PROCEDIMIENTO PARA GASIFICAR MATERIALES ORGÁNICOS Y MEZCLAS DE MATERIALES.
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para la gasificación de materiales orgánicos y mezclas de materiales de acuerdo a la introducción de la reivindicación 1. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN A partir del documento US-PS 4,568,362 [1] se conoce un procedimiento para la gasificación de materiales orgánicos y mezclas de materiales, en el cual los materiales orgánicos se hacen pasar en un reactor de pirólisis, en el cual este material se pone en contacto con un medio portador de calor, en donde tiene lugar una pirólisis rápida, mediante la cual este material se convierte en producto de pirólisis, es decir gases de pirólisis con material condensable y residuos sólidos que contienen carbón. La energía calorífica necesaria para la pirólisis se produce a través de la combustión del residuo sólido que contiene carbón. Los gases de la pirólisis que contienen alquitrán se someten en una segunda zona de reacción a reacciones de termofraccionamiento y reacciones con vapor de agua, que generan un producto gaseoso con poder calorífico elevado. Mediante este procedimiento tiene lugar tanto la pirólisis como la combustión de los residuos sólidos que contienen carbón en un lecho fluidificado. En la parte superior del reactor de pirólisis y lecho fluidificado se encuentra una zona de reacción para proveer los gases de pirólisis que contienen alquitrán. El medio portador térmico se reparte conjuntamente con el residuo sólido que contiene carbón en la parte sobre la cabeza o parte superior del reactor, del reactor de pirólisis y lecho fluidificado y la porción restante sobre un conducto, el cual está dispuesto sobre el límite superior del lecho fluidificado, y se conduce al hogar u horno del lecho fluidificado. Ahí se quema el residuo sólido que contiene carbón y se calienta el medio portador de calor. El medio portador de calor calentado y la ceniza se reparten conjuntamente con el gas de salida a partir del hogar u horno del lecho fluidificado y en una mitad superior del separador de gas-material sólido del reactor de pirólisis y lecho fluidificado y la zona de reacción y se conduce a la zona de reacción del reactor de pirólisis, de la cual vuelve a caer en el lecho fluidificado del reactor de pirólisis (ciclo del medio portador de calor) . El accionamiento de este lecho fluidificado es, no obstante, muy costoso y un influjo de las reacciones de los gases de pirólisis en la zona de reacción se vuelve posible. Además, se debe poner en la zona de reacción vapor de agua altamente calentado, que presupone el empleo de agua preparada costosa.
A partir de la DE-PS 197 55 693 [2] se conoce un procedimiento para la gasificación de material orgánico y mezclas de material, en el cual el material orgánico se pone en contacto en un reactor de lecho móvil con un medio portador de calor, en donde se realiza una pirólisis rápida, en la cual se hace reaccionar una porción del material orgánico en otra porción del residuo sólido que contiene carbón en un gas de pirólisis que consiste de los componentes que forman el gas y volátiles, condensables. Después se someten al portador de calor y al coque de pirólisis a una combustión, en la cual por un lado se queman los residuos sólidos que contienen carbón, y por el otro se calienta el medio portador de calor, antes de que se realice una pirólisis. El gas de pirólisis bituminoso se vuelve a calentar luego de la adición de un medio de reacción - en el vapor de agua en general - en una segunda zona de reacción en un intercambiador de calor indirecto, que se obtiene un gas del producto con alto valor calorífico en donde el calentamiento indirecto de este intercambiador de calor se realiza a través del gas de combustión de salida bajo enfriamiento. Las cenizas separadas se enfrían y se dejan salir hacia el horno u hogar de combustión de una corriente parcial de la mezcla del portador de calor y las cenizas de los residuos sólidos que contienen carbón mecánicamente del portador de calor.
Este procedimiento muestra no obstante un aspecto, el cual hace a un dispositivo para la realización de este procedimiento costoso y caro y no sólo el accionamiento sino también la disponibilidad inconveniente pueden influir: en primer lugar se exige que el portador de calor esté en estado caliente antes de la combustión en la pirólisis, es decir, a un valor de temperatura por arriba de la temperatura de pirólisis, que se determina a 550° - 650°C. Por medio de eso se debe recurrir a la materia prima y la mecánica especialmente elementos de transportación costosos. Además se debe mezclar hasta aquí el portador de calor calentado con la ceniza, con reblandecimiento del último y con esto aparecen los problemas de adherencia. En segundo lugar se requiere el intercambiador de calor indirecto usado con base en sus condiciones de trabajo - temperaturas en ambos lados 500 -1,000°C, que por un lado las porciones constitutivas fuertemente corrosivas presentan condiciones de reducción, tanto en el gas de pirólisis como en el gas de producto también en el gas de combustión - los materiales muy costosos y en base al posible reblandecimiento de las cenizas es necesario un sistema de purificación adicional bajo las circunstancias. El peligro de la incrustación de ceniza en el intercambiador de calor se encuentra también en la operación y la configuración del horno como una limitante. Una dificultad adicional consiste en el mezclado del vapor con el gas de pirólisis: Ya sea que el vapor se sobrecaliente con un gasto alto o ya sea que se obtenga una disminución de temperatura, que pueda conducir a la condensación de alquitrán y con eso al problema de adherencia. Finalmente son imaginables situaciones en las cuales una transferencia de calor definida en el medio portador de calor calentado nuevamente en el horno no se pueden garantizar. Se teme de esta manera que el coque de pirólisis y el medio portador de calor se mezclen, de manera que por ejemplo en el caso de un horno con oxido de coque de pirólisis se queme por arriba en la capa, mientras que el medio portador de calor se enfríe con la corriente de aire del óxido desde arriba.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El objetivo de la invención consiste en un procedimiento de realización para la producción de un gas de producto con un alto valor calorífico, no diluido y que se pueda calentar, a bajo costo, en relación al equipo en disposición, en el cual se evita el uso del lecho fluidificado o el intercambiador de calor con alta temperatura en ambos lados y en el que la transferencia de calor sucede desde el horno en el medio intercambiador de calor en forma especialmente definida . Este objetivo se resuelve a través de la combinación de las características de la reivindicación 1. De forma análoga a [2] el concepto básico se ocupa del asunto, en que el procedimiento se divide en tres etapas de procedimiento que se realiza de manera sencilla. Una pirólisis rápida, la obtención de los gases de producto a partir de gases de pirólisis luego de la mezcla del vapor del proceso en las reacciones en fase gaseosa homogéneas bajo calentamiento. La producción del calor necesario para la pirólisis y las reacciones en fase gaseosa a través de la combustión de coque de pirólisis de un residuo sólido que contiene carbón. El concepto representa no obstante una consecuencia esencial, que el calor del horno se transfiere en forma definida al medio portador de calor. Se consigue, a saber, como se describe en [2], el coque de pirólisis y el medio portador de calor como mezcla en el horno, de forma que se puede calcular, que de manera ejemplar se mezcla con un óxido de combustión del medio portador de calor y el coque de pirólisis, de manera que durante la combustión el medio portador de calor no solo se calienta insuficientemente, sino que hasta se enfría a través del aire de combustión que circula desde abajo del óxido. Solamente en un horno de cocción giratorio o en un lecho fluidificado es imaginable una transferencia de calor definida, entonces se mezcla aquí de manera intensiva el material sólido sobre la acción avivante del fuego de un óxido. Por esto no entra en consideración un horno de cocción giratorio, un horno muy caro con mezclado de aire inadecuado, en tanto que no entra en consideración un lecho fluidificado del concepto antes mencionado . De acuerdo a la invención, luego del abandono del reactor de pirólisis, la mezcla se divide inmediatamente a partir del coque de pirólisis y el medio portador de calor y el coque de pirólisis se consume en el horno, mientras que el medio portador de calor se transporta a una zona de calentamiento, en el cual fluye como una capa de revestimiento en el gas de humo caliente y se define así el calentamiento. A través del logro del desacoplamiento de la combustión del coque de pirólisis por un lado y el calentamiento del medio portador por el otro, se logran dos situaciones: En una la combustión puede ajustarse al coque de pirólisis completamente para este material de combustión necesario, esto es, entran en consideración cada uno de los otros tipos de horno. En otra la zona de calentamiento del medio portador de calor puede alcanzarse en un punto arbitrario de una instalación luego que se alarga el procedimiento de acuerdo a la invención, de manera que en la posición del transporte mecánico necesario del medio portador de calor calentado a la temperatura del proceso máxima solamente el horno igualmente una sola vez de un gas de salida caliente a partir de un horno y el transporte del medio portador de calor con la temperatura del proceso inferior - de la temperatura base luego de salir del reactor de pirólisis - en la zona de calentamiento. De acuerdo a la invención se realiza la pirólisis del material orgánico en un reactor, mediante la mayor simplicidad del aparato, y una forma de accionamiento fuerte de la transferencia para el calentamiento. Secado y pirólisis obteniendo el calentamiento de la forma más efectiva. Con esto aparece en general un reactor de lecho móvil o un tambor giratorio para este objetivo en cuestión. La temperatura de pirólisis yace preferentemente en un rango entre 500 y 650°C. El tipo de separación del coque de pirólisis y el medio portador de calor dependen de las propiedades del medio portador de calor y puede realizarse de diferentes maneras. Una separación mecánica de manera ejemplar puede realizarse con un tamiz distintivo. Tiene repercusiones favorables que se pueda recurrir al material de trabajo corriente. La separación a través del filtrado en dos etapas entra entonces en consideración, cuando el medio portador de calor consiste de partículas de forma consistente dentro de un espectro de tamaño de grano propia. Con eso se retira el portador de calor como un género regular, en tanto que el coque de pirólisis se retira como un género fino o grueso. En tanto que ambas etapas de filtración están suficientemente cercanas entre sí, poco coque de pirólisis se emplea proporcionalmente en el medio portador de calor, donde no estorba por lo general. Una posibilidad adicional es el empleo de un portador de calor con propiedades magnéticas, aproximadamente esferas de acero. Esto puede dividirse con la ayuda de un imán a partir de la mezcla. Esto en efecto se caracteriza en que material o genero de protección caliente de separación magnética se puede efectuar con componentes característicos. Finalmente, se propone como posibilidad la protección con viento, cuando el medio portador de calor muestre una impermeabilidad sorprendente. Como fluido de protección se propone el aire de combustión, preferentemente en efecto en base a una protección con calentamiento de gas de humo recirculado en corriente parcial. Se trata de aclarar que en tal caso, el horno se coloca muy cerca de la etapa de separación. El horno deberá hacer uso de manera ventajosa de la fluidificación o la dispersión del material de combustión en el gas portador, como por ejemplo un horno de ciclón. Por medio de la separación del medio portador de calor y el coque de pirólisis es ahora el tipo de horno no importante. No obstante las condiciones de los alrededores se indican: Para una temperatura dada se produce de reformación el gas de humo en el extremo del horno con una temperatura dada, que pierde calor en el trayecto hacia la zona de calentamiento y la graduación del portador de calor mediante transferencia de calor en la segunda zona de reacción durante la reformación se toma en cuenta. De forma ejemplar, la temperatura de reformación consiste de 1,000°C, entonces la entrada del portador de calor en esta zona debe ser de aproximadamente 1,050°C. El correspondiente dimensionamiento de la zona de calentamiento puede alcanzar con esto 1,075°C de gas de humo caliente. Para satisfacer las perdidas en la trayectoria del horno a esta zona de calentamiento, el gas de salida debe estar a la salida del horno por ejemplo a 1100°C. De otra manera se pueden utilizar varias veces las porciones minerales del las condiciones de los alrededores determinadas de coque de pirólisis. Usando de manera básica una fundición o disminución de la ceniza no se puede excluye pero la ceniza como producto puede provocar el reblandecimiento del desagüe seco de la ceniza por el uso, por ejemplo, cuando se gasifica el estiércol de gallina y la ceniza producida se deberá usar como abono valioso de alta eficiencia. En tales casos se puede por ejemplo, efectuar la etapa de combustión con una relación no estequiométrica, en la cual primero se añade aire secundario de combustión completa y con eso se produce la temperatura necesaria. Debe mencionarse que en el caso en donde el coque de pirólisis no se emplee para producir calor del proceso, se puede emplear gas de producto. El segundo complemento esencial representado por la inclusión ahora de la segunda zona de reacción en el circuito del portador de calor. La reformación se efectúa en contacto directo con el medio portador de calor luego de las reacciones conocidas con vapor de agua, por ejemplo CnHm + n H20 nCO + (m/2 +n) H2 Por medio de eso es tolerable que se pegue el hollín formado y se pueda tolerar otro proceso de termofraccionamiento, lo que resuelve que el medio portador de calor se regenere en la superficie superior por la transferencia de calor nuevamente. La inclusión de la segunda zona de reacción en el circuito del portador de calor es un agrandamiento importante del circuito del portador de calor. El procedimiento de acuerdo a la invención abre cuando menos dos posibilidades principales de realización del ciclo del portador de calor. En referencia al portador de calor se pueden conectar la segundo zona de reacción y el reactor de pirólisis entre sí en serie o en paralelo. La ventaja esencial de la conexión en serie es la simplicidad del aparato: La zona de calentamiento, la segunda zona de reacción y el reactor de pirólisis está posicionados entre sí de forma que el medio portador de calor se mueve de arriba hacia abajo por medio de la acción de la gravedad. La pirólisis se modifica en sentido contrario de la disposición o arreglo descrito en [2], de forma que la pirólisis se debe llevar a cabo solo con una cantidad muy grande del medio portador de calor con temperatura esencialmente mínimas. La entrada por ejemplo del medio portador de calor a aproximadamente 1,050°C en la segunda zona de reacción con el objetivo de la reformación, se realiza en este solamente a aproximadamente 750°C. En la conexión en paralelo no se modifica el material de pirólisis contra el arreglo o disposición descrito en [2]. A continuación la separación de la corriente caliente del portador de calor en el reactor de pirólisis en dos zonas de reacción y la correspondiente conducción conjunta se realiza con aparatos altamente costosos. Por lo tanto, se prefiere de manera ventajosa la conexión en paralelo en el caso en donde el contacto del material de alimentación es ventajoso con el medio portador de calor, caliente. Correspondientemente se deberá realizar el mezclado del vapor del proceso con los gases de la pirólisis antes de la reformación en la segunda zona de reacción. Esta se realiza en forma excedente en relación a las reacciones en fase gaseosa homogéneas esperadas, por lo que es posible que una formación de hollín se pueda suprimir consecuentemente. Un punto de detención consiste aquí en que se espera la detención de una concentración del vapor de agua conocida en el gas del producto fresco, a saber, por ejemplo de 20% en volumen o más. Por otro lado se espera que una regulación de la cantidad de la adición del vapor de proceso como cantidad medible sea muy costosa y cara. Mejor debería ser la graduación de un valor fijo, que conduzca a una medición de la cantidad dependiente de la carga prevista de manera posible. Una posibilidad de configuración del procedimiento de acuerdo a la invención en cada caso deberá elegirse, y consiste en la elección del lugar de mezclado del vapor del proceso con el gas de pirólisis. Este debe realizarse a más tardar antes de la entrada en la segunda zona de reacción, del reformador, pero la corriente ascendente en el reactor de pirólisis puede cambiarse en el interior del reactor de pirólisis, hasta su extremo inferior. Con el extremo superior del reactor de pirólisis está indicada la salida de la mezcla del medio portador de calor y el residuo sólido que contiene material de carbón. Hasta aquí se modifica en efecto el fraccionamiento del calentamiento entre la pirólisis y el reformado, pero el último es el lavado de la pirólisis con vapor por la adición de vapor en la cercanía de la salida del material sólido del reactor de pirólisis en gran parte es ventajoso para lo primero de manera que la temperatura de los gases de pirólisis en la trayectoria en la segunda zona de reacción no disminuya de posición, de forma que no se calcule con la condensación. En segundo lugar se conoce de [3] que las partes constitutivas volátiles del producto se pueden elevar por la pirólisis de la biomasa a través del lavado con vapor de agua. Esto puede ser ventajoso, en que una elevación del rendimiento en el producto de la pirólisis sobre el consumo de vapor del procedimiento más allá del rendimiento en el gas del producto y - con eso la dependencia conjunta - disminuye el grado de accionamiento del gas frío. Finalmente en tercer lugar, mediante esto se previene un posible derrame de gas de pirólisis en la dirección de la etapa de división para el medio portador de calor y el coque de la pirólisis. La figura 1 muestra una formación posible del objetivo de acuerdo a la invención. Se trata de la conexión en serie representada arriba, en la cual desde arriba hacia abajo la zona de calor la segunda zona de reacción (reformador) y el reactor de pirólisis las cuales se acoplan sucesivamente. El material 101 de alimentación se conduce sobre un dispositivo de extracción 102 y la compuerta 103 en el reactor 104 de pirólisis. El dispositivo de extracción 102 se presenta como un tornillo transportador, cinta transportadora o algo similar y se puede calentar, en donde el calentamiento a temperatura inferior 151 a partir del aprovechamiento del calor de escape de los gases de salida y de los gases del producto (ver a continuación) se pueda constituir ventajosamente - a saber para la elevación del rendimiento total. Los vapores 152, cuando se trata de un sistema abierto, se entregan en los alrededores, por lo demás se añaden al reactor 104 de pirólisis o al horno 105. La adición en el reactor 104 de pirólisis tiene la ventaja, que menos vapor de proceso se debe alimentar. La sencillez técnica se da sin embargo en el horno 105, pues este se opera o acciona a una ligera sobrepresión. El reactor 104 de pirólisis se realiza preferentemente como un pozo cilindrico. Junto al material de alimentación se agrega el medio portador de calor, que viene desde la segunda zona de reacción (reformador) 107, a través de la compuerta 106. Esta es de un tipo discrecional, preferentemente no obstante como una compuerta de rodete o compuerta de ciclos y no necesita estar hermetizada . Además se describen las trayectorias de los volátiles extraídos. Estos salen del reactor 104 de pirólisis en mezcla con el vapor 109 del proceso alimentado a través de un conducto 108 separado hacia la segunda zona de reacción 107. En principio era posible también la trayectoria a través de la compuerta 106 y con eso la eliminación de la tubería 108 separada, sin embargo, cuando este se conduce de manera permeable de manera que sea permeable al gas durante un tiempo ilimitado, mientras que el medio portador de calor solo se dosifica o en el marco de la operación de la compuerta se puede transferir a través del mismo. Durante la dosificación del medio portador de calor en el reactor 104 de pirólisis se puede alimentar con la posibilidad que el influjo se pueda interrumpir, siempre se debe desprender la cantidad total del gas de pirólisis en mezcla con el vapor 109 de proceso. A través de una formación correspondiente del fondo de la segunda zona de reacción (reformador ) 107 se conduce la corriente de los volátiles desde la pirólisis hacia una trayectoria larga posible a través de la carga que se encuentra en el reformador desde el medio portador de calor 110. El último se mueve a contra-corriente bajo calentamiento hacia la mezcla de gas que reacciona del gas del producto desde arriba hacia abajo y se enfría de este modo. En la parte superior del reformador 107 se encuentra para asistencia técnica la operación de transformación del catalizador 111 en la forma de una capa o, preferentemente de un empaque alveolar. Es importante que el catalizador 111 se encuentre en el extremo caliente, superior del reformador 107, de manera el gas del producto que se forma en este lugar esté aún impurificado y por lo tanto en dependencia del material 101 de alimentación que aún puede contener una serie de tóxicos del catalizador como azufre, muchos catalizadores como, por ejemplo tales como a base de níquel se vuelven insensibles a alta temperatura y se pueden regenerar o no quemarse. Esto puede presentarse en el reformador 107 muy fácilmente por ejemplo, a través de tiempo en tiempo, lográndose una mezcla mínima con el aire, en donde en efecto esta vez se pudiera considerar la calidad del producto en la compra. Luego que sale de la parte superior la corriente de gas 112 del producto del reformador 107. En esta etapa yace al mismo tiempo la temperatura alta de todo el gas de producto o gas de pirólisis, de manera que el calentamiento sensible de la corriente de gas 112 del producto en cada caso deberá ser suficiente. Esto se puede efectuar de manera ventajosa en el interior de la caldera 113 de calentamiento. Cuando menos una parte del vapor ahí producido se puede alimentar como vapor 109 de proceso al proceso nuevamente. Luego del aprovechamiento del calor entra el producto del gas en la etapa 114 de purificación y acondicionamiento, cuya forma de accionamiento sucede de la manera del objetivo establecido a continuación del gas del producto y que ya se conoce. En la etapa 114 de purificación se obtiene al mismo tiempo un acondicionamiento a través del enfriamiento de los gases del producto, que contiene condensados acuosos. Una alimentación de presión en el reactor 104 de pirólisis -preferentemente a través de una ligera sobrepresión - así como el transporte de gases de producto y su recepción más adelante por el ventilador 115. Detrás del ventilador 115 sale la corriente 116 de gas del producto purificado de la instalación. La corriente 153 del condensado acondicionada en dado caso puede alimentarse a la caldera de calentamiento 113 como agua corriente o en el horno 105 se evapora de manera que sea posible fundamentalmente una conducción libre de agua del proceso total. Una posibilidad, de alimentación del condensado consiste en que el condensado de la etapa de separación 121 abajo descrita se alimente y bajo el enfriamiento del portador de calor o del residuo sólido que contiene carbón se evapore y los vapores del horno y se alimenten. Si el calor se usara suficientemente lejos, y en dado caso el vapor proporcionado se agotara (en donde también cuenta el externo o en dado caso el condicionamiento interno del extractor 102 del material de alimentación) , entonces se recomienda la alimentación sola de agua fresca 154 como agua corriente, mientras el condensado 153 se descompone o "quema" completamente . A continuación si el trayecto del medio portador de calor y el coque de pirólisis se continúa otra vez. La mezcla del medio portador de calor y el coque de pirólisis entra a través de la compuerta y del extractor 120 en la etapa 121 de separación. Cuya forma eficaz - mecánica a través de filtrado o cribado o magnético - ya fue descrito arriba. Entonces llega la corriente 122 de coque de pirólisis dividida inmediatamente - en el horno 105. Ahí se quema con el aire de combustión 155 a un gas de salida caliente, el cual se extrae sobre el conducto 123 de gas caliente hacia la zona de calentamiento 117 del medio portador de calor (precalentador) . La posibilidad de desacoplar el exceso de aire o el retorno de gas de ruido, así como la combustión en etapas la temperatura con ventaja respecto al combustible y la temperatura del gas de humo se desacoplan entre sí, de manera que a pesar de la temperatura de los gases de humo se pueden secar, se considera como conocido y por lo tanto ya no se comenta. Para mencionar, se mantiene aún la corriente 156 de ceniza/escoria la cual abandona el horno hacia fuera y en este trayecto se enfría. El medio portador de calor se transporta con el elemento de extracción 124 inmediatamente hacia el precalentador 117. El elemento de transporte o extracción deberá transportar material caliente de manera mecánica y deberá mostrar una minimización de las pérdidas de calor. En la primera línea se emplea para esto un elevador de cangilones, un transportador de cadena tubular o un tubo de corredera de cubo. En la realización de acuerdo a la presente invención se dispone el precalentador 117 inmediatamente por arriba del reformador 107 y se divide por el lado del gas por la compuerta 118. La última deberá ser tan ancha e impermeable al gas como sea posible, con esto ninguna mezcla de gas de humo y gas de producto puede entrar. Especialmente el modelo no presenta para la compuerta 118 ninguna exigencia especial. De manera análoga al reformador 107 la corriente del gas de salida del precalentador desde abajo hacia arriba a contra-corriente hacia el medio portador de calor. Este entra con la temperatura base del proceso de aproximadamente 500°C por arriba en el precalentador 117. Esta temperatura base se proporciona en el canal de pirólisis-temperatura final a una temperatura inferior con base en las pérdidas de calor. Se realiza el calentador 117 (análogo al reformador 107) lo suficientemente grande para que puedan trabajar discontinuamente en la extracción 124, así como los elementos de compuerta 108 y 106. El gas de salida deja el precalentador 117 con una insignificancia sobre la temperatura que yace sobre la temperatura base. En general la cantidad del gas de salida es claramente más grande que el gas del producto. Por consiguiente, se ofrece aquí el aprovechamiento del calor de los gases de salida luego de las pérdidas del precalentador. Esto se efectúa de preferencia a través del precalentamiento del aire de combustión en el precalentador de aire (LUVO) 125, entonces de esta forma el calor que se ha vuelto a ganar luego que la combustión hace aprovechable exergéticamente otra vez la parte superior de la temperatura base de aproximadamente 500°C a los volátiles. Este tipo de intercambio de calor está en el trayecto de la producción de vapor no representable o sólo con un gasto desproporcionadamente grande. Luego que la LUVO 125 está en dependencia del material de alimentación y las limitantes de emisiones para configurar y en su forma de accionamiento dispuesto en la etapa 126 de purificación y el soplador de succión 127. El gas de salida 157 purificado se produce en general en los alrededores, en donde una corriente 158 parcial en el horno 105 se puede alimentar de regreso teniendo como objetivo la conducción mejor de la temperatura.
La figura 2 muestra de manera simplificada el núcleo de la técnica del procedimiento de la instalación en el lado del portador de calor. La conexión paralela de la segunda zona de reacción (reformador) y reactor pirolítico. La trayectoria del material de alimentación 201 a través del reactor de pirólisis 202 y la etapa de separación 203 hacia el horno 204 (aire de combustión 251) se mantiene en esencia igual. En efecto se encuentra aquí el reformador 205 cerca del reactor de pirólisis a casi la misma altura, y el precalentador 206 representado en la zona de calor sobre el reactor de pirólisis 202 y el reformador 205. A partir de precalentador 206 se fomenta en adelante dos direcciones de distribución y la dependencia entre sí de las compuertas de dosificación 207 y 208 el medio portador de calor calentado máximo en el reformador 205 y el reactor de pirólisis 202. El medio portador de calor que sale del reformador 205 no se dirige a través de la etapa de separación 203. El medio portador de calor dividido del coque de pirólisis transportado a través del reactor de pirólisis 202 y en la etapa de división 203 y el medio portador de calor que pasa a través del reformador 205 se queman no obstante en el elemento transportador 209 común en el precalentador 206. Referente a la corriente 210 del gas de producto y la corriente 211 del gas de salida hacia el precalentador 205, están todos conectados en serie como se representa en la figura 1, de manera que en esta -r posición la representación de la conexión paralela se puede separar. La figura 3 muestra de una manera sencilla un caso de adición especial del procedimiento de acuerdo a la invención 5 en el ejemplo de la conexión en serie de la figura 1, en donde este caso de adición funciona de manera correspondiente como conexión en serie mostrada en la figura 2. Aquí entra el material de alimentación 300 como si perteneciera al reactor 301 de pirólisis y transcurre por este bajo la formación del
10 coque de pirólisis. Este se separa aquí en la etapa 302 de separación del medio portador de calor y a través de la etapa 303 de enfriamiento y condicionamiento como coque 304 utilizable a partir del proceso mencionado y se utiliza otra vez de forma discrecional. La etapa 303 puede ser de manera
15 ejemplar un bajo vacío que se encuentra en el recipiente de transformación, pero también una instalación de extinción de coque seco. El horno 305 se quema sólo con cuando menos uno de los siguientes materiales de combustión con el objeto de calentamiento del medio portador de calor, se queman un
20 material de combustión 306 o un producto 307 del gas de la corriente parcial o un coque de pirólisis 308 de corriente parcial. El material de combustión 306 también puede ser una corriente parcial del material de alimentación 300, en tanto que se deja quemar. Esto es especialmente para la puesta en
25 marcha de una instalación de acuerdo al procedimiento, de acuerdo a la invención. Por lo demás entran en consideración una multiplicidad de material de combustión en forma de gas, en forma fluida o sólida. Si se utilizaran a manera de ejemplo el gas del producto como medio de reducción en un proceso de prevención, de manera que se puede utilizar eventualmente gas tóxico u otro gas de azufre como material de combustión 306. En el caso descrito en la figura 3 el lugar de colocación está en el horno 305 no más inevitable en la cercanía hacia la etapa de separación 302 sino que puede yacer casi en la cercanía inmediata de la zona de calentamiento 309. El reformador 310 no toca justamente menos la calidad del gas de producto 311 y el manejo adicional de los gases de salida 312. En la figura 3 se muestran además: El dispositivo de transporte o extracción para el medio portador de calor 313, la compuerta para el material de alimentación 320, la compuerta de alimentación entre el reformador y el reactor de pirólisis 321, la compuerta de desagüe o salida a partir del reactor 322 de pirólisis, la compuerta entre la zona de calentamiento y el reformador 323, la corriente 351 de gas de combustión, así como la corriente 352 del vapor de proceso. Ejemplo de realización En el dispositivo de acuerdo a la figura 1 se gasifican 00 kg/h (afro) de madera, es decir 286 kg/h de madera secada on aire con 30% de humedad. La madera se calcula que contiene 2% de ceniza (libre de agua) y por lo demás en esencia a partir de 50% de carbón, 6% de hidrógeno, 42% de oxígeno y 1.9% de nitrógeno libre de madera de fresno y agua. El valor calorífico inferior es de 18.0 MJ/kg en estado libre de agua. La carga de gasificación es de 1,000 kW. La pirólisis se realizó a 550°C y la reformación con vapor de agua a 950°C. La presión de trabajo fue la presión atmosférica. Como medio portador de calor se emplean esferas de acero con un tamaño de núcleo de aproximadamente 10 mm. El medio portador de calor se calentó desde 500 hasta 950°C. En base a la carga de calor necesaria de 251 kW para la pirólisis y la reformación, así como para el recubrimiento de la pérdida de calor es la cantidad de circulación del medio portador de calor 4,300 kg/h entonces la 21.5 veces de la incorporación de madera. El reactor de pirólisis es un pozo mamposteado con una altura cilindrica ligera de 1.3 m y diámetro interno de 0.9 m de manera que el lecho móvil de pirólisis tenga un tiempo de permanencia de 0.5 horas en su disposición. En la pirólisis la madera se hace reaccionar de manera que 20 por ciento en masa de la sustancia seca de la madera permanezca como coque de pirólisis también a 42 kg/h. Esta tiene una porción de ceniza de 9.5% y contiene 92.2% de carbono, 2.6% de hidrógeno y 5.2% de oxígeno en base libre de agua y de ceniza. El valor calorífico es de 29.1 MJ/jg. La reformación transcurre a 950°C en una carga del portador de calor de 0.9 m de altura cilindrica interior y 0.7 m de diámetro interior, de manera que se obtenga claramente una permanencia del gas de 0.5 segundos. Con eso se obtiene el siguiente gas de producto: Valor calorífico: 9.10 MJ/kg, seco Hidrógeno: 59.7 % en volumen, seco Monóxido de carbono: 17.0% en volumen, seco Metano: 1.4% en volumen, seco Dióxido de carbono: 21.9% en volumen, seco Vapor de agua: 24.8% en volumen Cantidad: 402 Nm3/h Corriente de entalpia química: 765 kW La corriente de entalpia del coque de pirólisis en el horno consiste de 341 kW. Con eso se muestra el calor, pirólisis, evaporación del agua de salida a partir del enfriamiento del gas del producto y la provisión de la pérdida de calor y calienta el aire de combustión necesario en el horno a 350°C. El rendimiento del horno es de 80.1%, la pérdida es por consiguiente 88 kW. El calor sensible de los gases del producto es de 168 kW, con eso se puede mostrar aproximadamente 145 kg/h de un vapor saturado con presión inferior, de donde se emplean 50 kg/h como vapor de proceso en la reformación, en tanto que el resto se puede disponer de otro modo.
[1] US-PS 4,568,362 [2] DE-PS 197 55693 [3] M. Stenseng, A. Jensen, K. Dam-Johansen, M. Gronll: experimental Investigation and Kinetic Modelling of Biomass Pyrolysis. Proc. 2n Olle Lindstrom Symposium, Stockholm 8-11 Junio 1999, 97-104.
Lista de referencias: 101 - Material de alimentación 102 - Dispositivo transportador para el material de alimentación 103 - Compuerta 104 - Reactor de pirólisis 105 - Horno/hogar 106 - Compuerta 107 - Segunda zona de reacción (Reformador) 108 - Conducto separado para volátiles 109 - Vapor de proceso alimentado 110 - Medio portador de calor 111 - Catalizador 112 - Corriente de gas de producto 113 - Caldera de alimentación 114 - Etapa de purificación y acondicionamiento 115 - Ventilador 116 - Corriente de gas de producto purificado 117 - Zona de calentamiento (Precalentador) 118 - Compuerta 120 - Control por compuerta y transportación 121 - Etapa de separación 122 - Corriente de coque de pirólisis 123 - Conducción de gas caliente 124 - Elemento transportador 125 - Precalentador de aire (LUVO) 126 - Material d purificación 127 - Soplador de succión 151 - Calentador de baja temperatura 152 - Vapores 153 - Corriente de condensación 154 - Agua fresca 155 - Aire de combustión 156 - Corriente de ceniza/escoria 157 - Gas de salida purificado 158 - Gas de salida purificado de corriente parcial
201 - Material de alimentación 202 - Reactor de pirólisis 203 - Etapa de separación 204 - Horno/hogar 205 - Reformador 206 - Precalentador 207 - Compuerta de dosificación 208 - Compuerta de dosificación 209 - Elemento transportador 210 - Corriente de gas de producto de óxido 211 - Corriente de gas de salida 251 - Gas de combustión
300 - Material de alimentación 301 - Reactor de pirólisis 302 - Etapa de separación 303 - Etapa de enfriamiento y acondicionamiento 304 - Coque utilizable 305 - Horno/hogar 306 - Material de combustible extraño 307 - Gas de producto 308 - Coque de pirólisis de corriente parcial 309 - Zona de calentamiento (Precalentador) 310 - Reformador 311 - Gas de producto 312 - Gas de salida 313 - Dispositivo de transporte para el medio portador de calor 320 - Compuerta de alimentación para el material de alimentación 321 - Compuerta entre el reformador y el reactor de pirólisis 322 - Compuerta d salida del reactor de pirólisis 323 - Compuerta entre la zona de calentamiento y el reformador 351 - Corriente de aire de combustión 352 - Corriente de vapor de proceso.