura (5) di ingresso di prodotti solidi e gassosi di pirolisi (PSG); - almeno un bruciatore (7) atto a riscaldare dei gas presenti all’interno di detta camera di gassificazione (3); - almeno una camera inferiore (9) di formazione di un letto di sedimentazione del solido di combustione proveniente da detta camera di gassificazione (3); - almeno una seconda apertura (11) di fuoriuscita di gas combustibili (GC), eventualmente ancora contenenti tar, prodotti in detto letto di sedimentazione dall’attraversamento di gas caldi provenienti da detta camera di gassificazione (3); - mezzi di purificazione di detti gas combustibili (GC); - mezzi di lavaggio di detti gas combustibili (GC) con olio vegetale o minerale; - mezzi di prelevamento di detto olio vegetale o minerale utilizzato dopo il lavaggio di detti gas combustibili (GC) e di immissione di detto olio vegetale o minerale, ed eventualmente aria, all’interno di detta camera di gassificazione (3).
  2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera di gassificazione (3) Ã ̈ collegata ad almeno un pirolizzatore attraverso detta prima apertura (5).
  3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto bruciatore (7) à ̈ atto a riscaldare a fiamma diretta detti gas presenti all’interno di detta camera di gassificazione (3).
  4. 4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera inferiore (9) Ã ̈ sottostante a detta camera di gassificazione (3).
  5. 5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera inferiore (9) à ̈ di sezione inferiore rispetto a detta camera di gassificazione (3) ed à ̈ raccordata a detta camera di gassificazione (3) mediante pareti laterali (10) inclinate e convergenti.
  6. 6. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta seconda apertura (11) Ã ̈ disposta in corrispondenza di detta camera inferiore (9).
  7. 7. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta seconda apertura (11) Ã ̈ dotata di almeno un mezzo di filtraggio di detti gas combustibili (GC), detti mezzi comprendenti almeno una griglia (12) disposta in posizione sostanzialmente verticale.
  8. 8. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di purificazione comprendono almeno un depolveratore a secco.
  9. 9. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi estrattori (13) di ceneri.
  10. 10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi estrattori cooperano con almeno un sensore atto a misurare una differenza di pressione tra detta camera di gassificazione (3) ed un condotto di fuoriuscita di detti gas combustibili (GC) attraverso detta seconda apertura (11).
  11. 11. Procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: a) riscaldare dei prodotti solidi e gassosi di pirolisi (PSG) in una atmosfera di combustione comprendente olio vegetale o minerale contenente tar ed eventualmente aria; b) fare sedimentare in un letto di sedimentazione dei solidi di combustione provenienti da detta atmosfera di combustione; c) fare attraversare detto letto di sedimentazione da gas caldi provenienti da detta atmosfera di combustione e prelevare dei gas combustibili (GC) formatisi da detto letto; d) purificare detti gas combustibili (GC); e) lavare detti gas combustibili (GC) con olio vegetale o minerale per rimuovere il tar ancora eventualmente presente in detti gas; f) prelevare ed immettere detto olio vegetale o minerale contenente tar di lavaggio di detti gas combustibili (GC), ed eventualmente aria, in detta atmosfera di combustione.
  12. 12. Procedimento secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detta fase di riscaldare detti prodotti solidi e gassosi di pirolisi avviene a fiamma diretta preferibilmente fino ad una temperatura di almeno 1000 °C.
IT000348A 2012-04-18 2012-04-18 Dispositivo post-combustore e procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche. ITTO20120348A1 (it)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000348A ITTO20120348A1 (it) 2012-04-18 2012-04-18 Dispositivo post-combustore e procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche.
EP13001835.1A EP2653526B1 (en) 2012-04-18 2013-04-09 Process for removing tar and gasifying the carbon residual coming from pyrolysis of organic substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000348A ITTO20120348A1 (it) 2012-04-18 2012-04-18 Dispositivo post-combustore e procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITTO20120348A1 true ITTO20120348A1 (it) 2012-07-18

Family

ID=46584212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000348A ITTO20120348A1 (it) 2012-04-18 2012-04-18 Dispositivo post-combustore e procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche.

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2653526B1 (it)
IT (1) ITTO20120348A1 (it)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20130345A1 (it) * 2013-04-29 2013-07-29 Fenergia S R L Procedimento di depurazione di gas prodotti dalla pirolisi o gassificazione di rifiuti e/o biomasse.
CN109852432A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 中国电力科学研究院有限公司 一种热电联产系统及其控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312662A2 (en) * 2001-05-07 2003-05-21 Cirad-Foret Biomass gasification process, and apparatus, and their applications
DE102008027858A1 (de) * 2008-06-11 2009-12-17 Jörg HO Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines teerfreien Brenngases
US20100228062A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-09 G4 Insight Inc. Process and system for thermochemical conversion of biomass

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312662A2 (en) * 2001-05-07 2003-05-21 Cirad-Foret Biomass gasification process, and apparatus, and their applications
DE102008027858A1 (de) * 2008-06-11 2009-12-17 Jörg HO Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines teerfreien Brenngases
US20100228062A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-09 G4 Insight Inc. Process and system for thermochemical conversion of biomass

Also Published As

Publication number Publication date
EP2653526A1 (en) 2013-10-23
EP2653526B1 (en) 2015-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Gasification of biomass with oxygen-enriched air in a pilot scale two-stage gasifier
JP5877237B2 (ja) バイオマスから低タール合成ガスを製造する方法および装置
Guan et al. Steam catalytic gasification of municipal solid waste for producing tar-free fuel gas
Skoulou et al. Low temperature gasification of olive kernels in a 5-kW fluidized bed reactor for H2-rich producer gas
Niu et al. Oxygen gasification of municipal solid waste in a fixed-bed gasifier
RU2600373C2 (ru) Частичное окисление метана и высших углеводородов в потоках синтез-газа
Ayas et al. Hydrogen production from tea waste
MX2014015735A (es) Gasificacion de dos etapas con templado dual.
KR20110018427A (ko) 합성 가스를 생산하기 위한 방법 및 장치
CA2937445C (en) Wood gasification
ITTO20120856A1 (it) Gassificatore in continuo, in particolare per biomasse e rifiuti urbani e industriali.
ITMI20112011A1 (it) Impianto e metodo per il recupero di energia da biomasse, in particolare da biomasse vegetali
ITTO20120348A1 (it) Dispositivo post-combustore e procedimento di eliminazione del tar e gassificazione del residuo carbonioso provenienti da pirolisi di sostanze organiche.
ES2911279T3 (es) Procedimiento de gasificación con lecho fluidizado de neumáticos
JP5860469B2 (ja) 間接的加熱ガス化中にコークスを生産する方法および設備
ES2397447B1 (es) Dispositivo reactor dual de gasificación-pirólisis.
EP3126474B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von brenngas aus kohlenstoffhaltigen festen einsatzstoffen
JP2008520785A (ja) 炭質材料のガス化方法及びこの方法を実施するための装置
JP2853548B2 (ja) 縦型石炭熱分解装置
DK3067407T3 (en) Apparatus and method for gasification of carbonaceous material
KR101617392B1 (ko) 산업용 고온 개질기 및 개질 방법
US20170253817A1 (en) Method and device for the production of synthesis gas for operating an internal combustion engine
WO2021191925A1 (en) Gasification system design and process for reduction in tar formation
EP2675872A1 (de) Erzeugung von kohlenstoff und brennbaren gasen aus braunkohle
Ngamchompoo et al. QUALITY ENHANCEMENT OF PRODUCER GAS FROM CASSAVA RHIZOME USING HIGH TEMPERATURE AIRSTEAM DOWNDRAFT GASIFICATION