NL1009745C2 - Method and device for forming synthesis gas from biomass and residues. - Google Patents
Method and device for forming synthesis gas from biomass and residues. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1009745C2 NL1009745C2 NL1009745A NL1009745A NL1009745C2 NL 1009745 C2 NL1009745 C2 NL 1009745C2 NL 1009745 A NL1009745 A NL 1009745A NL 1009745 A NL1009745 A NL 1009745A NL 1009745 C2 NL1009745 C2 NL 1009745C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- zone
- pyrolysis
- gasification
- combustion
- discharge
- Prior art date
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
-
- 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
- C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
-
- 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
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
- C10J3/12—Continuous processes using solid heat-carriers
-
- 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
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
-
- 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
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
- C10J3/56—Apparatus; Plants
-
- 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
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1011—Biomass
-
- 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
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0916—Biomass
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- 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
- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
-
- 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
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Description
Werkwijze en inrichting voor het vormen van synthesegas uit biomassa en reststoffen.Method and device for forming synthesis gas from biomass and residues.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het vormen van synthesegas uit niet fossiel koolstofhoudend biologisch materiaal (biomassa), welke inrichting omvat: een pyrolysezone met een eerste toevoer voor het koolstofhoudend materiaal, met een tweede toevoer voor een inert warmtetransportmateriaal, voor het nagenoeg in afwezigheid van zuurstof vormen van gasvormige pyrolyseproducten en van een vast verkolingsproduct (char), en met een afVoer voor het warmtetransportmateriaal en het verkolingsproduct, een verbrandingszone voor het verhitten van het warmtetransportmateriaal met een eerste Ξ toevoer voor een oxidatiemiddel en met een tweede toevoer voor het warmtetransportmateriaal, en een vergassingszone met een eerste toevoer voor een vergassingsmiddel, met een tweede " toevoer die is verbonden met de pyrolysezone voor toevoer van het warmtetransportmateriaal en het in de pyrolysezone gevormde verkolingsproduct, met een eerste afVoer voor in de ~ vergassingszone gevormd productgas en met een tweede afvoer voor het warmtetransportmateriaal, alsmede met een eerste afVoer voor in de verbrandingszone gevormde verbrandingsgassen en met een tweede afvoer voor het warmtetransportmateriaal, en een tussen de tweede afvoer van de vergassingszone en de tweede toevoer van de = pyrolysezone gelegen retourbaan voor toevoer van het warmtetransportmateriaal van de vergassingszone aan de pyrolysezone. iThe invention relates to a method and an apparatus for forming synthesis gas from non-fossil carbonaceous biological material (biomass), which apparatus comprises: a pyrolysis zone with a first feed for the carbonaceous material, with a second feed for an inert heat transport material, for forming gaseous pyrolysis products and a solid carbonization product (char) substantially in the absence of oxygen, and with a discharge for the heat transport material and the carbonization product, a combustion zone for heating the heat transport material with a first oxidant supply and with a second feed for the heat transport material, and a gasification zone with a first feed for a gasification agent, with a second "feed connected to the pyrolysis zone for supply of the heat transport material and the carbonization product formed in the pyrolysis zone, with a first discharge for in the gasification zone formed product gas and with a second outlet for the heat transporting material, as well as with a first outlet for combustion gases formed in the combustion zone and with a second outlet for the heat transporting material, and one located between the second outlet of the gasification zone and the second supply of the pyrolysis zone return path for supplying the heat transport material from the gasification zone to the pyrolysis zone. i
Momenteel is aardolie de belangrijkste grondstof voor de productie van organische .At present, oil is the most important raw material for the production of organic.
chemicaliën en transportbrandstoffen. Daarnaast wordt aardgas ingezet voor de productie van Ichemicals and transport fuels. In addition, natural gas is used for the production of I.
vloeibare secundaire energiedragers. Tengevolge van de verwachte schaarste aan de voorraden Iliquid secondary energy carriers. Due to the expected shortage of stocks I.
aardolie en aardgas in de toekomst wordt gezocht naar alternatieve grondstoffen die koolstof en Ipetroleum and natural gas will be explored in the future for alternative raw materials containing carbon and I.
waterstof bevatten voor de productie van vloeibare secundaire energiedragers. Hierbij wordt veelal gebruik gemaakt van biomassa, waarbij een bijkomend voordeel is dat netto geen CO2 wordt geproduceerd. Bij de conversie van biomassa naar vloeibare energiedragers dienen de ^ koolwaterstofstructuren, met name clusters van cyclische koolwaterstoffen, gedeeltelijk te worden afgebroken. De conversieroutes die beschikbaar zijn voor de conversie van biomassa naar : synthesegas, of wel de "upstream processen" zijn vergassen, (hydro)pyrolyse, directe liquefactie en r biologische processen. Het ideale productgas als grondstof voor de productie van vloeibare = 1009745 - 2 energiedragers, of wel "downstream processen" is hoog calorisch (zonder stikstof) zodat een relatief kleine volumestroom benodigd is in een compacte "downstream" installatie en is schoon zonder teerachtige materialen.contain hydrogen for the production of liquid secondary energy carriers. Biomass is often used for this, with the additional advantage that net CO2 is not produced. When converting biomass into liquid energy carriers, the hydrocarbon structures, in particular clusters of cyclic hydrocarbons, need to be partially broken down. The conversion routes that are available for the conversion of biomass to: synthesis gas, or the "upstream processes" are gasification, (hydro) pyrolysis, direct liquefaction and r biological processes. The ideal product gas as raw material for the production of liquid = 1009745 - 2 energy carriers, or "downstream processes" is high calorific (without nitrogen) so that a relatively small volume flow is required in a compact "downstream" installation and is clean without tar-like materials.
In het in de V.S. ontwikkelde Battelle-proces wordt biomassa vergast tot een relatief hoog calorisch productgas dat geschikt is om te worden verbrand in een gasturbine. Dit productgas bevat geen stikstof maar nog wel teerachtige restmaterialen. De bovengenoemde processen zijn zonder gasreinigingsinstallatie niet direct geschikt voor de productie van secundaire energiedragers.In the U.S. developed Battelle process, biomass is gasified into a relatively high calorific product gas that is suitable for combustion in a gas turbine. This product gas does not contain nitrogen, but still tar-like residual materials. Without a gas cleaning installation, the above processes are not directly suitable for the production of secondary energy carriers.
Uit US-A-3.853.498 is een inrichting bekend met twee onderling gekoppelde wervelbedreactoren. In de eerste reactor wordt in een gefluïdiseerd zandbed fijngemalen biomassa in afwezigheid van zuurstof door pyrolyse omgezet in gasvormige pyrolyseproducten zoals CO, C02 en andere gasvormige pyrolyseproducten alsmede in een vast verkolingsproduct (char). Het vaste verkolingsproduct wordt met het zand vanuit de eerste reactor toegevoerd aan een verbrandingszone in de tweede reactor waar het verkolingsproduct wordt verbrand door toevoeging van lucht via een aanjager. Via een retourleiding wordt het in de wervelbed-verbrandingszone opgewarmde warmtetransportmateriaal (zand) teruggeleid naar de pyrolysereactor om de benodigde energie voor de endotherme pyrolysereactie te leveren. Gasvormige pyrolyseproducten uit de pyrolysereactor worden in een watergasshiftreactor, een C02-wasser en een methaniseringsreactor omgezet in methaan.US-A-3,853,498 discloses an apparatus with two mutually coupled fluidized bed reactors. In the first reactor, finely ground biomass in the absence of oxygen is converted by pyrolysis into gaseous pyrolysis products such as CO, CO2 and other gaseous pyrolysis products in a fluidized sand bed as well as into a solid carbonization product (char). The solid carbonization product is fed with the sand from the first reactor to a combustion zone in the second reactor where the carbonization product is burned by adding air via a blower. The heat transfer material (sand) heated in the fluidized bed combustion zone is returned via a return line to the pyrolysis reactor to supply the energy required for the endothermic pyrolysis reaction. Gaseous pyrolysis products from the pyrolysis reactor are converted to methane in a water gas shift reactor, a CO2 scrubber and a methanation reactor.
Uit de Japanse octrooiaanvrage nr.56038719 is een wervelbedreactor bekend volgens de aanhef van conclusie 1, voor vergassing van deeltjesvormig materiaal met drie onderling gescheiden ringvormige buitenste zones en, coaxiaal met de buitenste zones, drie door schotten gescheiden binnenste zones. In een eerste pyrolysezone wordt het brandbare koolstofhoudende organische materiaal door pyrolyse omgezet in gasvormige pyrolyseproducten en een verkolingsproduct. In een aansluitende zone wordt een deel van het verkolingsproduct verbrand, waardoor het bedmateriaal wordt verwarmd, vervolgens wordt het bedmateriaal met het overgebleven vaste verkolingsproduct naar een vergassingszone toegevoerd waarin stoom of C02 als vergassingsmiddel wordt ingebracht. Het productgas wordt uit de vergassingszone afgevoerd, terwijl het afgekoelde bedmateriaal wordt gerecirculeerd naar de pyrolysezone.A fluidized bed reactor according to the preamble of claim 1 is known from Japanese patent application no. 56038719, for gasification of particulate material with three mutually separated annular outer zones and, coaxially with the outer zones, three inner zones separated by baffles. In a first pyrolysis zone, the combustible carbonaceous organic material is converted by pyrolysis into gaseous pyrolysis products and a carbonization product. In a contiguous zone, part of the carbonization product is burned, thereby heating the bed material, then the bed material with the remaining solid carbonization product is fed to a gasification zone into which steam or CO2 as a gasification agent is introduced. The product gas is discharged from the gasification zone, while the cooled bed material is recycled to the pyrolysis zone.
• Uit de Europese octrooiaanvrage EP-A-0219163 is een proces bekend voor het kraken van koolwaterstoffen waarbij de verkolingsproducten, afgezet op een vast materiaal, vanuit de pyrolysezone worden toegevoerd aan een vergassingszone voor het onder toevoer van stoom 100974«; 3 vormen van waterstofhoudend productgas. De benodigde proceswarmte wordt geleverd door verbranding van althans een deel van het productgas (synthesegas), en wel zodanig dat pyrolyse bij de hoogste procestemperaturen en vergassing bij de laagste procestemperaturen plaatsvindt.European patent application EP-A-0219163 discloses a process for cracking hydrocarbons in which the carbonization products, deposited on a solid material, are supplied from the pyrolysis zone to a gasification zone for the supplying of steam 100974 «; 3 forms of hydrogen-containing product gas. The required process heat is supplied by combustion of at least part of the product gas (synthesis gas), such that pyrolysis takes place at the highest process temperatures and gasification at the lowest process temperatures.
Bovengenoemde systemen hebben als nadeel dat het productgas uit de vergassingszone relatief veel teerachtige materialen omvat en dat relatief complexe gasreinigingsinstallaties noodzakelijk zijn om het productgas te zuiveren, welk productgas niet direct geschikt is als "upstream"-proces voor de productie van vloeibare energiedragers. Verder omvat het productgas bij ' toepassing van lucht als oxidatiemiddel relatief veel stikstof waardoor de calorische waarde wordt verlaagd. Door verbranding van het productgas voor het leveren van de bij de vergassing benodigde warmte, zijn de bekende processen relatief inefficiënt. In het proces volgens EP-A-0219163 is bovendien door de ongunstige temperatuurverdeling de opbrengst aan zuiver productgas relatief laag. !The above-mentioned systems have the drawback that the product gas from the gasification zone comprises relatively many tar-like materials and that relatively complex gas cleaning installations are necessary to purify the product gas, which product gas is not directly suitable as an "upstream" process for the production of liquid energy carriers. Furthermore, when using air as an oxidizing agent, the product gas contains relatively much nitrogen, so that the calorific value is lowered. The known processes are relatively inefficient due to the combustion of the product gas for supplying the heat required for the gasification. Moreover, in the process according to EP-A-0219163, the yield of pure product gas is relatively low due to the unfavorable temperature distribution. !
Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een relatief eenvoudige inrichting voor het op efficiënte wijze vormen van synthesegas uit biomassa waarbij een schoon en ” hoog calorisch productgas wordt verkregen.It is therefore an object of the present invention to provide a relatively simple device for efficiently generating synthesis gas from biomass, whereby a clean and high calorific product gas is obtained.
Hiertoe is de inrichting volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de pyrolysezone en de verbrandingszone op een zodanige wijze zijn verbonden met de ITo this end, the device according to the present invention is characterized in that the pyrolysis zone and the combustion zone are connected to the I in such a way
vergassingszone dat althans nagenoeg geen gasvormige producten vanuit de verbrandingszone en de pyrolysezone naar de vergassingszone kunnen treden en waarbij een gasafvoer van de pyrolysezone is verbonden met een derde toevoer naar de verbrandingszone voor het gescheiden van het vaste verkolingsproduct toevoeren van nagenoeg uitsluitend gasvormige pyrolyseproducten ~ aan de verbrandingszone. igasification zone, which substantially no gaseous products can enter from the combustion zone and the pyrolysis zone to the gasification zone and wherein a gas discharge from the pyrolysis zone is connected to a third supply to the combustion zone for supplying substantially exclusively gaseous pyrolysis products ~ to the combustion carbon product ~ combustion zone. i
De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de pyrolysezone en de verbrandingszone ^The invention is based on the insight that the pyrolysis zone and the combustion zone
zodanig gescheiden zijn van de vergassingszone dat geen gasvormige pyrolyseproducten of Iseparated from the gasification zone in such a way that no gaseous pyrolysis products or I.
verbrandingsgassen de vergassingszone kunnen bereiken en dat althans nagenoeg uitsluitend het ^ vaste verkolingsproduct in de vergassingszone wordt omgezet in productgas. Aangezien het vaste ~ verkolingsproduct relatief zuiver is en vrij is van teerachtige en/of cyclische koolwaterstofVerbindingen wordt aan de gasafvoer van de vergassingszone een zuiver productgas verkregen dat CO, CO2, en H2 omvat. Aangezien geen afgassen uit de verbrandingszone aan de —combustion gases can reach the gasification zone and that at least almost exclusively the solid carbonization product in the gasification zone is converted into product gas. Since the solid carbonization product is relatively pure and free of tar-like and / or cyclic hydrocarbon compounds, a pure product gas comprising CO, CO2, and H2 is obtained at the gas outlet of the gasification zone. Since no waste gases from the combustion zone at the -
vergassingszone worden toegevoerd bevat het productgas geen stikstof, zodat dit hoog calorisch kan zijn. Het productgas of synthesegas kan direct worden omgezet naar gewenste Egasification zone, the product gas does not contain nitrogen, so it can be high calorific. The product gas or synthesis gas can be directly converted to desired E.
1 00974 5 i 4 koolwaterstofproducten zonder de toepassing van complexe gasreinigings- en luchtafscheidingsinstallaties.1 00974 5 i 4 hydrocarbon products without the use of complex gas cleaning and air separation plants.
Het warmteoverdracht- of bedmateriaal heeft naast de functie in een normaal wervelbedsysteem als tweeledige functie zowel warmteoverdracht als stoftransport. De in de verbrandingszone geproduceerde warmte wordt aan het bedmateriaal afgegeven en vervolgens door middel van het bedmateriaal tezamen met de verkolingsproducten naar de vergassingszone getransporteerd. In de vergassingszone wordt het bedmateriaal afgekoeld door het endotherme vergassingsproces waarna het afgekoelde bedmateriaal wordt gerecirculeerd naar de pyrolysezone ("cokes producer"). Tezamen met het hete bedmateriaal wordt het in de pyrolysezone gevormde verkolingsproduct van de pyrolysezone naar de vergasser getransporteerd.In addition to the function in a normal fluidized bed system, the heat transfer or bed material has a dual function, as well as heat transfer and material transport. The heat produced in the combustion zone is released to the bed material and then transported by means of the bed material together with the carbonization products to the gasification zone. In the gasification zone, the bed material is cooled by the endothermic gasification process, after which the cooled bed material is recycled to the pyrolysis zone ("coke producer"). Together with the hot bed material, the carbonization product formed in the pyrolysis zone is transported from the pyrolysis zone to the gasifier.
De pyrolyse volgens de uitvinding vindt bij relatief lage temperaturen plaats, zoals tussen 300 °C en 500C°. De vergassing vindt plaats bij relatief hoge temperaturen, zoals bijvoorbeeld rond 850 “C.Met de inrichting volgens de onderhavige uitvinding wordt dus een optimale scheiding van productgas en ongewenste componenten zoals teer uit de biomassa en stikstof uit de lucht verkregen. Aangezien het pyrolyseproduct bestaat uit een condenseerbare en niet condenseerbare fractie, en er een overproductie aan warmte in het proces optreedt kan het zinvol zijn om ook het hete pyrolysegas te scheiden en een van de componenten te gebruiken voor verbranding en een andere een alternatieve bestemming te geven.The pyrolysis according to the invention takes place at relatively low temperatures, such as between 300 ° C and 500 ° C. The gasification takes place at relatively high temperatures, such as, for example, around 850 ° C. With the device according to the present invention, an optimal separation of product gas and undesired components such as tar from the biomass and nitrogen from the air is thus obtained. Since the pyrolysis product consists of a condensable and non-condensable fraction, and there is an overproduction of heat in the process, it may make sense to also separate the hot pyrolysis gas and use one of the components for combustion and give another an alternative destination .
In een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is de verbrandingszone in een afzonderlijke brander gelegen, waarbij de afVoer van het warmtetransportmiddel en het verkolingsproduct uit de pyrolysezone is verbonden met de vergasser. Deze vergasser krijgt zijn warmte via het bedmateriaal uit de brander overgedragen. Dit afgekoelde bedmateriaal wordt doorgegeven aan de pyrolysereactor. Eveneens wordt bedmateriaal j van de vergasser, ontdaan van zijn verkolingsproduct, teruggevoerd naar de brander. Door toepassing van een afzonderlijke brander, die bijvoorbeeld een riser kan omvatten, kan door verbranding van een deel van het pyrolyseproduct de voor de pyrolyse en voor de vergassing benodigde warmte ruimschoots worden opgewekt en nauwkeurig worden geregeld. De in de brander opgewekte warmte die niet benodigd is voor pyrolyse en het vergassingsproces is beschikbaar als hoogwaardige energiedrager, maar kan ook binnen het proces worden gebruikt voor voorbehandeling van de biomassa en stoomproductie. De warmte kan ook worden toegepast voor het aandrijven van een pneumatisch deeltjestransport van het warmteoverdrachtmateriaal en kan 1 00974 5 5 verder worden toegepast om het systeem onder druk te laten werken (circa 7 bar) en om het productgas te comprimeren naar circa 40 bar. De laatste compressiestap levert een direct naar methanol of andere koolwaterstof om te zetten basismateriaal.In a first embodiment of a device according to the invention, the combustion zone is located in a separate burner, the discharge of the heat transporting agent and the carbonization product from the pyrolysis zone being connected to the gasifier. This gasifier gets its heat from the burner through the bed material. This cooled bed material is passed on to the pyrolysis reactor. Also bed material j of the gasifier, stripped of its carbonization product, is returned to the burner. By using a separate burner, which may comprise, for example, a riser, the heat required for the pyrolysis and for the gasification can be generously generated and precisely controlled by combustion of a part of the pyrolysis product. The heat generated in the burner, which is not required for pyrolysis and the gasification process, is available as a high-quality energy carrier, but can also be used within the process for pre-treatment of the biomass and steam production. The heat can also be used to drive a pneumatic particle transport of the heat transfer material and can further be used to operate the system under pressure (about 7 bar) and to compress the product gas to about 40 bar. The final compression step provides a base material to be converted directly to methanol or other hydrocarbon.
In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is de brander binnen de pyrolysezone gelegen. Hierbij wordt een gedeeltelijke verbranding van de biomassa in de pyrolysezone verkregen door het regelen van de aan de pyrolysezone toegevoerde hoeveelheid lucht en gasvormige pyrolyseproducten.In another embodiment of the device according to the invention, the burner is located within the pyrolysis zone. Hereby partial combustion of the biomass in the pyrolysis zone is obtained by controlling the amount of air and gaseous pyrolysis products supplied to the pyrolysis zone.
In een verdere uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding is een tweede brander verbonden met de gasafVoer van de pyrolysezone voor verbranding van een deel van de gasvormige pyrolyseproducten, welke tweede brander thermisch is verbonden met een watertoevoer voor generatie van stoom, welke stoom via een stoomleiding is verbonden met de eerste toevoer van de vergassingszone. Door verbranding van gasvormige pyrolyseproducten kan stoom worden opgewekt die in de vergasser als vergassingsmiddel kan worden toegepast voor het omzetten van koolstof van de vaste verkolingsproducten in de vergasser naar CO en H2.In a further embodiment of the device according to the invention, a second burner is connected to the gas outlet of the pyrolysis zone for combustion of part of the gaseous pyrolysis products, the second burner being thermally connected to a water supply for generating steam, which steam is supplied via a steam pipe is connected to the first feed of the gasification zone. By combustion of gaseous pyrolysis products, steam can be generated which can be used in the gasifier as a gasifying agent for converting carbon from the solid carbonization products in the gasifier to CO and H2.
Een voordelige en compacte inrichting volgens de onderhavige uitvinding wordt gevormd door een "interconnected fluid bed" (IFB) reactor als alternatief voor reactorsystemen met ‘An economical and compact device according to the present invention is an interconnected fluid bed (IFB) reactor as an alternative to reactor systems with "
pneumatisch deeltjestransport. De IFB-reactoren realiseren deeltjestransport, en dus in dit geval massa- en warmteoverdracht, door regeling van de gassnelheden voor fluïdisatie waardoor zeer weinig beschadiging aan de deeltjes van het warmtetransportmateriaal optreedt en materiaalverlies Ipneumatic particle transport. The IFB reactors realize particle transport, and in this case mass and heat transfer, by regulating the gas velocities for fluidization, resulting in very little damage to the particles of the heat transport material and loss of material I
beperkt blijft. Verder zijn de IFB-reactoren relatief klein zodat zij weinig vloeroppervlak innemen. Ilimited. Furthermore, the IFB reactors are relatively small so that they take up little floor space. I
In de IFB-reactor vormt zowel de pyrolysezone als de vergassingszone een tweestapsreactor 2 waarbij het warmtetransportmiddel vanuit de eerste hoge kolom via een gemeenschappelijk ' vrijboord in de aangrenzende kolom met lagere hoogte kan stromen. Via een opening in de lagere = kolom van de pyrolysezone kan het warmtetransportmateriaal en het verkolingsproduct naar de hogere kolom van de vergassingszone treden. Vanuit de lagere kolom van de vergassingszone kan het afgekoelde warmtetransportmateriaal door een nabij de onderzijde gelegen opening weer in de hogere kolom van de pyrolysezone binnentreden. De vier kolommen (of een veelvoud daarvan) zijn onderling via een scheidingswand op warmtegeleidende wijze met elkaar verbonden zodat, indien gewenst, een volledige warmte-integratie plaatsvindt. Door de afwezigheid van mechanisch transport vindt weinig slijtage aan componenten en deeltjes plaats. De compacte geïsoleerde IFB-reactor heeft een minimaal warmteverlies naar de omgeving en is eenvoudig te regelen.In the IFB reactor, both the pyrolysis zone and the gasification zone form a two-stage reactor 2 in which the heat transport medium can flow from the first high column through a common freeboard into the adjacent lower height column. The heat transport material and the carbonization product can pass through an opening in the lower column of the pyrolysis zone to the upper column of the gasification zone. From the lower column of the gasification zone, the cooled heat transport material can re-enter the higher column of the pyrolysis zone through an opening located near the bottom. The four columns (or a multiple thereof) are mutually connected via a dividing wall in a heat-conducting manner, so that, if desired, complete heat integration takes place. Due to the absence of mechanical transport, little wear occurs on components and particles. The compact insulated IFB reactor has minimal heat loss to the environment and is easy to control.
1 009745 61 009745 6
Enkele uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding zullen nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening. In de tekening toont:Some embodiments of the device according to the present invention will be further elucidated with reference to the annexed drawing. In the drawing shows:
Fig.1 een schematische weergave van de werkwijze en van het werkingsprincipe van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding,Fig. 1 shows a schematic representation of the method and the operating principle of the device according to the present invention,
Fig.2 een schematische weergave van een inrichting voor het vormen van synthesegas volgens de onderhavige uitvinding,Fig. 2 is a schematic representation of a synthesis gas generating device according to the present invention,
Fig.3 een inrichting volgens de onderhavige uitvinding met een externe brander,Fig. 3 shows a device according to the present invention with an external burner,
Fig. 4 een geïntegreerde wervelbedreactor-[(IFB)-reactor] werkend volgens het principe zoals getoond in fig.3 of fig.5, en ' Fig.5 een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding met een in de pyrolysezone geïntegreerde brander.Fig. 4 is an integrated fluidized bed reactor - [(IFB) reactor] operating on the principle shown in FIG. 3 or FIG. 5, and FIG. 5 is a second embodiment of an apparatus according to the present invention having a burner integrated in the pyrolysis zone.
Fig.1 toont een geïntegreerde pyrolysezone en brander, of wel "cokes producer" 1 met een eerste toevoer 2 voor biomassa en met een tweede toevoer 3 voor een bedmateriaal, zoals bijvoorbeeld zand of een katalytisch actief materiaal voor sturing van de productkwaliteit. Met "biomassa" wordt hierin bedoeld een koolstofhoudend materiaal, anders dan fossiele koolstofbronnen, zoals bijvoorbeeld afkomstig van groente-, fruit- en tuinafval, celluloseresten, huishoudelijk afval met daarin kunststoffen, en dergelijke. Via een toevoer 4 wordt een oxidatiemiddel, zoals lucht of zuivere zuurstof, aan de verbrandingszone van de cokes producer 1 toegevoerd. In de verbrandingszone van de cokes producer, waarin bijvoorbeeld een deel van de gasvormige pyrolyseproducten worden verbrand, wordt de temperatuur op 1500°C gebracht, zodat biomassa bij een temperatuur van 300 °C - 500 °C wordt omgezet in vluchtige gassen en teerachtige materialen, alsmede in een vast verkolingsproduct (char). De afgassen uit de verbrandingszone van de cokes producer 1, zoals CO2, H2O en niet verbrande gasvormige pyrolyseproducten worden gescheiden van de vaste pyrolyseproducten, ofwel "cokes of char", en via een afvoer 5 uit de cokes j producer verwijderd. De vaste pyrolyseproducten worden via een afvoer 6 gezamenlijk met het verwarmde bedmateriaal uit de cokes producer 1 afgevoerd naar een toevoer 9 van een vergasser 7. Aan de vergasser 7 wordt via een toevoer 8 stoom toegevoerd als vergassingsmiddel voor het omzetten van de cokes of char in een schoon (d.w.z. zonder teerachtige materialen), hoog calorisch (d.w.z zonder stikstof) productgas. De voor de endotherme vergassingsreactie benodigde warmte wordt geleverd door het bedmateriaal, waarvan de temperatuur ter plaatse van de vergasser maximaal 1200°C, bijvoorbeeld ca. 850°C bedraagt. In de vergasser vindt de volgende endotherme 1009745 7 reactie plaats: C + H2O —» CO + H2, waarbij het mengsel van CO en H2 wordt aangeduid als "synthesegas" dat via een afVoer 10 uit de vergasser 7 wordt verwijderd. De benodigde warmte voor de synthesegasproductie in de vergasser wordt geleverd door het bedmateriaal dat na afkoeling via een afvoer 11 uit de vergasser wordt verwijderd bij een temperatuur van maximaal 800°C en naar de cokes producer 1 wordt gerecirculeerd. Het voordeel van het proces volgens fig. 1 is dat door vergassing van de vaste pyrolyseproducten of cokes een zeer zuiver productgas wordt verkregen en dat door scheiding van de afgassen uit de cokes producer 1, waaronder de gasvormige pyrolyseproducten en verbrandingsproducten, van de vergassingszone, het productgas hoog calorisch is.Fig. 1 shows an integrated pyrolysis zone and burner, or "coke producer" 1 with a first feed 2 for biomass and with a second feed 3 for a bed material, such as, for example, sand or a catalytically active material for product quality control. By "biomass" herein is meant a carbonaceous material, other than fossil carbon sources, such as, for example, from vegetable, fruit and garden waste, cellulose residues, household waste containing plastics, and the like. An oxidizing agent, such as air or pure oxygen, is supplied via a feed 4 to the combustion zone of the coke producer 1. In the combustion zone of the coke producer, in which, for example, part of the gaseous pyrolysis products are burned, the temperature is brought to 1500 ° C, so that biomass is converted into volatile gases and tar-like materials at a temperature of 300 ° C - 500 ° C, as well as in a solid carbonization product (char). The off-gases from the combustion zone of the coke producer 1, such as CO2, H2O and unburnt gaseous pyrolysis products, are separated from the solid pyrolysis products, either "coke or char", and removed from the coke producer via a discharge 5. The solid pyrolysis products are discharged together with the heated bed material from the coke producer 1 via a discharge 6 to a feed 9 of a gasifier 7. Steam is supplied to the gasifier 7 via a feed 8 as a gasifying agent for converting the coke or char into a clean (ie without tar-like materials), high calorific (ie without nitrogen) product gas. The heat required for the endothermic gasification reaction is supplied by the bed material, the temperature of which at the location of the gasifier is a maximum of 1200 ° C, for example approximately 850 ° C. The following endothermic reaction takes place in the gasifier: C + H2O - CO + H2, the mixture of CO and H2 being referred to as "synthesis gas" which is removed from the gasifier 7 via a drain 10. The heat required for the synthesis gas production in the gasifier is provided by the bed material which, after cooling through a discharge 11, is removed from the gasifier at a temperature of maximum 800 ° C and recycled to the coke producer 1. The advantage of the process according to Fig. 1 is that by gasification of the solid pyrolysis products or coke a very pure product gas is obtained and that by separating the waste gases from the coke producer 1, including the gaseous pyrolysis products and combustion products, from the gasification zone, product gas is high calorific.
Fig.2 geeft een schematische uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding weer met een pyrolysereactor 12, een brander 13 en een vergasser 14. De via een toevoer : 15 aan de pyrolysezone 12 toegevoerde biomassa wordt omgezet in gasvormige pyrolyseproducten waaronder teerachtige materialen die via een afVoer 16 naar een toevoer 17 van de brander 13 worden geleid. In de brander 13 worden de gasvormige pyrolyseproducten met lucht verbrand. De geproduceerde warmte Qh wordt naar de vergasser 14 overgedragen, waarin de via toevoeren 19 en ~ 20 ingebrachte stoom en vaste verkolingsproducten worden omgezet in productgas. Een deel van ] de in de brander 13 gegenereerde warmte Qh wordt overgedragen aan de pyrolysereactor 12· De verbrandingsgassen worden via een afvoer 21 uit de brander 13 afgevoerd terwijl het productgas via een afvoer 22 uit de vergasser wordt afgevoerd naar een downstream processtap zoals voor het leveren van vloeibaar product. De pyrolysereactor 12 en de vergasser 14 kunnen zijn uitgevoerd als " op zich bekende circulerende wervelbedden terwijl de brander 13 kan zijn uitgevoerd als een riser. :Fig. 2 shows a schematic embodiment of a device according to the present invention with a pyrolysis reactor 12, a burner 13 and a gasifier 14. The biomass supplied via a feed to pyrolysis zone 12 is converted into gaseous pyrolysis products, including tar-like materials which are a discharge 16 is fed to a supply 17 of the burner 13. In the burner 13, the gaseous pyrolysis products are burned with air. The heat Qh produced is transferred to the gasifier 14, in which the steam and solid carbonization products introduced via feeds 19 and 20 are converted into product gas. Part of the heat Qh generated in the burner 13 is transferred to the pyrolysis reactor 12. The combustion gases are discharged from the burner 13 via a discharge 21 while the product gas is discharged from the gasifier via a discharge 22 to a downstream process step as for the supplying liquid product. The pyrolysis reactor 12 and the gasifier 14 can be designed as "circulating fluidized beds known per se, while the burner 13 can be designed as a riser.
De verbinding van de pyrolysereactor 12 met de vergasser 14 en de brander 13 kan plaatsvinden via cyclonen.The connection of the pyrolysis reactor 12 to the gasifier 14 and the burner 13 can take place via cyclones.
Fig.3 toont een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding met een pyrolysereactor 23, een vergasser 24 en een afzonderlijke brander 25. De pyrolysereactor 23 omvat een eerste toevoer 26 voor biomassa, een tweede toevoer 27 voor toevoer van bedmateriaal en een derde toevoer 28 waarlangs een deel van de gasvormige pyrolyseproducten ^ naar de pyrolysereactor 23 worden gerecirculeerd. Recirculatie van de gasvormige pyrolyseproducten wordt toegepast in het geval de pyrolysereactor van het wervelbedtype is om ï fluïdisatie te verkrijgen.De gasvormige pyrolyseproducten kunnen worden uitgecondenseerd, waarbij desgewenst het gasvormige of het gecondenseerde deel anderszins kan worden aangewend.Fig. 3 shows a first embodiment of a device according to the present invention with a pyrolysis reactor 23, a gasifier 24 and a separate burner 25. The pyrolysis reactor 23 comprises a first supply 26 for biomass, a second supply 27 for supply of bed material and a third feed 28 through which a portion of the gaseous pyrolysis products are recycled to the pyrolysis reactor 23. Recirculation of the gaseous pyrolysis products is used in case the fluid bed pyrolysis reactor is to obtain fluidization. The gaseous pyrolysis products can be condensed, optionally using the gaseous or condensed portion otherwise.
1009745 I1009745 I
88
Het deel van de pyrolyseproducten dat binnen het proces wordt toegepast, wordt via een toevoer 29 aan de brander 25 toegevoerd. Het bedmateriaal en lucht worden via toevoeren 30 en 31 in de brander 25 gebracht voor verbranding van de gasvormige pyrolyseproducten. De afgassen worden via afVoer 32 uit de brander 25 afgevoerd. Vanuit de brander 25 wordt verwarmd bedmateriaal via toevoer 33 toegevoerd aan de vergasser 24.The part of the pyrolysis products that is used in the process is supplied to the burner 25 via a feed 29. The bed material and air are introduced into the burner 25 via feeds 30 and 31 to burn the gaseous pyrolysis products. The waste gases are discharged from burner 25 via discharge 32. From the burner 25, heated bed material is supplied via feed 33 to the gasifier 24.
In het geval dat de brander 25 wordt gevormd door een riser, is de hete uitlaat van de riser tevens het hoogste punt, zodat transport van deeltes onder invloed van de zwaartekracht mogelijk is. De koude inlaat is het laagste punt waardoor ook hier weer de deeltjes uit de vergasser naar de riser onder invloed van de zwaartekracht toestromen. Via een toevoer 35 wordt stoom aan de vergasser 24 toegevoerd en via een toevoer 36 treedt bedmateriaal met daarin de vaste verkolingsproducten de vergasser 24 binnen. De productgassen verlaten de vergasser 24 via een productgasafvoer 37 terwijl het afgekoelde bedmateriaal via afVoer 34 naar de brander 25 wordt geleid. Via een afvoer 38 wordt warm bedmateriaal vanuit de brander 25 naar de vergasser 24 geleid en na warmte daar te hebben afgestaan naar de pyrolysereactor 23. Ook is het mogelijk om deelstromen van de brander direct naar de vergasser en de pyrolysereactor te leiden, wat regeltechnisch voordeel kan opleveren. Door werveling wordt het bedmateriaal vermengd met de vaste verkolingsproducten in de pyrolysereactor 23 die via afvoer 39 vanuit de pyrolysereactor worden overgebracht naar de vergasser 24.In case the burner 25 is formed by a riser, the hot outlet of the riser is also the highest point, so that parts can be transported under the influence of gravity. The cold inlet is the lowest point through which the particles flow from the gasifier to the riser again under the influence of gravity. Steam is supplied to the gasifier 24 via a feed 35 and bed material containing the solid carbonization products enters the gasifier 24 via a feed 36. The product gases leave the gasifier 24 via a product gas outlet 37, while the cooled bed material is led to burner 25 via outlet 34. Warm bed material is led from the burner 25 to the gasifier 24 via a discharge 38 and after transferring heat there to the pyrolysis reactor 23. It is also possible to direct partial flows from the burner to the gasifier and the pyrolysis reactor, which is a technical control advantage. can yield. The bed material is mixed by swirl with the solid carbonization products in the pyrolysis reactor 23 which are transferred via the discharge 39 from the pyrolysis reactor to the gasifier 24.
Een overschot aan in het proces gevormde gasvormige pyrolyseproducten kan via een spuileiding 40 worden afgevoerd.A surplus of gaseous pyrolysis products formed in the process can be discharged via a discharge pipe 40.
Een alternatieve uitvoeringsvorm is die waarbij de pyrolyse en verbranding zijn geïntegreerd in één systeem. Fig. 4 toont dit met een schematische perspectivische weergave van een IFB-reactor, die de vergassing en pyrolyse integreert. Een IFB-reactor volgens fïg.4 omvat de compartimenten 40 en 41 van de pyrolysereactor, evenals de compartimenten 42 en 43 van de vergasser, die onderling zijn gescheiden, een enkele gemeenschappelijke warmteoverdragende wand. Een gemeenschappelijke scheidingswand 58 scheidt de compartimenten 40, 41 van de compartimenten 42 en 43. Alle compartimenten 40-43 zijn omgeven door een gemeenschappelijke buitenwand 57. Hierdoor is de totale hoogte van alle compartimenten in principe gelijk. De compartimenten 40, 41 staan onderling met elkaar in verbinding via een gemeenschappelijk vrijboord 59. De compartimenten 42 en 43 zijn verbonden via een vrijboord 60. Het compartiment 41 van de pyrolysezone staat in verbinding met het compartiment 42 van de vergassingszone via ! 1 00974 5An alternative embodiment is where the pyrolysis and combustion are integrated in one system. Fig. 4 shows this with a schematic perspective view of an IFB reactor, which integrates gasification and pyrolysis. An IFB reactor according to Fig. 4 comprises the compartments 40 and 41 of the pyrolysis reactor, as well as the compartments 42 and 43 of the gasifier, which are mutually separated, a single common heat transfer wall. A common dividing wall 58 separates compartments 40, 41 from compartments 42 and 43. All compartments 40-43 are surrounded by a common outer wall 57. As a result, the total height of all compartments is in principle the same. The compartments 40, 41 are mutually connected via a common freeboard 59. The compartments 42 and 43 are connected via a freeboard 60. The compartment 41 of the pyrolysis zone communicates with the compartment 42 of the gasification zone via! 1 00974 5
-I-I
' 9 een of meerdere openingen in de scheidingswand 58, iets boven de gasverdeelplaat van het fluïde bed. Hetzelfde geldt voor de verbinding tussen het compartiment 43 en het compartiment 40, welke wordt gevormd door een opening 54,55 in de scheidingswand 58.9 one or more openings in the partition wall 58, slightly above the gas distribution plate of the fluid bed. The same applies to the connection between the compartment 43 and the compartment 40, which is formed by an opening 54, 55 in the dividing wall 58.
De werking van de in fig.4 getoonde reactor kan worden voorgesteld als een systeem van vier communicerende vaten. In gas-gefluïdiseerde vastestofsystemen kunnen tussen twee aangrenzende compartimenten dichtheidsverschillen worden gecreëerd door de compartimenten elk met een andere gassnelheid te fluïdiseren. Door de compartimenten 40 en 42 met een relatief hoge snelheid te fluïdiseren en de compartimenten 41 en 43 met een relatief lage snelheid te fluïdiseren vindt deeltjestransport plaats door het systeem van de vier compartimenten vanuit het compartiment 40, via het vrijboord 59 naar het compartiment 41 en via de aan de onderzijde gelegen opening naar de onderzijde van het compartiment 42. Vanuit het compartiment 42 vindt deeltjestransport plaats via het vrijboord 60 en vanaf de onderzijde van het compartiment 43 via de openingen 54 en 55 ’ terug naar het compartiment 40.The operation of the reactor shown in Figure 4 can be imagined as a system of four communicating vessels. In gas-fluidized solids systems, density differences can be created between two adjacent compartments by fluidizing the compartments each at a different gas velocity. By fluidizing the compartments 40 and 42 at a relatively high speed and fluidizing the compartments 41 and 43 at a relatively low speed, particle transport takes place through the system of the four compartments from the compartment 40, via the freeboard 59 to the compartment 41 and via the bottom opening to the bottom of the compartment 42. Particle transport takes place from the compartment 42 via the freeboard 60 and from the bottom of the compartment 43 via the openings 54 and 55 'back to the compartment 40.
Aan de bovenzijde is de IFB-reactor afgesloten met een kap 60 met een eerste compartiment 61 dat aansluit op compartimenten 40,41 en dat gescheiden is van een tweede compartiment 62 dat Γ aansluit op de compartimenten 42, 43 van de vergassingszone. De kap 60 is voorzien van een : tussenschot 63 dat aansluit op de scheidingswand 58.At the top, the IFB reactor is closed with a hood 60 with a first compartment 61 connecting to compartments 40,41 and separated from a second compartment 62 connecting de to compartments 42, 43 of the gasification zone. The cap 60 is provided with a partition 63 which connects to the dividing wall 58.
In de constructie volgens fig.4 kan de brander om de warmte van de endotherme reacties (pyrolyse en vergassing) te leveren zowel buiten de reactor in een aparte riser zijn gelegen volgens de schematisch uitwerking van fig.3, of kan deze binnen het compartiment 41 van de pyrolysezone zijn opgenomen volgens de schematische weergave van fig. 5.In the construction of Figure 4, to provide the heat of the endothermic reactions (pyrolysis and gasification), the burner may be located outside the reactor in a separate riser according to the schematic drawing of Figure 3, or it may be within compartment 41 of the pyrolysis zone are shown according to the schematic representation of Fig. 5.
Doordat de pyrolysezone 41 en de vergassingszone 43 met een relatief lage snelheid worden ~ gefluïdiseerd terwijl de pyrolysezone 40 en de vergassingszone 42 met een relatief hoge snelheid worden gefluïdiseerd, treedt een deeltjestransport door het systeem op in de richting van de eerste pyrolysezone 40 naar de tweede vergassingszone 43. Hierbij hebben de pyrolysezone 41 en de vergassingszone 43 als primaire functie het transporteren van deeltjes maar vormen zij tevens een extra reactortrap in de tweetrapsconversie en vindt in belangrijke mate warmteuitwisseling tussen het bedmateriaal en de vaste pyrolyseproducten plaats. Aangezien de gemiddelde verblijftijd van de deeltjes in de pyrolysereactor 41 en in de vergasser 43 in het algemeen kort is zijn de afmetingen “ (d.w.z. het bedoppervlak) relatief klein zodat voor fluïdisatie slechts kleine hoeveelheden gas nodig zijn. Verder kan één van de laag gefluïdiseerde compartimenten 41, 43 worden gebruikt voor de 1 00974 5 ' 10 regeling van het deeltj estransport door de reactor.Because the pyrolysis zone 41 and the gasification zone 43 are fluidized at a relatively low speed while the pyrolysis zone 40 and the gasification zone 42 are fluidized at a relatively high speed, a particle transport through the system occurs in the direction of the first pyrolysis zone 40 to the second gasification zone 43. Here, the pyrolysis zone 41 and the gasification zone 43 have the primary function of transporting particles, but they also form an additional reactor stage in the two-stage conversion and heat exchange takes place to an important extent between the bed material and the solid pyrolysis products. Since the average residence time of the particles in the pyrolysis reactor 41 and in the gasifier 43 is generally short, the dimensions (i.e. the bed surface) are relatively short so that only small amounts of gas are required for fluidization. Furthermore, one of the low fluidized compartments 41, 43 can be used for controlling the particle transport through the reactor.
Fluïdisatie van de pyrolyse- en/of vergassingsreactor kan worden verhoogd door recirculatie van de pyrolysegassen of het vergassingsproduct. Dit laatste samen met de stoom die toch al moet worden aangevoerd.Fluidization of the pyrolysis and / or gasification reactor can be increased by recirculation of the pyrolysis gases or the gasification product. The latter together with the steam that must already be supplied.
Fig.5 toont een interconnected fluid bed-systeem (IFB) met een tweetal pyrolysezones 40, 41 en een tweetal vergassingszones 42, 43. De biomassa wordt via een eerste toevoer 44 in de eerste pyrolysezone 1 gebracht. De gasvormige pyrolyseproducten worden via een afVoer 45 uit de pyrolysezones 40, 41 naar een externe brander 46 geleid en worden deels gerecirculeerd naar toevoeren 47 en 48. In de tweede pyrolysezone 41 wordt het gerecirculeerde pyrolysegas in een inwendige verbrandingszone 49 verbrand onder toevoeging van lucht via toevoer 50. Warm bedmateriaal en vaste verkolingsproducten treden via een toevoer 51, die nabij de onderzijde van de vergasser 42 is gelegen, de eerste vergasser 42 binnen waar zij gedeeltelijk worden omgezet in productgas. Aan de bovenzijde van de eerste vergassingszone treden de resterende verkolingsproducten de tweede vergassingszone 43 binnen. Het productgas wordt via een afVoer 53 uit de vergassingszones 42 en 43 afgevoerd. Het afgekoelde bedmateriaal wordt via een afVoer 54 teruggeleid naar een toevoer 55 van de eerste pyrolysezone 40. Met de externe brander 46 wordt stoom gegenereerd die via een stoomleiding 56 is verbonden met de eerste en tweede vergassers 42, 43.Fig. 5 shows an interconnected fluid bed system (IFB) with two pyrolysis zones 40, 41 and two gasification zones 42, 43. The biomass is introduced into the first pyrolysis zone 1 via a first feed 44. The gaseous pyrolysis products are led from the pyrolysis zones 40, 41 via an exhaust 45 to an external burner 46 and are partly recycled to feeds 47 and 48. In the second pyrolysis zone 41, the recycled pyrolysis gas is burned in an internal combustion zone 49 with the addition of air via feed 50. Hot bed material and solid carbonization products enter the first gasifier 42 through a feed 51 located near the bottom of the gasifier 42 where they are partially converted into product gas. At the top of the first gasification zone, the remaining carbonization products enter the second gasification zone 43. The product gas is discharged from the gasification zones 42 and 43 via a discharge 53. The cooled bed material is returned via a discharge 54 to a supply 55 of the first pyrolysis zone 40. The external burner 46 generates steam which is connected via a steam pipe 56 to the first and second gasifiers 42, 43.
i 1 00974 5i 1 00974 5
Claims (9)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1009745A NL1009745C2 (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Method and device for forming synthesis gas from biomass and residues. |
| PCT/NL1999/000481 WO2000006671A1 (en) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | Method and device for forming synthesis gas from biomass and residual materials |
| EP99937102A EP1114128A1 (en) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | Method and device for forming synthesis gas from biomass and residual materials |
| AU51992/99A AU5199299A (en) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | Method and device for forming synthesis gas from biomass and residual materials |
| JP2000562455A JP2002521553A (en) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | Method and apparatus for producing synthesis gas from biomass and residual material |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1009745 | 1998-07-27 | ||
| NL1009745A NL1009745C2 (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Method and device for forming synthesis gas from biomass and residues. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1009745C2 true NL1009745C2 (en) | 2000-01-28 |
Family
ID=19767567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1009745A NL1009745C2 (en) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | Method and device for forming synthesis gas from biomass and residues. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1114128A1 (en) |
| JP (1) | JP2002521553A (en) |
| AU (1) | AU5199299A (en) |
| NL (1) | NL1009745C2 (en) |
| WO (1) | WO2000006671A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10336579B2 (en) | 2016-03-29 | 2019-07-02 | Otis Elevator Company | Metal coating of load bearing member for elevator system |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19942398A1 (en) * | 1999-09-06 | 2001-03-15 | Guenther O Schenk | Process for storing solar energy |
| EP1312662A3 (en) * | 2001-05-07 | 2003-09-24 | Cirad-Foret | Biomass gasification process, and apparatus, and their applications |
| EP1696177A1 (en) * | 2005-02-28 | 2006-08-30 | Drechsler, Daniel | Integrated multifuel gasification process |
| CH697942B1 (en) * | 2005-10-07 | 2009-03-31 | Solenia S A | Procedure and plant for the transformation of organic materials in the gas and coal. |
| CN100445351C (en) * | 2005-10-18 | 2008-12-24 | 中国石油大学(华东) | Double lift pipe circulation fluidized bed coal gasifying device |
| KR20080067676A (en) * | 2005-10-21 | 2008-07-21 | 테일러 바이오매스 에너지, 엘엘씨 | Process and system for gasification with in-situ tar removal |
| JP4965873B2 (en) * | 2006-03-10 | 2012-07-04 | 国立大学法人東京工業大学 | Energy carrier and conversion material used in woody biomass energy conversion method and system |
| DE102007012452B4 (en) | 2007-03-15 | 2014-01-16 | SynCraft Enegineering GmbH | carburettor |
| CN101157866B (en) * | 2007-11-08 | 2011-06-01 | 杨明得 | Large-scale straw charring production method and charring kiln |
| DE102008009809A1 (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-20 | Karl-Heinz Tetzlaff | Method and device for using garbage for the production of synthesis gas |
| ES2327019B1 (en) * | 2008-04-21 | 2010-08-10 | Jose Grau Almirall | PROCEDURE FOR THE PIROLISIS OF A BIOMASS LOAD AND AFTER CARBON GASIFICATION OBTAINED THROUGH THESE PIROLISIS AND REACTOR TO CARRY OUT IT. |
| CN101418238B (en) * | 2008-12-01 | 2012-02-29 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | High temperature gasification technological process and system for preparing synthesis gas by using biomass |
| CN101418239B (en) * | 2008-12-01 | 2011-12-21 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | High temperature gasification technological process and system for preparing synthesis gas by using biomass |
| CN101418240B (en) * | 2008-12-01 | 2012-05-30 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | High temperature gasification technological process and system for preparing synthesis gas by using biomass |
| CN101818081B (en) * | 2010-03-23 | 2013-04-24 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | Process and system for manufacturing synthesis gas from biomass by carbonization |
| NL2004898C2 (en) | 2010-06-16 | 2011-12-20 | Stichting Energie | Pyrolysis of lignin. |
| DE102012010542A1 (en) | 2011-12-20 | 2013-06-20 | CCP Technology GmbH | METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING SYNTHESEGAS |
| FI125685B (en) | 2012-11-09 | 2016-01-15 | Valmet Technologies Oy | Method for performing pyrolysis and pyrolysis apparatus |
| CN103436279A (en) * | 2013-08-07 | 2013-12-11 | 何巨堂 | Technology for series-connection use of coal gas in carbon material dry-distillation process and carbon material gasification process |
| DE102013018074B3 (en) * | 2013-11-28 | 2015-04-02 | CCP Technology GmbH | HIGH OVEN AND METHOD FOR OPERATING A HIGH-OPEN |
| CN103923705B (en) * | 2014-03-25 | 2016-01-06 | 东南大学 | Gasifying biomass produces the device and method of hydrogen-rich gas |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4002438A (en) * | 1975-01-22 | 1977-01-11 | Joseph Fleming | Organic conversion system |
| US4211606A (en) * | 1975-08-19 | 1980-07-08 | Chikul Olga S | Method for thermal processing bitumen-containing materials and device for realization of same |
| WO1980002563A1 (en) * | 1979-05-22 | 1980-11-27 | Lambiotte Usines | Process for a complete gasification of carbon aceous materials |
| US4397656A (en) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Mobil Oil Corporation | Process for the combined coking and gasification of coal |
| US4405339A (en) * | 1980-08-07 | 1983-09-20 | Mittetu Chemical Engineering, Ltd. | Process and apparatus for gasifying combustible materials |
| EP0219163A2 (en) * | 1985-10-09 | 1987-04-22 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Process and apparatus for producing a hydrogen-containing gas |
| DE19618213A1 (en) * | 1996-05-07 | 1997-11-13 | Petersen Hugo Verfahrenstech | Fuel gas production from e.g. organic waste matter in two stage process |
-
1998
- 1998-07-27 NL NL1009745A patent/NL1009745C2/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-07-27 AU AU51992/99A patent/AU5199299A/en not_active Abandoned
- 1999-07-27 WO PCT/NL1999/000481 patent/WO2000006671A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-07-27 EP EP99937102A patent/EP1114128A1/en not_active Withdrawn
- 1999-07-27 JP JP2000562455A patent/JP2002521553A/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4002438A (en) * | 1975-01-22 | 1977-01-11 | Joseph Fleming | Organic conversion system |
| US4211606A (en) * | 1975-08-19 | 1980-07-08 | Chikul Olga S | Method for thermal processing bitumen-containing materials and device for realization of same |
| WO1980002563A1 (en) * | 1979-05-22 | 1980-11-27 | Lambiotte Usines | Process for a complete gasification of carbon aceous materials |
| US4405339A (en) * | 1980-08-07 | 1983-09-20 | Mittetu Chemical Engineering, Ltd. | Process and apparatus for gasifying combustible materials |
| US4397656A (en) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Mobil Oil Corporation | Process for the combined coking and gasification of coal |
| EP0219163A2 (en) * | 1985-10-09 | 1987-04-22 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Process and apparatus for producing a hydrogen-containing gas |
| DE19618213A1 (en) * | 1996-05-07 | 1997-11-13 | Petersen Hugo Verfahrenstech | Fuel gas production from e.g. organic waste matter in two stage process |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10336579B2 (en) | 2016-03-29 | 2019-07-02 | Otis Elevator Company | Metal coating of load bearing member for elevator system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002521553A (en) | 2002-07-16 |
| AU5199299A (en) | 2000-02-21 |
| WO2000006671A1 (en) | 2000-02-10 |
| EP1114128A1 (en) | 2001-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1009745C2 (en) | Method and device for forming synthesis gas from biomass and residues. | |
| US9261274B2 (en) | Supplemental fuel to combustor of dual fluidized bed gasifier | |
| US20230121665A1 (en) | System and Method for Flexible Conversion of Feedstock to Oil and Gas | |
| US9255232B2 (en) | Gasification system and method | |
| Pfeifer et al. | Next generation biomass gasifier | |
| US20090094893A1 (en) | Method and Device for Optimised Fluidised Bed Gasification | |
| WO2017023985A1 (en) | All-steam gasification with carbon capture | |
| US4490157A (en) | Indirectly heated fluidized bed gasifier | |
| US4415431A (en) | Integrated oxygasification and hydropyrolysis process for producing liquid and gaseous hydrocarbons |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20040201 |