NL1030189C2 - Biogas purification apparatus, contains bed comprising carbon particles and base particles of a material other than carbon - Google Patents
Biogas purification apparatus, contains bed comprising carbon particles and base particles of a material other than carbon Download PDFInfo
- Publication number
- NL1030189C2 NL1030189C2 NL1030189A NL1030189A NL1030189C2 NL 1030189 C2 NL1030189 C2 NL 1030189C2 NL 1030189 A NL1030189 A NL 1030189A NL 1030189 A NL1030189 A NL 1030189A NL 1030189 C2 NL1030189 C2 NL 1030189C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- bed
- product gas
- carbon particles
- granular material
- reactor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/06—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
- B01D53/08—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds according to the "moving bed" method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0431—Beds with radial gas flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- 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
- C10J3/72—Other features
- C10J3/82—Gas withdrawal means
- C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
- C10K1/026—Dust removal by centrifugal forces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/20—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by treating with solids; Regenerating spent purifying masses
- C10K1/30—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by treating with solids; Regenerating spent purifying masses with moving purifying masses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/18—Gas cleaning, e.g. scrubbers; Separation of different gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/70—Non-metallic catalysts, additives or dopants
- B01D2255/702—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
- B01D2257/202—Single element halogens
- B01D2257/2025—Chlorine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/05—Biogas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
- B01D2259/4141—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
- B01D2259/4143—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged as a mixture
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
Description
1 ·1 ·
Inrichting en werkwijze voor het reinigen van een uit biomassa gevormd productgasDevice and method for cleaning a product gas formed from biomass
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het reinigen van een uit biomassa gevormd productgas, dat is verontreinigd met ten minste teer, welke 5 inrichting is voorzien van een reactor, waarin een bed van een korrelvormig materiaal is aangebracht, een invoer voor het toevoeren van het verontreinigde productgas aan de reactor, alsmede een productafvoer voor het afvoeren van productgas dat vanuit de invoer door het bed is geleid.The invention relates to a device for cleaning a product gas formed from biomass, which is contaminated with at least tar, which device is provided with a reactor in which a bed of a granular material is arranged, an input for supplying the contaminated product gas to the reactor, as well as a product discharge for discharging product gas that has been led from the inlet through the bed.
De milieuvriendelijke energiewinning uit biomassa staat in toenemende mate in 10 de belangstelling als gevolg van het klimaatprobleem en de uitputting van fossiele energiebronnen. Biomassa is aanwezig in biologisch afbreekbaar industrieel en huishoudelijk afval, zoals GFT-afval en oud papier. Ook biologisch afbreekbare producten, zoals geteelde gewassen, afvalstoffen en residuen van de landbouw en andere bedrijfstakken bevatten biomassa, bijvoorbeeld gemaaid gras, sloophout en 15 snoeihout.The environmentally-friendly energy extraction from biomass is receiving increasing attention as a result of the climate problem and the depletion of fossil energy sources. Biomass is present in biodegradable industrial and household waste, such as organic waste and waste paper. Biodegradable products, such as cultivated crops, waste and residues from agriculture and other branches of industry, also contain biomass, for example mown grass, scrap wood and prunings.
Een reinigingsinrichting voor uit biomassa geproduceerd verontreinigd productgas is bekend. Door vergassing en pyrolyse van biomassa is het productgas gevormd. Het productgas is bijvoorbeeld een gasmengsel, dat CO, H2, CH4 en eventueel hogere koolwaterstoffen omvat. De in de biomassa aanwezige vaste koolstof 20 of houtskool (“char”) zal in verband met de lage snelheid van vergassing slechts in geringe mate vergassen. Het geproduceerde productgas zal daarom zijn verontreinigd met vaste onvergaste koolstofdeeltjes, die als stof in het productgas voorkomen. Bovendien ontstaat door vergassing en pyrolyse een aanzienlijke teerverontreiniging in het geproduceerde productgas. De teerconcentratie in het productgas is relatief hoog.A cleaning device for contaminated product gas produced from biomass is known. The product gas is formed by gasification and pyrolysis of biomass. The product gas is, for example, a gas mixture comprising CO, H2, CH4 and optionally higher hydrocarbons. The solid carbon or charcoal (“char”) present in the biomass will only gasify to a small extent due to the low rate of gasification. The product gas produced will therefore be contaminated with solid ungassed carbon particles, which occur as a substance in the product gas. Moreover, gas and pyrolysis cause considerable tar pollution in the product gas produced. The tar concentration in the product gas is relatively high.
25 Het brandbare productgas is slechts na verdere behandeling geschikt als brandstof.The combustible product gas is only suitable as a fuel after further treatment.
Bij de bekende reinigingsinrichting bestaat het korrelvormig materiaal van het bed uit koolstofdeeltjes. De koolstof vormt een katalysator voor de afbraak van teer in het productgas. De contacttijd van het productgas en de koolstof moet echter voldoende lang zijn, bijvoorbeeld ongeveer 1 seconde, om de teerconcentratie in het productgas te 30 verlagen tot een aanvaardbaar niveau. Het bed moet hiervoor een relatief dikke laag van koolstofdeeltjes omvatten. Tijdens het doorvoeren van het productgas door een dergelijke dikke laag kan verdichting van de koolstofdeeltjes optreden - de laag losse koolstofdeeltjes verandert in een opeengepakte, vrijwel ondoordringbare structuur. Dit 1 0 3 0 1 8 9 2 geeft aanleiding tot een aanzienlijke drukval over de reinigingsinrichting. De verdichting kan zelfs verstopping van de reinigingsinrichting veroorzaken.In the known cleaning device, the granular material of the bed consists of carbon particles. The carbon forms a catalyst for the degradation of tar in the product gas. However, the contact time of the product gas and the carbon must be sufficiently long, for example about 1 second, to lower the tar concentration in the product gas to an acceptable level. For this, the bed must comprise a relatively thick layer of carbon particles. During the passage of the product gas through such a thick layer, compaction of the carbon particles can occur - the layer of loose carbon particles changes into a packed, almost impenetrable structure. This 1 0 3 0 1 8 9 2 gives rise to a considerable pressure drop over the cleaning device. The compaction can even cause clogging of the cleaning device.
Een doel van de uitvinding is een inrichting voor het reinigen van uit biomassa geproduceerd productgas te verschaffen, waarbij het risico van verstopping is 5 gereduceerd.An object of the invention is to provide a device for cleaning product gas produced from biomass, wherein the risk of clogging is reduced.
Dit doel is volgens de uitvinding bereikt doordat het korrelvormig materiaal ten minste koolstofdeeltjes, en van koolstof verschillende basisdeeltjes omvat. De stroming van verontreinigd productgas wordt volgens de uitvinding door het bed van een mengsel van basisdeeltjes en koolstofdeeltjes geleid. In het bed van basisdeeltjes, die 10 zijn gemaakt van een ander materiaal dan koolstof, zoals zandkorrels, zijn losse koolstofdeeltjes vermengd. Die koolstofdeeltjes verlagen de teerconcentratie in voldoende mate. Tegelijkertijd verhinderen de basisdeeltjes in het bed dat de koolstofdeeltjes in het bed kunnen verdichten. Het risico van verstopping is derhalve gereduceerd.This object is achieved according to the invention in that the granular material comprises at least carbon particles, and base particles that differ from carbon. According to the invention, the flow of contaminated product gas is passed through the bed of a mixture of base particles and carbon particles. In the bed of base particles made of a material other than carbon, such as sand grains, loose carbon particles are mixed. Those carbon particles sufficiently reduce the tar concentration. At the same time, the base particles in the bed prevent the carbon particles in the bed from compacting. The risk of blockage is therefore reduced.
15 Het verlagen van de teerconcentratie door middel van de koolstofdeeltjes kan volgens de uitvinding plaatsvinden via katalyseren van teerafbraak of adsorberen van teer. Als de koolstofdeeltjes en het productgas in het bed van korrelvormig materiaal in contact met elkaar zijn bij een temperatuur van 800-1000°C, zoals in hoofdzaak 900°C, vormt de koolstof een katalysator voor de afbraak van teer in het productgas. De 20 teermoleculen worden met de koolstof als katalysator afgebroken. Indien daarentegen de koolstofdeeltjes en het productgas in het bed van korrelvormig materiaal in contact met elkaar zijn bij een temperatuur die lager is dan 300°C, bij voorkeur lager dan 200°C, vormt de koolstof een adsorbens voor teer. De koolstofdeeltjes binden dan de teermoleculen.According to the invention, lowering of the tar concentration by means of the carbon particles can take place via catalysing of tar breakdown or tar adsorption. When the carbon particles and the product gas in the bed of granular material are in contact with each other at a temperature of 800-1000 ° C, such as substantially 900 ° C, the carbon forms a catalyst for the degradation of tar in the product gas. The tar molecules are degraded with the carbon as catalyst. On the other hand, if the carbon particles and the product gas in the bed of granular material are in contact with each other at a temperature lower than 300 ° C, preferably lower than 200 ° C, the carbon forms an adsorbent for tar. The carbon particles then bind the tar molecules.
25 In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de reactor voorzien van een afvoer voor het zodanig afvoeren van ten minste korrelvormig materiaal uit het bed, dat het bed van een korrelvormig materiaal beweegbaar is. Door het afvoeren van korrelvormig materiaal uit het bed is tijdens bedrijf een bewegend bed in de reactor gevormd, een zogenaamd bewegend granulair bed. Doordat het bed volgens de 30 uitvinding een bewegend bed is, neemt het risico van verdichting van koolstofdeeltjes verder af. De koolstofdeeltjes blijven vermengd met de basisdeeltjes.In an embodiment of the invention, the reactor is provided with a discharge for discharging at least granular material from the bed such that the bed is movable from a granular material. Due to the removal of granular material from the bed, a moving bed is formed in the reactor during operation, a so-called moving granular bed. Because the bed according to the invention is a moving bed, the risk of compacting carbon particles further decreases. The carbon particles remain mixed with the basic particles.
Het verdient volgens de uitvinding de voorkeur, dat het aan de reactor toe te voeren productgas is verontreinigd met koolstofdeeltjes, en de reactor is voorzien van 1 0 3 0 1 8 9 3 scheidingsmiddelen voor het ten minste gedeeltelijk scheiden van koolstofdeeltjes uit het via de invoer toegevoerde productgas, waarbij de scheidingsmiddelen in verbinding zijn met het bed voor het toevoeren van die uit het productgas gescheiden koolstofdeeltjes aan het bed, en waarbij de scheidingsmiddelen in verbinding zijn met 5 ten minste een kanaal voor het toevoeren van het productgas, waaruit die koolstofdeeltjes zijn gescheiden, aan het bed.According to the invention, it is preferred that the product gas to be fed to the reactor is contaminated with carbon particles, and the reactor is provided with separating means for at least partially separating carbon particles from the via the inlet supplied product gas, wherein the separating means are in communication with the bed for supplying those carbon particles separated from the product gas to the bed, and wherein the separating means are in communication with at least one channel for supplying the product gas from which said carbon particles are separated at the bedside.
In het algemeen heeft het onbehandelde uit een vergasser stromende productgas niet alleen een relatief hoge concentratie teer, maar is het productgas uit een vergasser ook verontreinigd met houtskool of “char”. De houtskool is als vaste koolstofdeeltjes in 10 het productgas aanwezig. De scheidingsmiddelen scheiden dergelijke koolstofdeeltjes van het via de invoer toegevoerde productgas. De scheiding kan overigens vrij grof zijn, d.w.z. het aan het kanaal toegevoerde productgas zal nog koolstofdeeltjes bevatten. De koolstofdeeltjes, die door de scheidingsmiddelen uit het productgas zijn afgescheiden, worden aan het bewegende bed toegevoerd. De in het bed 15 terechtgekomen koolstofdeeltjes vermengen in het bewegende bed met de korrelvormige basisdeeltjes. Vanuit de scheidingsmiddelen stroomt het overgebleven verontreinigde productgas in het kanaal, dat uitmondt in het bed. Nadat het productgas vanuit het kanaal in het bed is gestroomd, zal teer in het productgas daaruit worden verwijderd. Die teer in het productgas zal immers, afhankelijk van de temperatuur van 20 het korrelvormige bed, chemisch worden afgebroken door de aanwezigheid van koolstofdeeltjes als katalysator of worden geadsorbeerd door de koolstofdeeltjes. De relatief hoge teerconcentratie in het productgas neemt hierdoor af tot een eindconcentratie teer, die lager is dan de beginconcentratie teer.In general, the untreated product gas flowing from a gasifier not only has a relatively high concentration of tar, but the product gas from a gasifier is also contaminated with charcoal or char. The charcoal is present as solid carbon particles in the product gas. The separating means separate such carbon particles from the product gas supplied via the input. The separation can, incidentally, be quite coarse, i.e. the product gas supplied to the channel will still contain carbon particles. The carbon particles separated from the product gas by the separating means are supplied to the moving bed. The carbon particles that end up in the bed 15 mix in the moving bed with the granular base particles. The remaining contaminated product gas flows from the separating means into the channel, which flows into the bed. After the product gas has flowed from the channel into the bed, tar in the product gas will be removed therefrom. After all, that tar in the product gas will, depending on the temperature of the granular bed, be chemically degraded by the presence of carbon particles as a catalyst or be adsorbed by the carbon particles. As a result, the relatively high tar concentration in the product gas decreases to a final tar concentration, which is lower than the initial tar concentration.
In het bed bevinden zich derhalve koolstofdeeltjes als katalysator voor 25 teerafbraak of als adsorbens voor teer, die volgens deze voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding afkomstig zijn uit het verontreinigde productgas zelf. Hierdoor worden de uit het verontreinigde productgas verwijderde koolstofdeeltjes nuttig toegepast, hetgeen het totale rendement van de productie van brandstof uit biomassa gunstig beïnvloedt.The bed therefore contains carbon particles as a catalyst for tar degradation or as adsorbent for tar, which according to this preferred embodiment of the invention originate from the contaminated product gas itself. As a result, the carbon particles removed from the contaminated product gas are usefully applied, which has a favorable effect on the total efficiency of the production of fuel from biomass.
Het verdient volgens de uitvinding de voorkeur, dat de deeltjesgrootte van de 30 basisdeeltjes van het bed groter is dan de deeltjesgrootte van de koolstofdeeltjes. Het mengsel van korrelvormig materiaal, omvattende de basisdeeltjes en de koolstofdeeltjes, heeft hierdoor minder gelegenheid samen te pakken tot een verdichte laag.According to the invention, it is preferred that the particle size of the base particles of the bed be larger than the particle size of the carbon particles. The mixture of granular material, comprising the basic particles and the carbon particles, therefore has less opportunity to compact into a compacted layer.
1030189_ 41030189_ 4
In het bijzonder is de reinigingsinrichting volgens de uitvinding geschikt voor het reinigen van een geproduceerd verontreinigd productgas, waarbij de koolstofdeeltjes een gemiddelde deeltjesgrootte bezitten van in hoofdzaak kleiner dan 200 μιη, bij voorkeur in hoofdzaak kleiner dan 100 pm, zoals in hoofdzaak kleiner dan 10 pm. Een 5 productiegas dat is geproduceerd in een wervelbedvergasser leidt bijvoorbeeld tot verontreiniging met dergelijke relatief fijne koolstofdeeltjes, die in het bijzonder gevoelig voor verdichting zijn. Naast dergelijke fijne koolstofdeeltjes bevat het productgas uit een wervelbedvergasser overigens meestal verder een kleine hoeveelheid grotere koolstofdeeltjes.In particular, the cleaning device according to the invention is suitable for cleaning a produced contaminated product gas, wherein the carbon particles have an average particle size of substantially less than 200 µm, preferably substantially less than 100 µm, such as substantially less than 10 µm . For example, a production gas produced in a fluid bed gasifier leads to contamination with such relatively fine carbon particles, which are particularly sensitive to compaction. In addition to such fine carbon particles, the product gas from a fluidized bed gasifier usually furthermore also contains a small amount of larger carbon particles.
10 De reinigingsinrichting volgens de uitvinding kan dit productiegas uit een wervelbedvergasser reinigen. Hierbij worden dergelijke fijne koolstofdeeltjes gebruikt voor teerafbraak, terwijl verdichting daarvan niet of nauwelijks optreedt door de vermenging met de basisdeeltjes. Behalve wervelbedvergassers kunnen andere vergassers of installaties voor het produceren van productgas uit biomassa eveneens 15 leiden tot dergelijke relatief fijne koolstofdeeltjes.The cleaning device according to the invention can clean this production gas from a fluidised bed gasifier. Here, such fine carbon particles are used for tar degradation, while compaction thereof does not or hardly occur due to the mixing with the base particles. In addition to fluidized bed gasifiers, other gasifiers or installations for producing product gas from biomass can also lead to such relatively fine carbon particles.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de gemiddelde deeltjesgrootte van de basisdeeltjes in hoofdzaak groter dan 0,1 mm, bij voorkeur in hoofdzaak groter dan 0,3 mm, zoals in hoofdzaak tussen 1 en 2 mm. Hierdoor is het risico van verstopping door verdichting van koolstofdeeltjes minimaal, zelfs indien de koolstofdeeltjes relatief fijn 20 zijn.In an embodiment of the invention, the average particle size of the base particles is substantially larger than 0.1 mm, preferably substantially larger than 0.3 mm, such as substantially between 1 and 2 mm. As a result, the risk of clogging due to compaction of carbon particles is minimal, even if the carbon particles are relatively fine.
Volgens de uitvinding kunnen de basisdeeltjes op verschillende manieren zijn uitgevoerd. De basisdeeltjes omvatten bijvoorbeeld zandkorrels. Zand vormt een inert materiaal. In plaats van inerte deeltjes kunnen de basisdeeltjes van het korrelvormige materiaal volgens de uitvinding ook chemisch actieve deeltjes omvatten. Bijvoorbeeld 25 is het volgens de uitvinding mogelijk, dat de basisdeeltjes een anorganisch mineraal omvatten, zoals olivijn en/of dolomiet. Dergelijke anorganische minerale basisdeeltjes zijn katalytisch actief voor teerafbraak, waardoor de teerconcentratie van het , afgevoerde productgas verder kan reduceren. !According to the invention, the basic particles can be designed in various ways. The basic particles comprise, for example, sand grains. Sand forms an inert material. Instead of inert particles, the basic particles of the granular material according to the invention may also comprise chemically active particles. For example, it is possible according to the invention that the basic particles comprise an inorganic mineral, such as olivine and / or dolomite. Such inorganic mineral base particles are catalytically active for tar degradation, whereby the tar concentration of the discharged product gas can be further reduced. !
Daarnaast is het volgens de uitvinding mogelijk, dat de basisdeeltjes adsorbentia 30 omvatten, die zijn bestemd voor het verwijderen van andere verontreinigingen dan teer, zoals zwavel en/of chloor. Door het vermengen of zelfs vervangen van zandkorrels door adsorbentia, zoals ijzeroxide voor de verwijdering van zwavel, is verdere reiniging mogelijk zonder de teerafbraak of adsorptie van teer te beïnvloeden.In addition, it is possible according to the invention that the basic particles comprise adsorbents which are intended for removing contaminants other than tar, such as sulfur and / or chlorine. By mixing or even replacing sand grains with adsorbents, such as iron oxide for the removal of sulfur, further cleaning is possible without influencing the tar degradation or adsorption of tar.
1 0 3 0 1 8 9_ 51 0 3 0 1 8 9_ 5
De scheidingsmiddelen kunnen volgens de uitvinding op verschillende manieren zijn uitgevoerd. Bijvoorbeeld zijn de scheidingsmiddelen voorzien van een stromingswand, die tussen de invoer van de reactor en het kanaal is aangebracht. De stromingswand is zodanig aangebracht ten opzichte van de invoer en het kanaal, dat de 5 stroming van het toegevoerde verontreinigde productgas radiaal naar buiten afbuigt. De koolstofdeeltjes worden daarbij naar buiten geslingerd. Een aanzienlijk deel van de in het productgas aanwezige koolstofdeeltjes komt hierdoor terecht op het bed van korrel vormig materiaal. Daarentegen stroomt het productgas onder invloed van de stromingsweerstand van het bed langs de stromingswand radiaal naar binnen naar het 10 kanaal. De stromingswand veroorzaakt derhalve een scheiding van de koolstofdeeltjes uit het productgas. De teerconcentratie van het productgas in het kanaal is in hoofdzaak onveranderd. Overigens kan dit productgas een relatief kleine hoeveelheid koolstofdeeltjes hebben meegenomen tot in het kanaal.The separating means can be designed according to the invention in various ways. The separating means are for instance provided with a flow wall, which is arranged between the inlet of the reactor and the channel. The flow wall is arranged relative to the inlet and the channel such that the flow of the supplied contaminated product gas deflects radially outwards. The carbon particles are thereby thrown out. A considerable part of the carbon particles present in the product gas end up on the bed of granular material. On the other hand, the product gas flows radially inwards to the channel under the influence of the flow resistance of the bed along the flow wall. The flow wall therefore causes a separation of the carbon particles from the product gas. The tar concentration of the product gas in the channel is essentially unchanged. Incidentally, this product gas may have carried a relatively small amount of carbon particles into the channel.
Als alternatief voor de stromingswand kunnen de scheidingsmiddelen 15 bijvoorbeeld een cycloon omvatten. De cycloon kan de koolstofdeeltjes ten opzichte van het productgas scheiden door middel van centrifugale krachten.As an alternative to the flow wall, the separating means 15 can for instance comprise a cyclone. The cyclone can separate the carbon particles from the product gas by means of centrifugal forces.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is het kanaal voorzien van een buis, die is aangebracht in het bed, waarbij de scheidingsmiddelen in verbinding zijn met de buis voor het daaraan toevoeren van het productgas, en waarbij de buis zijdelingse 20 doorvoeropeningen heeft, waarmee het inwendige van de buis in verbinding staat met het bed voor het toevoeren van productgas aan het bed. Hierdoor wordt het productgas met relatief hoge beginconcentratie teer gunstig verdeeld over het bed.In an embodiment of the invention the channel is provided with a tube which is arranged in the bed, wherein the separating means are connected to the tube for supplying the product gas thereto, and wherein the tube has lateral passage openings, through which the interior of the tube communicates with the bed for supplying product gas to the bed. As a result, the product gas with relatively high initial concentration of tar is conveniently distributed over the bed.
Het verdient daarbij de voorkeur, dat elke doorvoeropening van de buis een zodanig doorlaatoppervlak heeft, dat ten minste een basisdeeltje uit het bed van 25 korrelvormig materiaal door de doorvoeropening kan bewegen. Binnen de afmetingen van elke doorvoeropening van de buis past minimaal een basisdeeltje. M.a.w. elke doorvoeropening van de buis is doorlaatbaar voor een of meer basisdeeltjes uit het bed. Door elke doorvoeropening dan ten minste een basisdeeltje vanuit het bed van korrelvormig materiaal in de buis vallen. Tijdens bedrijf valt een geringe stroom 30 basisdeeltjes vanuit het bed in de buis, waardoor wordt verhinderd dat de doorvoeropening verstopt kan raken.It is preferred here that each passage opening of the tube has a passage surface such that at least one basic particle can move out of the bed of granular material through the passage opening. At least one basic particle fits within the dimensions of each duct opening. M.a.w. each passage opening of the tube is permeable to one or more basic particles from the bed. At least one base particle then falls through each passage opening from the bed of granular material into the tube. During operation, a small stream of base particles falls from the bed into the tube, thereby preventing the passage opening from becoming clogged.
De doorvoeropeningen kunnen verschillende vormen bezitten, bijvoorbeeld rond of sleufvormig. In geval van een ronde doorvoeropening kan de diameter daarvan 1 0 3 0 1 8 9_ 6 groter zijn dan de diameter van de basisdeeltjes van het bed - de diameter van elke doorvoeropening is bijvoorbeeld driemaal zo groot als de diameter van de basisdeeltjes.The feed-through openings can have different shapes, for example round or slit-shaped. In the case of a round passage opening, the diameter thereof can be larger than the diameter of the base particles of the bed - the diameter of each passage opening is, for example, three times as large as the diameter of the basic particles.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de reactor begrensd door een bodemdeel, een omtrekswand en een bovenwand, en waarbij de buis in hoofdzaak 5 centraal in de omtrekswand van de reactor is aangebracht, en waarbij de centrale buis is omgeven door het bed van korrelvormig materiaal. Tijdens bedrijf is de reactor volgens de uitvinding in hoofdzaak verticaal opgesteld. De centrale buis kan het productgas verdelen over de hoogte van het bed.In an embodiment of the invention, the reactor is bounded by a bottom part, a circumferential wall and an upper wall, and wherein the tube is arranged substantially centrally in the circumferential wall of the reactor, and wherein the central tube is surrounded by the bed of granular material . During operation, the reactor according to the invention is arranged substantially vertically. The central tube can distribute the product gas over the height of the bed.
Daarbij is het volgens de uitvinding mogelijk, dat de reactor is voorzien van een 10 tussenwand, die op radiale afstand van de omtrekswand in de reactor is aangebracht, waarbij het bed van korrelvormig materiaal opneembaar is tussen die tussenwand en de centrale buis. De tussenwand vormt een scheidingswand. Het bed van korrelvormig materiaal is opneembaar in een opneemruimte tussen de centrale buis en de i tussenwand. De centrale buis vormt de binnenwand van de opneemruimte, terwijl de 15 buitenwand daarvan is bepaald door de tussenwand.According to the invention, it is thereby possible for the reactor to be provided with an intermediate wall, which is arranged in the reactor at a radial distance from the circumferential wall, the bed of granular material being accommodable between said intermediate wall and the central tube. The partition wall forms a partition wall. The bed of granular material can be accommodated in a receiving space between the central tube and the partition wall. The central tube forms the inner wall of the receiving space, while the outer wall thereof is defined by the intermediate wall.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn langs de tussenwand meerdere j koelpijpen aangebracht voor het koelen van het afgevoerde productgas. Dit maakt verdere verwerking van het productgas eenvoudiger. j iIn an embodiment of the invention, several cooling pipes are arranged along the intermediate wall for cooling the discharged product gas. This makes further processing of the product gas easier. j i
Volgens de uitvinding kan het bodemdeel van de reactor trechtervormig zijn, | 20 waarbij de afvoer voor het afvoeren van korrelvormig materiaal is aangebracht in dat ! trechtervormige bodemdeel. Het korrelvormig materiaal kan aan de onderzijde van de reactor worden afgetapt.According to the invention, the bottom part of the reactor can be funnel-shaped 20 wherein the drain for discharging granular material is arranged in that! funnel-shaped bottom part. The granular material can be drawn off at the bottom of the reactor.
Het is volgens de uitvinding mogelijk, dat de bovenwand van de reactor is voorzien van ten minste een toevoeropening voor het toevoeren van korrelvormig 25 materiaal aan de reactor. Het korrelvormig materiaal wordt tijdens bedrijf uitgenomen aan de onderzijde van de reactor. Via de toevoeropening is het bijvullen van het bed met korrelvormig materiaal mogelijk. Het bijvullen kan plaatsvinden door hergebruik van uit het bed afgetapt korrelvormig materiaal, dat eventueel is gereinigd.According to the invention, it is possible that the top wall of the reactor is provided with at least one feed opening for supplying granular material to the reactor. The granular material is taken out at the bottom of the reactor during operation. Refilling the bed with granular material is possible via the feed opening. The refilling can take place through the reuse of granular material drained from the bed, which may have been cleaned.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de invoer voorzien van een 30 luchttoevoer voor het toevoeren van lucht aan het verontreinigde productgas in de invoer. Door het toevoeren van lucht treedt een geringe mate van verbranding van het productgas op. Hierdoor stijgt de temperatuur van het toegevoerde productgas.In an embodiment of the invention the inlet is provided with an air supply for supplying air to the contaminated product gas in the inlet. A small amount of combustion of the product gas occurs due to the supply of air. This increases the temperature of the supplied product gas.
1030189_ 71030189_ 7
De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het reinigen van een uit biomassa gevormd productgas, dat is verontreinigd met ten minste teer, omvattende: - het toevoeren van het verontreinigde productgas aan een reactor, - het verschaffen van een bed van korrelvormig materiaal in de reactor, waarbij 5 het bed ten minste koolstofdeeltjes, en van koolstof verschillende basisdeeltjes omvat, - het doorvoeren van het productgas door het bed van korrelvormige materiaal, - het door middel van de koolstofdeeltjes verlagen van de concentratie teer in het productgas tot een eindconcentratie teer, - het afvoeren van het productgas met de eindconcentratie teer uit de reactor.The invention also relates to a method for cleaning a product gas formed from biomass, which is contaminated with at least tar, comprising: - supplying the contaminated product gas to a reactor, - providing a bed of granular material in the reactor, wherein the bed comprises at least carbon particles, and base carbon particles different from carbon, - passing the product gas through the bed of granular material, - reducing the tar concentration in the product gas to a final tar concentration by means of the carbon particles, - discharging the product gas with the final tar concentration from the reactor.
10 De koolstof kan een katalysator voor teerafbraak vormen. Hiervoor zal in het bed van korrelvormig materiaal meestal een zodanig hoge temperatuur heersen, dat het productgas in contact is met de koolstofdeeltjes bij een temperatuur van 800-1000°C, zoals ongeveer 900 °C.The carbon can form a catalyst for tar degradation. For this purpose, the bed of granular material will usually have such a high temperature that the product gas is in contact with the carbon particles at a temperature of 800-1000 ° C, such as about 900 ° C.
Daarentegen kan de koolstof een adsorbens voor teer vormen. Dit is het geval als 15 het bed van korrelvormige materiaal een zodanig lage temperatuur heeft, dat het productgas in contact is met de koolstofdeeltjes bij een temperatuur die lager is dan 300°C, bij voorkeur lager dan in hoofdzaak 200 °C.In contrast, the carbon can form an adsorbent for tar. This is the case if the bed of granular material has such a low temperature that the product gas is in contact with the carbon particles at a temperature lower than 300 ° C, preferably lower than substantially 200 ° C.
Daarbij kan volgens de uitvinding het productgas zijn verontreinigd met koolstofdeeltjes, waarbij de werkwijze verder omvat het ten minste gedeeltelijk 20 scheiden van die koolstofdeeltjes uit het productgas, het toevoeren van de uit het productgas gescheiden koolstofdeeltjes aan het bed van korrelvormig materiaal, waarbij het productgas, dat door het bed van korrelvormige materiaal wordt gevoerd, is gevormd door het productgas waaruit die koolstofdeeltjes zijn gescheiden.In addition, according to the invention, the product gas can be contaminated with carbon particles, the method further comprising at least partially separating said carbon particles from the product gas, supplying the carbon particles separated from the product gas to the bed of granular material, wherein the product gas passed through the bed of granular material is formed by the product gas from which those carbon particles are separated.
Het is volgens de uitvinding mogelijk, dat het productgas, waaruit die 25 koolstofdeeltjes zijn gescheiden, wordt toegevoerd aan een kanaal, dat is aangebracht in het bed, en waarbij dat productgas via zijdelingse doorvoeropeningen in het kanaal vanuit het kanaal worden doorgevoerd naar het bed.According to the invention, it is possible that the product gas, from which those carbon particles are separated, is supplied to a channel which is arranged in the bed, and wherein that product gas is passed through the channel from the channel to the bed via lateral openings in the channel.
De werkwijze volgens de uitvinding omvat bij voorkeur het bewegen van het bed van korrelvormig materiaal voor het ten minste gedeeltelijk mengen die basisdeeltjes en 30 die koolstofdeeltjes, welk bewegen van het bed wordt uitgevoerd door door het afvoeren van ten minste korrelvormig materiaal uit het bed. Het bed van korrelvormig materiaal vormt dan een bewegend granulair bed. Het afvoeren van korrelvormig materiaal uit het bed kan zowel batchgewijs als continu worden uitgevoerd.The method according to the invention preferably comprises moving the bed of granular material for at least partially mixing those base particles and those carbon particles, which moving of the bed is carried out by discharging at least granular material from the bed. The bed of granular material then forms a moving granular bed. The removal of granular material from the bed can be carried out batchwise or continuously.
____ ί 1030189_ 8____ ί 1030189_ 8
De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.The invention will now be further elucidated with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.
Figuur 1 toont een aanzicht in dwarsdoorsnede van een inrichting voor het reinigen van een productgas volgens de uitvinding.Figure 1 shows a cross-sectional view of a device for cleaning a product gas according to the invention.
5 Figuur 2 toont een aanzicht in dwarsdoorsnede volgens Π-Π in figuur 1.Figure 2 shows a cross-sectional view according to Π-Π in Figure 1.
De inrichting voor het reinigen van een uit biomassa geproduceerd productgas volgens de uitvinding is in zijn geheel aangeduid met 1. Het productgas is bijvoorbeeld afkomstig uit een wervelbedvergasser, waarin biomassa zodanig is verhit dat vergassing en pyrolyse optreden. De biomassa bereikt bijvoorbeeld een temperatuur die 10 groter is dan 700°C of 800°C, zoals tussen 850-900 °C. Hierdoor ontstaat het productgas, dat bijvoorbeeld een gasmengsel van CO, H2, CH4 en eventueel hogere koolwaterstoffen omvat.The device for cleaning a product gas produced from biomass according to the invention is indicated in its entirety by 1. The product gas originates, for example, from a fluid bed gasifier, in which biomass is heated such that gasification and pyrolysis occur. For example, the biomass reaches a temperature greater than 700 ° C or 800 ° C, such as between 850-900 ° C. This produces the product gas, which comprises, for example, a gas mixture of CO, H2, CH4 and possibly higher hydrocarbons.
De in de biomassa aanwezige houtskool (“char”) zal in verband met de lage snelheid van vergassing slechts in geringe mate in de wervelbedvergasser vergassen.Due to the low rate of gasification, the charcoal present in the biomass will only gas into the fluidised bed gasifier to a limited extent.
15 Het productgas is daardoor verontreinigd met koolstofdeeltjes, die onvergast uit de wervelbedvergasser zijn meegevoerd met het productgas. Die koolstofdeeltjes vormen stofdeeltjes in het productgas.The product gas is thereby contaminated with carbon particles which have been entrained with the product gas without gas from the fluidised bed gasifier. These carbon particles form dust particles in the product gas.
Door pyrolyse en vergassing heeft het geproduceerde productgas bovendien een relatief hoge teerconcentratie. Het brandbare productgas is pas geschikt als brandstof 20 voor bijvoorbeeld de productie van electriciteit via een gasmotor indien de teerconcentratie is verlaagd. In het bijzonder moeten de zware teren uit het productgas verdwijnen.Moreover, due to pyrolysis and gasification, the product gas produced has a relatively high tar concentration. The combustible product gas is only suitable as fuel for, for example, the production of electricity via a gas engine if the tar concentration is lowered. In particular, the heavy tars must disappear from the product gas.
De inrichting 1 voor het reinigen van een uit biomassa geproduceerd productgas volgens de uitvinding heeft een reactor 2, die zich in hoofdzaak rechtopstaand uitstrekt. 25 De reactor 2 is begrensd door een rondlopende omtrekswand 3, die aan de benedenzijde daarvan is verbonden met een trechtervormig bodemdeel 5. De reactor 2 heeft aan de bovenzijde daarvan een bovenwand 7, waarin meerdere toevoeropeningen 8 voor het toevoeren van korrelvormig materiaal zijn aangebracht. De reactor 2 omvat een afvoer 17 voor het afVoeren van korrelvormig materiaal, die is aangebracht in het 3 0 trechtervormige bodemdeel 17.The device 1 for cleaning a product gas produced from biomass according to the invention has a reactor 2, which extends substantially upright. The reactor 2 is bounded by a circumferential circumferential wall 3, which is connected at its lower side to a funnel-shaped bottom part 5. The reactor 2 has an upper wall 7 at its upper side, in which several supply openings 8 for supplying granular material are arranged. The reactor 2 comprises a discharge 17 for discharging granular material, which is arranged in the funnel-shaped bottom part 17.
De reactor 2 omvat een centrale buis 12 en een rondlopende tussenwand 4, die de centrale buis 12 omgeeft. De tussenwand 4 heeft een evenwijdig gedeelte 4a dat op radiale afstand van de omtrekswand 3 in hoofdzaak evenwijdig daaraan in de reactor 2 1030189_ 9 is aangebracht. Het evenwijdige gedeelte 4a heeft meerdere doorvoeropeningen of perforaties, die in figuur 1 schematisch zijn aangegeven met een stippellijn. Verder heeft de tussenwand 4 een schuin gedeelte 4b, dat een geleidingswand vormt tussen de toevoeropeningen 8 en het evenwijdige gedeelte 4a. Zoals het duidelijkst getoond in 5 figuur 2 zijn de centrale buis 12, de tussenwand 4 en de omtrekswand 3 van de reactor 2 in hoofdzaak concentrisch ten opzichte van elkaar aangebracht. Tussen die i tussenwand 4 en de centrale buis 12 is een opneemruimte gevormd voor een bed 9 van korrelvormig materiaal. De centrale buis 12 is derhalve omgeven door het bed 9.The reactor 2 comprises a central tube 12 and a circumferential intermediate wall 4, which surrounds the central tube 12. The intermediate wall 4 has a parallel portion 4a which is arranged at a radial distance from the circumferential wall 3 in the reactor 2 substantially parallel thereto. The parallel part 4a has a plurality of passage openings or perforations, which are schematically indicated in Figure 1 with a dotted line. Furthermore, the intermediate wall 4 has an oblique part 4b, which forms a guide wall between the supply openings 8 and the parallel part 4a. As is most clearly shown in Figure 2, the central tube 12, the intermediate wall 4 and the peripheral wall 3 of the reactor 2 are arranged substantially concentrically with respect to each other. Between this intermediate wall 4 and the central tube 12 a receiving space is formed for a bed 9 of granular material. The central tube 12 is therefore surrounded by the bed 9.
Het korrelvormig materiaal van het bed 9 volgens de uitvinding omvat 10 basisdeeltjes en koolstofdeeltjes. De koolstofdeeltjes in het bed 9 zijn volgens dit uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding afkomstig uit het verontreinigde productgas.The granular material of the bed 9 according to the invention comprises 10 basic particles and carbon particles. According to this exemplary embodiment of the invention, the carbon particles in the bed 9 come from the contaminated product gas.
Als het productgas is geproduceerd in een werverbedvergasser is de meegevoerde onvergaste houtskool in het productgas relatief fijn. Een aanzienlijke hoeveelheid van de koolstofdeeltjes heeft dan een deeltjesgrootte van ongeveer 10 μιη. Vanzelfsprekend 15 omvat de uit de wervelbedvergasser meegevoerde houtskool een kleine hoeveelheid grotere koolstofdeeltjes, zoals koolstofdeeltjes tussen 10-100 μιη.If the product gas is produced in a wharf bed gasifier, the entrained charcoal in the product gas is relatively fine. A considerable amount of the carbon particles then has a particle size of approximately 10 μιη. Of course, the charcoal carried from the fluidised bed gasifier comprises a small amount of larger carbon particles, such as carbon particles between 10-100 μιη.
De basisdeeltjes zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld gevormd door zandkorrels, die in hoofdzaak groter zijn dan de koolstofdeeltjes. De gemiddelde deeltjesgrootte van de zandkorrels ligt bijvoorbeeld tussen 1 en 2 mm - de zandkorrels kunnen echter ook 20 enigszins groter of kleiner zijn. Zandkorrels vormen een inert korrelvormig materiaal voor het bed 9. De zandkorrels verhinderen dat de fijne koolstofdeeltjes in het bed 9 kunnen samenpakken tot een ondoordringbare laag. Het risico van verstopping is minimaal.The basic particles in this exemplary embodiment are formed by grains of sand that are substantially larger than the carbon particles. The average particle size of the sand grains is, for example, between 1 and 2 mm - however, the sand grains can also be somewhat larger or smaller. Sand grains form an inert granular material for the bed 9. The sand grains prevent the fine carbon particles in the bed 9 from collapsing into an impermeable layer. The risk of blockage is minimal.
De basisdeeltjes kunnen volgens de uitvinding ook een actieve functie vervullen. 25 In een alternatieve uitvoeringsvorm omvatten de basisdeeltjes een anorganisch mineraal, zoals olivijn en/of dolomiet. Dergelijke basisdeeltjes zijn katalytisch actief voor teerafbraak. Daarnaast kunnen de basisdeeltjes adsorbentia omvatten, die zijn bestemd voor het verwijderen van bijvoorbeeld zwavel en/of chloor. Vanzelfsprekend is volgens de uitvinding ook een combinatie van de bovengenoemde basisdeeltjes in het 30 bed 9 mogelijk.The basic particles can also fulfill an active function according to the invention. In an alternative embodiment, the base particles comprise an inorganic mineral, such as olivine and / or dolomite. Such basic particles are catalytically active for tar degradation. In addition, the base particles may comprise adsorbents intended for the removal of, for example, sulfur and / or chlorine. Naturally, according to the invention, a combination of the above-mentioned basic particles in the bed 9 is also possible.
De reactor 2 omvat een invoerbuis 10 voor het toevoeren van het verontreinigde productgas aan de reactor 2. De invoerbuis 10 is centraal aangebracht in de bovenwand 7. De invoerbuis 10 en de centrale buis 12 zijn in hoofdzaak langs een 1030189_ 10 gemeenschappelijke hartlijn ten opzichte van elkaar uitgelijnd. De invoerbuis 10 is optioneel voorzien van een luchttoevoer voor het toevoeren van lucht aan het verontreinigde productgas in de invoerbuis 10 (niet getoond). Hierdoor kan een kleine hoeveelheid verontreinigd productgas verbranden ter verhoging van de temperatuur 5 daarvan.The reactor 2 comprises an inlet tube 10 for supplying the contaminated product gas to the reactor 2. The inlet tube 10 is arranged centrally in the upper wall 7. The inlet tube 10 and the central tube 12 are substantially along a common axis with respect to aligned. The inlet tube 10 is optionally provided with an air supply for supplying air to the contaminated product gas in the inlet tube 10 (not shown). This allows a small amount of contaminated product gas to burn to increase its temperature.
De invoerbuis 10 is aan de benedenzijde daarvan verbonden met een scheidingskamer 11. De scheidingskamer 11 omvat scheidingsmiddelen voor het scheiden van koolstofdeeltjes uit het verontreinigde productgas. De scheidingsmiddelen zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld gevormd door een dakvormige stromingswand 14. De 10 stromingswand 14 kan de koolstofdeeltjes met de bovengenoemde deeltjesgrootten uit het productgas scheiden.The inlet tube 10 is connected at its lower side to a separation chamber 11. The separation chamber 11 comprises separation means for separating carbon particles from the contaminated product gas. In this exemplary embodiment, the separating means are formed by a roof-shaped flow wall 14. The flow wall 14 can separate the carbon particles with the above-mentioned particle sizes from the product gas.
De scheidingsmiddelen zijn enerzijds in verbinding met de centrale buis 12 voor het daaraan toevoeren van het productgas, waaruit ten minste een hoeveelheid koolstofdeeltjes is gescheiden. Tussen de centrale buis 12 en de dakvormige 15 stromingswand 14 is hiervoor een doorlaatopening 16 aanwezig. De scheidingskamer 11 staat via de doorlaatopening 16 in verbinding met de centrale buis 12. Daarnaast mondt de scheidingskamer 11 via een doorlaatkanaal 18 uit in de opneemruimte voor het bed 9, die zich tussen de centrale buis 12 en de tussenwand 4 bevindt. De scheidingsmiddelen zijn derhalve anderzijds via het doorlaatkanaal 18 in verbinding 20 met het bed 9 voor het toevoeren van de uit het productgas gescheiden koolstofdeeltjes aan het bed 9.The separating means are on the one hand in communication with the central tube 12 for supplying thereto the product gas, from which at least an amount of carbon particles has been separated. A passage opening 16 is provided for this purpose between the central tube 12 and the roof-shaped flow wall 14. The separation chamber 11 communicates via the passage opening 16 with the central tube 12. In addition, the separation chamber 11 flows through a passage channel 18 into the receiving space for the bed 9, which is located between the central tube 12 and the intermediate wall 4. On the other hand, the separating means are in communication via the passage channel 18 with the bed 9 for supplying the carbon particles separated from the product gas to the bed 9.
In de centrale buis 12 zijn zijdelingse doorvoeropeningen of perforaties aangebracht, hetgeen in figuur 1 schematisch is aangegeven met een stippellijn. Het inwendige van de centrale buis 12 staat via die doorvoeropeningen in verbinding met 25 het bed 9. De perforaties bézitten een zodanig doorlaatoppervlak, dat ten minste een basisdeeltje uit het bed van korrelvormig materiaal vanuit het bed 9 in de centrale buis 12 kan vallen. De perforaties kunnen verschillende vormen bezitten, zoals in hoofdzaak rond of sleufvormig. Tijdens bedrijf valt continu een zeer geringe hoeveelheid basisdeeltjes via de doorvoeropeningen in de centrale buis 12. Een dergelijke geringe 30 stroming van deeltjes is in geval van ronde perforaties mogelijk indien de diameter van de perforaties bijvoorbeeld driemaal zo groot is als de diameter van de basisdeeltjes.Lateral feed-through openings or perforations are provided in the central tube 12, which is schematically indicated in Figure 1 with a dotted line. The interior of the central tube 12 communicates via the passage openings with the bed 9. The perforations have such a passage surface that at least one basic particle from the bed of granular material can fall from the bed 9 into the central tube 12. The perforations can have different shapes, such as substantially round or slit-shaped. During operation, a very small amount of base particles continuously falls through the passage openings in the central tube 12. Such a small flow of particles is possible in the case of round perforations if the diameter of the perforations is, for example, three times as large as the diameter of the base particles.
De reactor 2 heeft een productafvoer 20 voor het afvoeren van productgas dat door het bed 9 en de doorvoeropeningen in het evenwijdige gedeelte 4a van de 1 0 3 0 1 8 9 11 tussenwand 4 is geleid. Dit afgevoerde productgas heeft een lagere teerconcentratie dan de beginconcentratie in het aan de reinigingsinrichting volgens de uitvinding toegevoerde productgas.The reactor 2 has a product outlet 20 for discharging product gas which is passed through the bed 9 and the passage openings in the parallel section 4a of the intermediate wall 4. This discharged product gas has a lower tar concentration than the initial concentration in the product gas supplied to the cleaning device according to the invention.
Eventueel zijn langs de tussenwand 4 meerdere koelpijpen aangebracht voor het 5 koelen van het afgevoerde productgas (niet getoond). Dit maakt verdere verwerking van het productgas eenvoudiger.Optionally, several cooling pipes are arranged along the intermediate wall 4 for cooling the discharged product gas (not shown). This makes further processing of the product gas easier.
De werking van de in dit uitvoeringsvoorbeeld weergegeven reinigingsinrichting volgens de uitvinding is als volgt. Het verontreinigde productgas stroomt vanuit de invoerbuis 10 tegen de stromingswand 14. De stromingswand 14 dwingt die 10 gasstroming radiaal naar buiten, waardoor de vaste koolstofdeeltjes in het productgas radiaal naar buiten worden geslingerd. Die vaste koolstofdeeltjes komen vervolgens via het doorlaatkanaal 18 in het bed 9 van korrelvonnig materiaal terecht.The operation of the cleaning device according to the invention shown in this exemplary embodiment is as follows. The contaminated product gas flows from the inlet tube 10 against the flow wall 14. The flow wall 14 forces that gas flow radially outwards, whereby the solid carbon particles in the product gas are flung radially outwards. These solid carbon particles then end up in the bed 9 of granular material via the passage channel 18.
Het bed 9 van korrelvormig materiaal in de reactor 2 is bewegend, d.w.z. het bed 9 vormt tijdens bedrijf een zogenaamd bewegend granulair bed. Door het afvoeren van 15 korrelvormig materiaal via de afvoer 17 zakt het bed 9 immers geleidelijk naar beneden. Het korrelvormige materiaal van het bed 9, dat via de toevoeropeningen 8 in de reactor 2 is gebracht, beweegt eerst langs het schuine gedeelte 4b van de tussenwand 4 naar beneden. Het korrelvonnig materiaal komt daardoor in de opneemruimte tussen de centrale buis 12 en het evenwijdige gedeelte 4a terecht. Vervolgens daalt het 20 korrelvormig materiaal van het bed 9 in die opneemruimte tot aan de onderrand 19 van het evenwijdige gedeelte 4a. Het bed 9 bevindt zich dan in het trechtervormige bodemdeel 5.The bed 9 of granular material in the reactor 2 is moving, i.e. the bed 9 forms a so-called moving granular bed during operation. After all, by draining granular material via the drain 17, the bed 9 gradually sinks down. The granular material of the bed 9, which has been introduced into the reactor 2 via the feed openings 8, first moves downwards along the sloping portion 4b of the intermediate wall 4. The granular material therefore ends up in the receiving space between the central tube 12 and the parallel portion 4a. Subsequently, the granular material of the bed 9 drops into that receiving space up to the lower edge 19 of the parallel portion 4a. The bed 9 is then located in the funnel-shaped bottom part 5.
Als het afVoeren van korrelvormige materiaal uit het bed 9 batchgewijs wordt uitgevoerd, ontstaat in het bed 9 een gelaagde structuur van koolstofdeeltjes en 25 zandkorrels. De via het doorlaatkanaal 18 op het bed 9 afgezette koolstofdeeltjes zakken in stappen naar beneden. Dit is gunstig voor de teerafbraak. Overigens kan het het afVoeren van korrelvormige materiaal uit het bed 9 volgens de uitvinding ook continu worden uitgevoerd. Hierbij rollen zandkorrels min of meer continu onder de onderrand van de scheidingskamer 11 door.When the removal of granular material from the bed 9 is carried out batchwise, a layered structure of carbon particles and sand grains is formed in the bed 9. The carbon particles deposited on the bed 9 via the passage channel 18 sink in steps. This is favorable for the tar breakdown. Incidentally, the discharge of granular material from the bed 9 according to the invention can also be carried out continuously. Sand grains hereby roll more or less continuously under the lower edge of the separation chamber 11.
30 Het productgas zonder die afgescheiden koolstofdeeltjes stroomt vanaf de stromingswand 14 via de doorlaatopening 16 in de centrale buis 12. De scheiding van koolstofdeeltjes uit het productgas door middel van de dakvormige stromingswand 14 is relatief grof- het productgas in de centrale buis 12 zal nog koolstofdeeltjes bezitten.The product gas without those separated carbon particles flows from the flow wall 14 via the passage 16 in the central tube 12. The separation of carbon particles from the product gas by means of the roof-shaped flow wall 14 is relatively coarse - the product gas in the central tube 12 will still have carbon particles to own.
1030189 121030189 12
Het productgas dringt vervolgens vanuit de centrale buis 12 via de doorvoeropeningen het bewegende bed 9 tussen de centrale buis 12 en de tussenwand 4 binnen. Terwijl het productgas door het bewegende bed 9 van zandkorrels en koolstofdeeltjes heen vloeit, reduceert de teerconcentratie van het productgas. Afhankelijk van de temperatuur in het 5 bed 9 werken de koolstofdeeltjes van het bed 9 immers als katalysator voor teerafbraak of als adsorbentia voor teerafvangst. Het productgas, dat via de doorvoeropeningen in de tussenwand 4 uit het bewegende bed stroomt, heeft dan een lagere teerconcentratie dan de teerconcentratie van het via de invoer 10 toegevoerde verontreinigde productgas. Het gereinigde productgas verlaat de reactor vervolgens via de 10 productafvoer 20, die is aangebracht in de omtrekswand 3.The product gas then penetrates from the central tube 12 via the passage openings into the moving bed 9 between the central tube 12 and the partition wall 4. As the product gas flows through the moving bed 9 of sand grains and carbon particles, the tar concentration of the product gas is reduced. Depending on the temperature in the bed 9, the carbon particles of the bed 9 act as a catalyst for tar degradation or as adsorbents for tar capture. The product gas, which flows out of the moving bed via the passage openings in the intermediate wall 4, then has a lower tar concentration than the tar concentration of the contaminated product gas supplied via the inlet 10. The cleaned product gas then leaves the reactor via the product outlet 20, which is arranged in the peripheral wall 3.
Vanzelfsprekend is de uitvinding niet beperkt tot het in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld. Bijvoorbeeld kunnen de scheidingsmiddelen volgens de uitvinding op verschillende manieren zijn uitgevoerd. De dakvormige stromingswand kan bijvoorbeeld worden vervangen door een cycloon, waarin de koolstofdeeltjes uit 15 het productgas worden gescheiden.The invention is of course not limited to the exemplary embodiment shown in the figures. For example, the separating means according to the invention can be designed in various ways. The roof-shaped flow wall can for instance be replaced by a cyclone in which the carbon particles are separated from the product gas.
10301891030189
Claims (27)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1030189A NL1030189C2 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Biogas purification apparatus, contains bed comprising carbon particles and base particles of a material other than carbon |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1030189 | 2005-10-13 | ||
| NL1030189A NL1030189C2 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Biogas purification apparatus, contains bed comprising carbon particles and base particles of a material other than carbon |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1030189C2 true NL1030189C2 (en) | 2007-04-16 |
Family
ID=36763634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1030189A NL1030189C2 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Biogas purification apparatus, contains bed comprising carbon particles and base particles of a material other than carbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1030189C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4198212A (en) * | 1977-05-24 | 1980-04-15 | The Lummus Company | Coal gasification effluent treatment |
| US5019137A (en) * | 1984-09-14 | 1991-05-28 | A. Ahlstrom Corporation | Method for cleaning gases containing condensable components |
| US5213587A (en) * | 1987-10-02 | 1993-05-25 | Studsvik Ab | Refining of raw gas |
| EP0628621A2 (en) * | 1993-06-11 | 1994-12-14 | Enviropower Oy | Method and reactor for treating process gas |
| US6214065B1 (en) * | 1996-02-21 | 2001-04-10 | Foster Wheeler Energia Oy | Method of operating a fluidized bed reactor system, and fluidized bed reactor system |
| EP1278813A1 (en) * | 2000-03-15 | 2003-01-29 | Cowi Radgivende Ingeniorer A/S | A method and a system for decomposition of moist fuel or other carbonaceous materials |
-
2005
- 2005-10-13 NL NL1030189A patent/NL1030189C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4198212A (en) * | 1977-05-24 | 1980-04-15 | The Lummus Company | Coal gasification effluent treatment |
| US5019137A (en) * | 1984-09-14 | 1991-05-28 | A. Ahlstrom Corporation | Method for cleaning gases containing condensable components |
| US5213587A (en) * | 1987-10-02 | 1993-05-25 | Studsvik Ab | Refining of raw gas |
| EP0628621A2 (en) * | 1993-06-11 | 1994-12-14 | Enviropower Oy | Method and reactor for treating process gas |
| US6214065B1 (en) * | 1996-02-21 | 2001-04-10 | Foster Wheeler Energia Oy | Method of operating a fluidized bed reactor system, and fluidized bed reactor system |
| EP1278813A1 (en) * | 2000-03-15 | 2003-01-29 | Cowi Radgivende Ingeniorer A/S | A method and a system for decomposition of moist fuel or other carbonaceous materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AT510893B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PREPARING PROCESS WATER | |
| CA2771636C (en) | Catalytic moving bed filter | |
| FR2460990A1 (en) | PROCESS AND APPARATUS FOR CATALYTIC CONVERSION OF HYDROCARBONS | |
| US8952210B2 (en) | Solids removal from bio-oil using biomass filter aid | |
| GB2514312A (en) | Filter and process for producing liquid products from biomass pyrolysis products | |
| JP4445261B2 (en) | Method and apparatus for fuel gasification in a fluidized bed reactor | |
| CN102655926A (en) | Method and installation for separating acid components, dust and tar from hot gases of gasification installations | |
| WO2015010677A1 (en) | Device and method for purifying and obtaining gases that contain energy | |
| NL1030189C2 (en) | Biogas purification apparatus, contains bed comprising carbon particles and base particles of a material other than carbon | |
| CN104212469A (en) | Pyrolysis, dust removal and catalytic conditioning integrated reaction device | |
| AU2010298801A1 (en) | Method and device for removing tars from synthesis gas obtained during gasification of biomass | |
| JP2017222735A (en) | System and method for pyrolysis or gasification of organic matter, and system and method for purification of generated gas | |
| CN106010657A (en) | Low-tar gasification method for biomass and device for implementing method | |
| JP6845048B2 (en) | How to modify the granular activated carbon adsorption tower, collector and granular activated carbon adsorption tower | |
| CN204162656U (en) | A kind of pyrolysis, dedusting, the modified integrated reacting device of catalysis | |
| WO2017221004A1 (en) | Filter apparatus for treatment of fluids and a gasifier for use in a gasification process | |
| KR20130031269A (en) | Method for producing raw iron or liquid steel precursors | |
| CN212954825U (en) | Oily sludge treatment system | |
| CA3063065C (en) | Apparatus and method for cleaning a stream with a moving bed | |
| JP4063339B2 (en) | Acid gas solvent filtration system | |
| WO2012134405A2 (en) | Combustion process exhaust gas cleaning device | |
| US20200061513A1 (en) | Apparatus and method for cleaning a stream | |
| JP2010132754A (en) | Gas adsorption purification apparatus and biomass gasification system | |
| JP2011202116A (en) | System for gasifying raw material to be gasified and method for removing tar | |
| JP2011157446A (en) | Gasification system for raw material to be gasified and tar removing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20120501 |