JP2018002793A - Gasification of wood - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method capable of largely gasifying also a woody component generated by the uncombustion upon gasification of a wood.SOLUTION: Provided is a device where the material to be gasified is fed to the upper region of a gasifier 1, oxygen in the form of air is fed to the central region, and gasification is performed in the stationary reactor of the lower region in which a production gas is draw out from the lowermost region of the gasifier 1 via a product gas line 6 and is introduced into the lower region of a high temperature gas filter 2, solid matters such as grains, ash and foreign matters are separated at a filter cartridge 7, a pure gas is exhausted via a pure gas line 8, and the bottom part region of the high temperature filter 2 is provided with a discharge part 10 for exhausting the remaining solid matters. Oxygen in the form of air is fed to a space between the filter bottom part 13 of the high temperature gas filter 2 and the discharge part 10 via a line 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、請求項1の上位概念及び請求項3の上位概念及び国際公開第95/24591号パンフレット(特許文献1)に相当する木質又はその他の炭素含有材料をガス化する装置及び方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for gasifying wood or other carbon-containing materials corresponding to the superordinate concept of claim 1 and the superordinate concept of claim 3 and WO 95/24591 (Patent Document 1).

この文献は、複合サイクル発電プラントのための流動床を開示しており、反応器が二次空気の供給とその反応器内において異なる高さで開口している三次空気供給を有することが提供されている。   This document discloses a fluidized bed for a combined cycle power plant where it is provided that the reactor has a secondary air supply and a tertiary air supply that opens at different heights within the reactor. ing.

米国特許出願公開第2008/0127824 A1号明細書(特許文献2)は、窒素−空気混合物を用いて行われる酸素の供給によって未燃焼物質が燃焼される、石炭ガス化プラントの再生フィルターを開示している。   US Patent Application Publication No. 2008/0127824 A1 discloses a regeneration filter for a coal gasification plant in which unburned material is combusted by the supply of oxygen performed using a nitrogen-air mixture. ing.

それに類似して、米国特許第6,077,490号明細書(特許文献3)は、二つフィルターカートリッジの利用を企図している。   Analogously, US Pat. No. 6,077,490 (Patent Document 3) contemplates the use of two filter cartridges.

従来技術に対して、一般に、次のことが実行できる:
木質は、化学的に三つの主要成分から構成されている:
−セルロース
−ヘミセルロース
−リグニン
−残部
In contrast to the prior art, in general:
Wood is chemically composed of three main components:
-Cellulose-hemicellulose-lignin-balance

セルロース
全ての木質の植物の主成分は、約50%のセルロースから構成されている。セルロースは、いくつかのグルコース単位からなる鎖状構造の分子である。セルロースの本来の構成成分は、セロビオース、二糖類である。
Cellulose The main component of all woody plants is composed of about 50% cellulose. Cellulose is a chain-structured molecule composed of several glucose units. The original components of cellulose are cellobiose and disaccharides.

ヘミセルロース
ヘミセルロースは高分子の炭水化物からなり、その構成成分は、ペントース及びヘキソースから構成される。ヘミセルロースは、セルロースと同様に多糖類である。
Hemicellulose Hemicellulose is composed of high molecular carbohydrates, and its constituent components are composed of pentose and hexose. Hemicellulose is a polysaccharide similar to cellulose.

リグニン
木質の第三の成分は、そのマッスに基づいて約25〜30%が、フェニルプロパン単位からなるポリマーであるリグニンである。
Lignin The third component of wood is lignin, which is a polymer consisting of about 25-30% phenylpropane units based on its mass.

残部
セルロース、ヘミセルロース、そしてリグニンの他に、木質中には脂肪、樹脂、テルペン、色素及びタンニン並びに鉱物成分が存在する。
The balance In addition to cellulose, hemicellulose, and lignin, there are fats, resins, terpenes, pigments and tannins, and mineral components in the wood.

元素組成
木質の分子式:
6.14.2 (1.2)
比較の家庭用砂糖:
122211 (2.2)
Elemental composition Woody molecular formula:
C 6.1 H 9 O 4.2 (1.2)
Comparison household sugar:
C 12 H 22 O 11 (2.2)

Figure 2018002793
Figure 2018002793

熱−化学的変換
熱−化学的な仕上げ工程(ガス化)により、固体のバイオエネルギー源は、第一のラインにおいて、熱の流入下でガス状の第二のエネルギー源に変換される。ガス化の際、バイオマスは高温で可能な限り完全に可燃性ガス(すなわち、いわゆる合成ガス)に変換される。そのために、そのプロセスに当量未満の酸素含有ガス化剤(空気)が供給され、それによって、バイオマス中に含有される炭素を一酸化炭素に変換できる。同時に、投入した材料の部分的な燃焼によって必要なプロセス熱が提供さるため、ガス化プロセスをいつでも起こすことができる(自己熱ガス化)。発生する低カロリーガスは、バナーに熱を供給するために、そして、エンジン又はガスタービンにおいて流体の流れを発生させるために使用される。
Thermo-chemical conversion Through a thermo-chemical finishing process (gasification), a solid bioenergy source is converted in a first line into a gaseous second energy source under heat flow. During gasification, biomass is converted to combustible gas (ie, so-called synthesis gas) as completely as possible at high temperatures. To that end, less than an equivalent oxygen-containing gasifying agent (air) is supplied to the process, thereby converting the carbon contained in the biomass into carbon monoxide. At the same time, the gasification process can take place at any time (autothermal gasification) because the necessary process heat is provided by partial combustion of the input material. The generated low calorie gas is used to supply heat to the banner and to generate a fluid flow in the engine or gas turbine.

直流の固定床ガス化
この種類のガス化の場合、固形物粒子(木質)は、ガス流によって移動しない。燃料は、床の形態のキャブレターを通って移動する。ガス化の残滓は、キャブレターの下部領域に受容される。燃料及びガスは、同じ経路を進む。
DC fixed bed gasification In this type of gasification, solid particles (wood) do not move with the gas flow. The fuel travels through a carburetor in the form of a floor. The gasification residue is received in the lower region of the carburetor. Fuel and gas follow the same path.

加熱及び乾燥
第一の相は、木質が外側から内部までゆっくり加熱されることを特徴とする。遊離する水は、水蒸気の形態で送られる。このプロセスは、吸熱性である(エネルギーを要する)。
Heating and drying The first phase is characterized in that the wood is slowly heated from outside to inside. The liberated water is sent in the form of water vapor. This process is endothermic (requires energy).

脱気及び熱分解(Pyrolyse)
熱分解相又は熱分解ゾーンにおける温度は、200℃〜400℃で移動する。この温度において、酸素(O2)及び水素(H2)は脱気される。前章で述べたように、木質の構成成分はこの相でガス化される。熱分解の際、セルロース及びヘミセルロースから、二酸化炭素(CO2)及び一酸化炭素(CO)並びに酢酸(CH3COOH)、アセトン(C3H6O)、フェノール(C6H5OH)及び水(H2O)が生じる。その熱分解の際に生じた長鎖の炭化水素はタールと呼ばれる。
Degassing and thermal decomposition (Pyrolyse)
The temperature in the pyrolysis phase or pyrolysis zone moves from 200 ° C to 400 ° C. At this temperature, oxygen (O2) and hydrogen (H2) are degassed. As mentioned in the previous chapter, the woody components are gasified in this phase. During pyrolysis, cellulose and hemicellulose produce carbon dioxide (CO2) and carbon monoxide (CO) as well as acetic acid (CH3COOH), acetone (C3H6O), phenol (C6H5OH) and water (H2O). The long-chain hydrocarbon generated during the thermal decomposition is called tar.

リグニンの熱分解の際、メタノール(CH3OH)及び芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン(C6H6))が生じる。   During pyrolysis of lignin, methanol (CH3OH) and aromatic hydrocarbons (eg, benzene (C6H6)) are produced.

その熱分解の固形物として、木炭が生じる。   Charcoal is produced as the pyrolysis solid.

酸化
乾燥、熱分解及び還元に必要なエネルギーは、このゾーンで形成される。炭素及び水素はエネルギー供給下で燃焼する(吸熱)。このゾーンでは、650℃〜1100℃で温度が移動し、そして、CO、HO及びCHが生じる(以下を参照。符号なし)が生じる。
The energy required for oxidative drying, pyrolysis and reduction is formed in this zone. Carbon and hydrogen burn with energy supply (endothermic). In this zone, the temperature moves from 650 ° C. to 1100 ° C., and CO 2 , H 2 O and CH 4 are produced (see below, unsigned).

Figure 2018002793
Figure 2018002793

還元
還元ゾーンでは、燃焼ガスの発生が可能である。この場合、固体の炭素の本来のガス化が起こる。この還元ゾーンでは、その前の過程の酸化で生じた中間生成物であるCO2及びH2Oが、赤く燃える木炭に還元される。その際に、CO、H2及び高級炭化水素が発生する。これは、約1100〜650℃で行われる。
Reduction In the reduction zone, combustion gas can be generated. In this case, the original gasification of solid carbon occurs. In this reduction zone, CO2 and H2O, which are intermediate products generated by the oxidation in the previous process, are reduced to charcoal that burns red. At that time, CO, H 2 and higher hydrocarbons are generated. This is done at about 1100-650 ° C.

その還元は、優勢な温度に依存して進行する。その際、水素と炭素のメタンへの変換は400℃〜600℃で急激に減少する。1000℃を越える温度の場合、メタンはもはや形成されない。Boudouard反応は高温で達成され、一酸化炭素の良好な収率が得られる。この反応は比較的ゆっくり進行する。   The reduction proceeds depending on the prevailing temperature. At that time, the conversion of hydrogen and carbon to methane rapidly decreases between 400 ° C and 600 ° C. At temperatures above 1000 ° C., methane is no longer formed. The Boudouard reaction is achieved at high temperatures and good yields of carbon monoxide are obtained. This reaction proceeds relatively slowly.

COの生成と高級炭化水素の生成との間で、温度依存性とは逆の傾向がある。さらに、水素の生成は、メタン形成のために後退する。二つの成分は、熱の価値を高める。高い水素含有量は、エンジンのノッキング問題を高める。アンチノックのメタンは良好な燃料ガスであるが、高いメタン含有量がもたらすガスの生成に対して、そのガスが高い含有量のタールを有する事態を招く。   There is a tendency opposite to temperature dependence between the production of CO and the production of higher hydrocarbons. Furthermore, the production of hydrogen recedes due to methane formation. Two ingredients increase the value of heat. High hydrogen content increases engine knock problems. Anti-knock methane is a good fuel gas, but for the production of gas resulting from a high methane content, the gas has a high content of tar.

ガス化プロセスの過程
最初に、熱供給により木質が加熱され、そして、その際に、ガス化物質中に存在する水が蒸発する。必要とされる熱量は、その際に生じる炭化ガスの部分燃焼と、炭素及び水素の酸化によって発生する。
Process of the gasification process First, the wood is heated by the heat supply, and at this time, the water present in the gasification material evaporates. The amount of heat required is generated by the partial combustion of the carbonized gas and the oxidation of carbon and hydrogen.

そのようにして得られた木炭は、炭素、一酸化炭素、二酸化炭素及び水の酸化及び還元のための反応面として利用される。ここで、木炭を小さくする、すなわち、その粒子の表面積を大きくすることで、反応速度が高まる。   The charcoal thus obtained is used as a reaction surface for the oxidation and reduction of carbon, carbon monoxide, carbon dioxide and water. Here, the reaction rate is increased by reducing the charcoal, that is, by increasing the surface area of the particles.

ここで、反応ゾーンを全体として見ると、還元及び酸化を同時に進行させなければならないことは明らかである。木炭による二酸化炭素の還元が吸熱的であるため、温度は、下部から上部に向かって低下し、それによって反応が次第に静まっていく。還元ゾーンと酸化ゾーンとの間には明確な境界はない。   Here, when the reaction zone is viewed as a whole, it is clear that the reduction and oxidation must proceed simultaneously. Since the reduction of carbon dioxide by charcoal is endothermic, the temperature decreases from the bottom to the top, thereby gradually quenching the reaction. There is no clear boundary between the reduction zone and the oxidation zone.

その酸化ゾーンにおいて、炭素の燃焼によりCOになると推測される。というのも、該ゾーンにおける1000〜1300℃の支配的な高い温度では、COの耐性がもはや与えられないからである。 In the oxidation zone, it is presumed that it becomes CO 2 by combustion of carbon. This is because the dominant high temperature of 1000-1300 ° C. in the zone no longer provides CO 2 tolerance.

その後、一酸化炭素の一部は酸素の存在下に燃焼してCOになるべきである。しかしながら、これは高い温度なので安定ではなく、赤く燃える炭素においてCOに還元される。酸素が完全に使い果たされる場合、COはそれ以上燃焼せず、その濃度において、低くなり続ける温度にもかかわらず安定したままである。しかしながら、それについて結局考慮すれば、最初にCOが存在するため、この場合でもまた還元反応から開始することを考慮しなければならない。 Thereafter, a portion of the carbon monoxide should be CO 2 in the combustion in the presence of oxygen. However, it is not stable at high temperatures and is reduced to CO in red burning carbon. When the oxygen is completely exhausted, the CO does not burn any more and remains stable in that concentration despite the temperature becoming lower. However, if one considers it after all, it must be taken into account that CO 2 is initially present, so that in this case too, it must be started from the reduction reaction.

上述の過程から明らかなように、可燃性及び不燃性のガスからの混合物のガス化により、該混合物は次のように分解される:   As is evident from the above process, by gasification of the mixture from flammable and non-flammable gases, the mixture is decomposed as follows:

1.可燃性ガス:
・一酸化炭素 CO
・水素 H
・メタン CH
・高分子量炭化水素化合物
1. Flammable gas:
・ Carbon monoxide CO
・ Hydrogen H 2
・ Methane CH 4
・ High molecular weight hydrocarbon compounds

2.不燃性ガス:
・二酸化炭素 CO
・窒素 N
・水蒸気 H
・少量の酸素 O
2. Incombustible gas:
・ Carbon dioxide CO 2
・ Nitrogen N 2
・ Water vapor H 2 O
・ A small amount of oxygen O 2

Figure 2018002793
Figure 2018002793

プロセスの実施、滞留時間、温度及び燃料の種類、粒度及び湿度は、木質ガスの組成に影響を及ぼす。典型的に、木質のための加熱量は、3.5〜5.5MJ/m3の規模にあり、そのため、木質ガスはリーンガスである。   Process performance, residence time, temperature and fuel type, particle size and humidity affect the composition of the woody gas. Typically, the amount of heating for wood is on the scale of 3.5 to 5.5 MJ / m3, so the wood gas is lean gas.

国際公開第95/24591号パンフレットInternational Publication No. 95/24591 Pamphlet

出発材料の5〜10重量%が、灰分としてではあるが、主としてガス化されない木質残滓として存在しており、かつ、適切に処分されなければならないため、経済的にも生態学的にもその点に関心が持たれており、これは、従来技術による木質のガス化時の未燃焼により発生する木質成分も同様に、可能な限り大部分がガス化されるべきである。このことは、本発明の課題でもある。   5-10% by weight of the starting material is present as wood residue, which is mainly ash, but not gasified, and must be disposed of properly, which is economically and ecologically relevant. This means that the wood component generated by unburned wood gasification according to the prior art should be gasified as much as possible. This is also the subject of the present invention.

本発明は、請求項1の特徴部分に示された特徴を有する装置及び請求項3の特徴部分に示された特徴を有する方法によってこの課題を解決する。言い換えると:ガス発生器の底部領域においてガス化されずに付随的に生じた木炭を、少なくともその大部分を、ガス流体流により下流に設けられた高温ガスフィルターへ移送する。これは、かつてより周知のバルク輸送時と同様に、圧気輸送の技術により、流体流の速度を適切に選択することによって遂行できる。高温ガスフィルターでは、木炭、並びに炭塵及びそれに伴う灰分が、好ましくはフィルターカートリッジであるフィルターの表面で分離される。フィルターにおける圧力損失に依存して、フィルターカートリッジに、酸素(大抵は、空気の形態)が可能な限り激しく上流に向かって導入され、それによって、そのフィルターカートリッジでは、フィルターケークが割れて飛散し、そして圧力上昇及び温度により有利に働き、第二のガス化工程が行われ、それによって、もたらされた木炭又は微粉炭のはるかに圧倒的な部分がガス化される。依然としてガス化されていない部分は、フィルターの下方部分に−またもや、好ましくは空気の形態で−供給される酸素によって最終的にガス化される。事前に不明な場合に装置の構造及び装置の操作を容易に決定するのが容易なプロセスパラメータに依存して、鉱物灰分への木質ガス化は、本質的に完全に遂行することができる。   The present invention solves this problem by a device having the features indicated in the characterizing part of claim 1 and a method having the features indicated in the characterizing part of claim 3. In other words: charcoal, which is incidentally produced without being gasified in the bottom region of the gas generator, is transferred at least in large part to a hot gas filter provided downstream by a gas fluid stream. This can be accomplished by appropriately selecting the fluid flow rate by means of pneumatic transport techniques, as in the more well-known bulk transport. In a hot gas filter, charcoal, and coal dust and accompanying ash are separated on the surface of the filter, which is preferably a filter cartridge. Depending on the pressure loss in the filter, oxygen (usually in the form of air) is introduced into the filter cartridge as violently as possible upstream, so that the filter cake breaks and scatters in the filter cartridge, It then favors pressure rise and temperature, and a second gasification step is performed, whereby a much overwhelming part of the resulting charcoal or pulverized coal is gasified. The part that is not yet gasified is finally gasified by oxygen supplied to the lower part of the filter—again, preferably in the form of air. Depending on the process parameters, which are easy to determine the structure of the device and the operation of the device when unknown in advance, the wood gasification to mineral ash can be carried out essentially completely.

図1は、本発明の装置を概略的に示している。FIG. 1 schematically shows the device of the present invention.

唯一の図からなる図面において、本発明の装置は、単に概略的に示されている。その場合、図上の構成要素のうち本発明とは文脈において因果関係のないものは省略した。特に、多数の計測器、制御機器及び遮断機器、操舵機、使用者のためのベアリング、乾燥手段、最終的な生成物ガス精製及び変換などの装置の上流及び下流の部材は、木質ガス化の装置の分野の当業者には周知であり、更なる説明は、本発明に関連して必要ではない。   In the drawing consisting of only one figure, the device according to the invention is represented schematically only. In that case, components that are not causal in context with the present invention are omitted from the components in the figure. In particular, the upstream and downstream components of equipment such as numerous instruments, control and shut-off equipment, steering gear, user bearings, drying means, final product gas purification and conversion are Those skilled in the field of equipment are well-known and no further description is necessary in connection with the present invention.

本発明の装置は、本発明に不可欠な要素及び部材−計測器等がない場合でさえ−この単一の図に概略的に示されている。これらは、本質的に次を有する:ガス化器1及び高温ガスフィルター2。木質チップ、木質ペレット、石炭などは、図示しない貯蔵バンカーから、供給3を介してガス化器1にその頭部から適切に供給され、そして、従来技術から知られているそれらにおいて、冒頭に述べた、乾燥、膨潤、酸化及び還元の工程を経て、その際、符号4で示す下部領域において、ライン及び分配器5を介して空気が適切に供給される。典型的な、木質ガス化器は均質な流体流で駆動する固定床を備える。その下部領域では、酸化後に還元が行われ、そして未燃焼部分及び灰分が生成物ガスと共に、ライン6を介してガス化器の底部領域において引き抜かれ、そして、高温ガスフィルター2の中央領域に導入される。   The device of the present invention is schematically illustrated in this single view-even in the absence of the elements and components essential to the present invention--such as instruments. These essentially have: a gasifier 1 and a hot gas filter 2. Wood chips, wood pellets, coal, etc. are appropriately supplied from the head to the gasifier 1 via a supply 3 from a storage bunker not shown and are described at the beginning in those known from the prior art. In addition, through the steps of drying, swelling, oxidation and reduction, air is appropriately supplied through the line and distributor 5 in the lower region indicated by reference numeral 4. A typical wood gasifier has a fixed bed that is driven by a homogeneous fluid flow. In its lower region, reduction takes place after oxidation and unburned parts and ash are withdrawn together with the product gas in the bottom region of the gasifier via line 6 and introduced into the central region of the hot gas filter 2 Is done.

高温ガスフィルター2のこの下部領域では、フィルター底部13から下方に向かってフィルターカートリッジ7が突出している。フィルターカートリッジは、ある特定の状況下において十分である場合でさえ、連続運転のために、必須ではないが、少なくとも二つのそのようなフィルターカートリッジ7を設けるのが有利である。フィルターカートリッジを介して、生成ガスが通過して集まり、高温ガスフィルター2の上部領域中へ到達し、ここで、純粋ガスと呼ばれる生成物が純粋ガスライン8を介して引き抜かれ、そしてさらなる加工又は使用に供給される。   In this lower region of the hot gas filter 2, the filter cartridge 7 projects downward from the filter bottom 13. Although filter cartridges are not essential for continuous operation, even if they are sufficient under certain circumstances, it is advantageous to provide at least two such filter cartridges 7. Through the filter cartridge, the product gas passes and collects and reaches into the upper region of the hot gas filter 2, where a product called pure gas is withdrawn via the pure gas line 8 and is further processed or Supplied for use.

フィルターカートリッジ7は、加圧空気供給器9に調節可能に接続されており、これらは、過圧下のそれらの純粋ガス面上を、該加圧空気供給を使って断続的に設定するのに使用でき、それにより、それらの粗製ガス面上に蓄積したフィルターケーをばらばらにして少なくとも部分的にガス化させることができる。高温ガスフィルター2の下部領域には、ガス化されなかった成分のための取り出し部10及び対応する灰分容器11が設けられる。   The filter cartridges 7 are adjustably connected to a pressurized air supply 9, which is used to set intermittently on their pure gas surfaces under overpressure using the pressurized air supply. It is possible to separate and at least partially gasify the filter cases accumulated on these crude gas surfaces. In the lower region of the high-temperature gas filter 2, a take-out part 10 for the components not gasified and a corresponding ash container 11 are provided.

本発明によれば、今や、ライン12を介して例えば、空気の形態で、場合によっては加熱及び/又は乾燥した酸素が、フィルター底部13の下半分の領域(例えば、フィルターカートリッジの下端部)に供給され、それによって、高温ガスフィルター2の粗製ガス領域において、依然としてガス化されていない木質成分の極めて完全なガス化がさらに進行する。   In accordance with the present invention, now heated oxygen and / or dried oxygen, for example in the form of air, is sent via line 12 to the lower half area of the filter bottom 13 (for example the lower end of the filter cartridge). As a result, in the crude gas region of the hot gas filter 2 a very complete gasification of the wood components which have not yet been gasified proceeds further.

このように、木質の依然としてガス化されていない部分は、本質的に鉱物の灰分に還元することができ、これは、環境のためにも、また、経済的な観点においても非常に注目すべき効果をもたらす:従来技術においては、投入された燃料の5〜10重量%がガス化できず、そして、それ故、適切な廃棄物処理が必要である;本発明によって、その割合が、投入された燃料の1重量%未満に抑えられ、それにより、90%〜95%の収率が本発明によって99%に増大し、それに加えて、それまでに発生していた廃棄物の10〜20%に低減される!対照的に、それと比較して、ライン6への輸送を強化するための無視できるほどの超過費用及び反応空気を、ライン12を介して高温ガスフィルター2に吹き込むための費用も決定的に重要ではない。   Thus, the still non-gasified part of the wood can be reduced to essentially mineral ash, which is very noteworthy both for the environment and for economic reasons. In effect, in the prior art, 5-10% by weight of the input fuel cannot be gasified, and therefore proper waste disposal is necessary; The yield of 90% to 95% is increased to 99% by the present invention in addition to 10% to 20% of the waste generated so far. Reduced to! In contrast, the negligible excess costs for enhancing the transport to line 6 and the costs for blowing the reaction air into the hot gas filter 2 via line 12 are also critically important. Absent.

本発明は、図示した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。したがって、大型の装置の場合、保守の場合においてさえ連続運転が達成できるよう、いくつかのガス化器及び/又はいくつかの高温ガスフィルターを適切に互いに組合せることができる。出発材料の性質及び生成物流へのフィードバックの可能性に依存して、増やされたラインにおいてさえ重過ぎる木質成分のためのガス化器に、そのような部分のための、後に該ガス化器にフィードバックさせるか又は廃棄させる排出装置を設けることが可能である。   The present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications are possible. Thus, for large equipment, several gasifiers and / or several hot gas filters can be appropriately combined with one another so that continuous operation can be achieved even in the case of maintenance. Depending on the nature of the starting material and the possibility of feedback to the product stream, to the gasifier for wood components that are too heavy even in the increased line, to the gasifier for such parts later It is possible to provide a discharge device that can be fed back or discarded.

本発明は、高温ガスフィルターにおいて反応だけが妨害されないか、又はフィルター過程の他の実施形態に妨害されない限り、本発明の方法又は装置を異なる別の形態と組み合わせることができる。   The present invention allows the method or apparatus of the present invention to be combined with different alternatives, so long as the reaction is not hindered in the hot gas filter or is not disturbed by other embodiments of the filter process.

第二のガス化工程を高温ガスフィルターで遂行することによって、そこの状態条件は、材料を変更又は適合させることが必要になるようには本質的に変更されることがないため、従来の高温ガスフィルターの場合に当業者が想定する全ての部品及び材料が使用できる。   By performing the second gasification step with a hot gas filter, the state conditions therein are not essentially changed as required to change or adapt the material, so that In the case of a gas filter, all parts and materials envisioned by those skilled in the art can be used.

供給ライン12のノズル又はその他の開口部が高温ガスフィルター2中へ進入する高さは、フィルターカートリッジ7が存在する場合、その下端が適切である。そこでは、フィルターケークが割れて飛散する場合、全材料が集まり、問題のない運転の間と同様に、依然としてガス化されていない材料も同様に集まる。過圧及び体積流量のような運転パラメーターは、いくつかの実験によって容易に決定される。種々異なる材料がガス化され、それが、特定の状況下で有利な場合、個別に、又はグループで供給できるノズルが、様々な高さで設けられる。   The height at which the nozzle or other opening of the supply line 12 enters the hot gas filter 2 is appropriate at the lower end when the filter cartridge 7 is present. There, when the filter cake breaks and scatters, all the material collects, as well as during the operation without problems, as well as the material that is not yet gasified. Operating parameters such as overpressure and volume flow are easily determined by several experiments. If different materials are gasified and it is advantageous under certain circumstances, nozzles are provided at various heights that can be supplied individually or in groups.

また、ノズルを斜めに配置することによって、特別な流体流パターンが得られ、それによって、ガス化がさらに進行する。   Also, by arranging the nozzles diagonally, a special fluid flow pattern is obtained, thereby further gasification.

要約すると、本発明は炭化水素含有材料、特に木質を、ガス化器1によりガス化するための装置であり、該ガス化器に、その上部領域中にガス化すべき材料を供給し、そして、大抵空気の形態の酸素が該ガス化器の中央領域に供給され、そして、該ガス化器の下部領域中では、固定床中で該材料の大部分がガス化され、その際、該ガス化器1の下部領域から生成ガスが生成ガスライン6を介して引き抜かれ、そして、高温ガスフィルター2の下部領域中へ導入され、そこでは、好ましくはフィルターカートリッジ7を備えたフィルターを介して供給され、ガス化されなかった粒子、灰分及び異物のような固形物が分離される一方で、純粋ガスがそこを通って到達し、そして、純粋ガスライン8を介して輸送され、その際、該高温ガスフィルター2の底部領域中に残存する固形物を排除するために、これを取り出し部10が設けられる、と言える。その際、該高温ガスフィルター2には、その中央高さの領域に、フィルター底部13と取り出し部10との間でライン12を介して、好ましくは空気の形態の酸素が供給される。   In summary, the present invention is an apparatus for gasifying a hydrocarbon-containing material, in particular wood, by means of the gasifier 1, which is supplied with the material to be gasified in its upper region, and Oxygen, usually in the form of air, is supplied to the central region of the gasifier, and in the lower region of the gasifier, most of the material is gasified in a fixed bed, with the gasification Product gas is withdrawn from the lower region of the vessel 1 via the product gas line 6 and introduced into the lower region of the hot gas filter 2, where it is preferably fed via a filter with a filter cartridge 7. Solids such as ungasified particles, ash and foreign matter are separated, while pure gas arrives there and is transported via the pure gas line 8, where the high temperature Gas filter To eliminate solids remaining in the second base region, which was taken out portion 10 is provided, and said. At that time, the hot gas filter 2 is supplied with oxygen, preferably in the form of air, via the line 12 between the filter bottom 13 and the take-out part 10 in the central height region.

本発明は、炭化水素含有材料、特に、木質を、ガス化器1及びその生成物流における下流にある高温ガスフィルター2により、ガス化する方法にも関し、その際、生成物流における該フィルターの前に、該高温ガスフィルター2に、好ましくは空気の形態の酸素が供給され、そしてそれにより、さらなるガス化過程が行われる。   The invention also relates to a method for gasifying a hydrocarbon-containing material, in particular wood, by means of a gasifier 1 and a hot gas filter 2 downstream in the product stream, in which the front of the filter in the product stream. In addition, the hot gas filter 2 is supplied with oxygen, preferably in the form of air, so that further gasification processes are carried out.

材料に関する“大部分”という語は、50重量%超、好ましくは80重量%超、特に好ましくは95重量%超を意味し;、リアクター、フィルター、構造物又は装置、又は、より一般的には対象物の“下方の領域”は、全体の高さの下半分、特に下の4分の1を意味し、“最下部領域”という語は、下から4分の1、特には、もっと小さい部分を意味し;そして、“中心領域”という語は、全体の高さの中央の3分の1を意味する。これらの指標の全ては、“上”、“下”、“前”、“後ろ”等も同様に、それらが一般的に有する意味であり、その意図した位置で観察された対象物に適用されることに留意すべきである。   The term “major” in relation to a material means more than 50% by weight, preferably more than 80% by weight, particularly preferably more than 95% by weight; a reactor, filter, structure or device, or more generally The “lower area” of the object means the lower half of the overall height, especially the lower quarter, and the term “bottom area” is the lower quarter, especially smaller. Means the part; and the term “central region” means the middle third of the total height. All of these indicators are also commonly used to mean “top”, “bottom”, “front”, “back”, etc. and apply to objects observed at their intended location. It should be noted that.

“本質的に”という語は、本明細書及び特許請求の範囲において、物理的に可能な場合に、所与の値から10%の逸脱であること、そして、それが下向きと上向きの両方があり、そうでない場合にのみ意味のある方向で区切られる。   The term “essentially” is used herein and in the claims to be a 10% deviation from a given value, where physically possible, and that both downward and upward are Yes, only in the other case is it separated by a meaningful direction.

01 キャブレター
02 ホットエアフィルター
03 フィーダー
04 取付部品
05 分配器
06 生成物ライン
07 フィルターカートリッジ
08 純粋ガスライン
09 加圧空気供給器
10 取り出し部
11 灰分容器
12 供給ライン
13 フィルター底部
01 Carburetor 02 Hot air filter 03 Feeder 04 Mounting part 05 Distributor 06 Product line 07 Filter cartridge 08 Pure gas line 09 Pressurized air supply 10 Extraction part 11 Ash container 12 Supply line 13 Filter bottom part

Claims (3)

炭素含有材料、特に、木質をガス化するためのガス化器(1)を備えた装置であり、該ガス化器の上部領域中へガス化する材料が、そして、その中央領域に、大抵は空気の形態で酸素が供給され、そして、その下部領域において固定床リアクター中で大部分がガス化される、該装置であり、その際、該ガス化器(1)の最下部領域から、生成物ガスライン(6)を介して生成ガスが引き抜かれ、高温ガスフィルター(2)の下部領域中へ導入され、そこへは、好ましくはフィルターカートリッジ(7)を備えたフィルターを介して供給され、ガス化されなかった粒子、灰及び異物のような固形物が分離される一方で、清浄なガスはそれを通過して清浄ガスライン(8)を介して排出され、その際、残留する固形物を排出するために該ホットガスフィルター(2)の底部領域に取り出し部(10)が設けられている、該装置であって、
該高温ガスフィルター(2)のフィルター底部(13)と、取り出し部(10)との間の、該フィルターの中間の高さ領域に、ライン(12)を介して好ましくは空気の形態で酸素が供給されることを特徴とする、上記の装置。
A device comprising a gasifier (1) for gasifying carbon-containing materials, in particular wood, where the material gasifying into the upper region of the gasifier and in its central region, mostly A device in which oxygen is supplied in the form of air and in the lower region is mostly gasified in a fixed bed reactor, with the production from the lowermost region of the gasifier (1) The product gas is withdrawn via the product gas line (6) and introduced into the lower region of the hot gas filter (2), which is preferably fed via a filter with a filter cartridge (7), Solids such as particles, ash and foreign matter that have not been gasified are separated, while clean gas passes through it and is discharged through the clean gas line (8), with the remaining solids The hot gas to discharge Filter pickup section in the bottom region of (2) (10) are provided, a said device,
In the middle height region of the filter between the filter bottom (13) of the hot gas filter (2) and the extraction part (10), oxygen is preferably introduced in the form of air via a line (12). A device as described above, characterized in that it is supplied.
前記生成物ライン(6)における移動(Zug)が、例えば、ブロワーにより、ガス化器中でガス化しなかった粒子を、本質的に、高温ガスフィルター(2)中へ一緒に伴って移動するように強化されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。   Movement (Zug) in the product line (6) essentially causes particles that have not been gasified in the gasifier, for example by a blower, to move together with the hot gas filter (2). The device according to claim 1, wherein the device is strengthened. ガス化器(1)及びその生成物流の下流の高温ガスフィルター(2)を用いて炭素含有材料、特に、木質をガス化する方法であって、前記フィルターの前の生成物流中の高温ガスフィルター(2)に、好ましくは空気の形態で酸素が供給され、そしてそれにより、さらなるガス化過程が行われることを特徴とする、上記の方法。   A method for gasifying a carbon-containing material, in particular wood, using a gasifier (1) and a high-temperature gas filter (2) downstream of the product stream, wherein the high-temperature gas filter in the product stream before the filter Process as described above, characterized in that (2) is supplied with oxygen, preferably in the form of air, and thereby undergoes a further gasification process.
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