PL190794B1

PL190794B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania gazu palnego, syntezowego i redukcyjnego z paliw stałych

Info

Publication number: PL190794B1
Application number: PL340217A
Authority: PL
Inventors: Bodo Wolf
Original assignee: Bodo Wolf
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2006-01-31
Also published as: ID21135A; DK1027407T3; DE59800654D1; BR9813292A; ES2157673T3; NO20001993L; ZA989759B; CN1136299C; DE19747324C2; ATE200791T1; DE19747324A1; WO1999021940A1; PT1027407E; AU754147B2; NO328487B1; PL340217A1; JP2001521056A; CA2306889C; GR3036233T3; TW518363B

Abstract

1. Sposób wytwarzania gazu palnego, syntezowego i redukcyjnego z paliw odnawialnych i kopalnych, innych biomas, smieci lub osadów przez spalanie w palniku z dodatkiem gazowego tlenu i/lub gazów zawierajacych tlen w warunkach podstechiometrycznych powyzej temperatury topnienia skladników nieorganicznych do materialu zgazo- wania zawierajacego CO 2 i H 2O, znamienny tym, ze paliwo i/lub gaz przy wejsciu do komory spalania zawi- rowuje sie, a powstajace przy spalaniu ciekle skladniki mineralne odwirowuje sie na usytuowana zasadniczo pio- nowo scianke palnika i oddziela sie przy tym od powstaja- cego materialu zgazowania, material zgazowania poprzez srodkowy otwór w dnie komory spalania doprowadza sie do reaktora zgazowania, tworzac przy tym strumien zanurzeniowy, oddzielone ciekle skladniki odprowadza sie poprzez srodkowy otwór w dnie komory spalania i powoduje sie przy tym ich porywanie w postaci kropelek zuzla przez strumien zanurzeniowy materialu zgazowania i odwirowanie na dno reaktora, zbieranie tam i odprowadzanie z tego miejsca, w urzadzeniu zgazowujacym palny pyl zawierajacy we- giel doprowadza sie do materialu zgazowania, przy czym przy przebiegajacej reakcji zgazowania, dwutlenek wegla redukuje sie do tlenku wegla, a pare wodna do wodoru, ……………………………………………………… PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do wytwarzania gazu palnego, syntezowego i redukcyjnego z odnawialnych i kopalnych paliw, innych biomas, śmieci lub osadów, korzystnie dla wytwarzanych z nich produktów pirolizy według patentu DE 44 04 673, przy czym przy wykorzystywaniu produktów pirolizy są one przed ich doprowadzeniem do reaktora w znacznym stopniu rozdzielane na produkty stałe i gazowe, np. gaz wytlewny i węgiel drzewny, i oddzielnie doprowadzane do reaktora.

Urządzenie według wynalazku jest przeznaczone do stosowania w energetyce, przemyśle chemicznym i metalurgii do wysokowydajnego wytwarzania gazu palnego, syntezowego i redukcyjnego do silników, procesów syntezy, redukcji rud i do wytwarzania surówki.

Z FR 2177088 znany jest sposób trójstopniowego zgazowywania węgla, przy którym w pierwszym etapie procesu wytwarza się gaz syntezowy zawierający wodór i tlenek węgla, a w następnych etapach przeprowadza się metanizację tego gazu. Ponieważ w tym procesie z węgla ma być otrzymany palny gaz możliwie bogaty w metan, konieczne są wysokie ciśnienia procesu dla metalizacji co najmniej 50 bar, korzystnie jednak 70 bar.

W pierwszym etapie wytwarza się najpierw gaz syntezowy i ciekły żużel, a następnie w drugim stopniu dodaje się do nich dalsze paliwo (węgiel, parę wodną), przy czym obok powstawania gazowego produktu zawierającego metan, wodór i tlenek węgla przy ochłodzeniu żużla powstaje mieszanina węgla z żużlem.

Otrzymywana mieszanina węgla z żużlem musi być następnie w dodatkowym etapie procesu albo szlamowana parą wodną, aby oddzielić zawarte jeszcze wtrącone cząstki zwęglonego materiału i doprowadzić je do trzeciego etapu procesu, albo też przez fluidyzację ze złoża wirowego oddziela się trzeci etap procesu.

Oprócz oddzielnego stopnia dla mieszaniny węgla i żużla, który wymaga dodatkowego nakładu energii, wadą tego procesu jest między innymi to, że stopiony żużel może być ochłodzony przez domieszanie zimnych czynników, takich jak para wodna, gaz lub węgiel, przy czym nie występują niemożliwe do opanowania zbrylenia i zapieczenia.

Ponadto proces ten wymaga trzeciego etapu, przy którym substancje uczestniczące w reakcji muszą być przez dłuższy czas trzymane w złożu wirowym.

Istnieje ponadto stosunkowo duża liczba sposobów zgazowywania, które zasadniczo można podzielić na trzy duże grupy zgazowywania w złożu stałym, w warstwie wirowej i w przepływającym strumieniu. W przypadku urządzeń do zgazowywania, a zwłaszcza w przypadku urządzeń do zgazowywania w przepływającym strumieniu, do których zalicza się urządzenie według wynalazku, trzeba zastosować wiele kompromisów pod względem energetycznym oraz pod względem zapotrzebowania na materiał zgazowujący. Urządzenie do zgazowywania w przepływie z roztapianiem składników mineralnych pracuje przeważnie jednostopniowo, to znaczy wszystkie materiały uczestniczące w reakcji zgazowywania doprowadzane są do jednej komory reakcyjnej.

W związku z tym wszystkie materiały są podnoszone do wysokiego poziomu powyżej temperatury topnienia żużla z mineralnych składników paliwa. Tak jest w przypadku reaktorów z ogniotrwałą wymurówką oraz ze ścianą reaktora wyłożoną ekranem chłodzącym. W przypadku reaktorów z ekranem chłodzącym, jak to jest typowe w reaktorze przepływowym GSP (patrz literatura [1,2]), znaczna część odczuwalnego ciepła gazu zgazowania odprowadzana jest do chłodzonej ściany. W reaktorach współprądowych z wodnym schładzaniem gazu zgazowania do temperatury nasycenia pary wodnej, czy to z chłodzoną ścianą reaktora, czy bez niej, nadal bardzo duża ilość ciepła jest przetwarzana do niskiego poziomu energii.

W reaktorach z chłodzoną wewnętrzną ścianą reaktora, ale również w reaktorach przeciwprądowych, w których gaz zgazowania wypływa z reaktora do góry, a ciekły żużel -do dołu, odpływ żużla trzeba utrzymywać za pomocą dodatkowego ciepła lub nawet za pomocą dodatkowych palników. Środki te prowadzą do dużego zużycia tlenu, do zmniejszenia wartości opałowej gazu zgazowania i przez to do mniejszych sprawności energetycznych całego zgazowywania. Jeżeli się tego nie uwzględni, wówczas działanie urządzenia zgazowującego jest zakłócone, ponieważ nie można utrzymać odpływu żużla.

W szczególności, w przypadku reaktorów przepływowych, w których materiałem zgazowującym jest tlen, występują bardzo krótkie czasy przebywania składników reakcji. W celu uniknięcia przebicia tlenu przy braku paliwa potrzebne są bardzo duże nakłady na pomiary i sterowanie.

PL 190 794 B1

Reaktory przepływowe, które są zasilane paliwem przez oddzielną pirolizę, mają tę wadę, że produkty pirolizy przed doprowadzeniem do reaktora chłodzi się, a obok strat ciepła wymagane są wysokie nakłady na przeróbkę gazu i manipulowanie produktami ciekłymi.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzeń-reaktora, które w porównaniu ze stanem techniki działają przy średnio niższym poziomie temperatur z wysokim współczynnikiem sprawności energetycznej i wytwarzają gaz zgazowania pozbawiony węglowodorów i węglowodorów chlorowanych (dioksyny, furany), który może być wykorzystywany jako gaz palny do wytwarzania energii elektrycznej, jako gaz syntezowy lub jako gaz redukcyjny w wytapianiu z redukcją rudy.

Zadanie to zostało rozwiązane według wynalazku.

Sposób wytwarzania gazu palnego, syntezowego i redukcyjnego z paliw odnawialnych i kopalnych, innych biomas, śmieci lub osadów przez spalanie w palniku z dodatkiem gazowego tlenu i/lub gazów zawierających tlen w warunkach podstechiometrycznych powyżej temperatury topnienia składników nieorganicznych do materiału zgazowania zawierającego CO2 i H2O, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że:

paliwo i/lub gaz przy wejściu do komory spalania zawirowuje się, a powstające przy spalaniu ciekłe składniki mineralne odwirowuje się na usytuowaną zasadniczo pionowo ściankę palnika i oddziela się przy tym od powstającego materiału zgazowania, materiał zgazowania poprzez środkowy otwór w dnie komory spalania doprowadza się do reaktora zgazowania, tworząc przy tym strumień zanurzeniowy, oddzielone ciekłe składniki odprowadza się poprzez środkowy otwór w dnie komory spalania i powoduje się przy tym ich porywanie w postaci kropelek żużla przez strumień zanurzeniowy materiału zgazowania i odwirowanie na dno reaktora, zbieranie tam i odprowadzanie z tego miejsca, w urządzeniu zgazowującym palny pył zawierający węgiel doprowadza się do materiału zgazowania, przy czym przy przebiegającej reakcji zgazowania, dwutlenek węgla redukuje się do tlenku węgla, a parę wodną do wodoru, zanurzeniowy strumień gazu odchyla się powyżej dna reaktora, a powstający gaz zgazowania odprowadza się w górnej części reaktora i przetwarza się w gaz palny, gaz syntezowy lub gaz redukcyjny z późniejszym odpylaniem i oczyszczaniem chemicznym.

W sposobie według wynalazku paliwa ogrzewa się allotermicznie lub adiabatycznie przy 300-800°C, przy czym produkty przed doprowadzeniem do komory spalania rozdziela się na paliwa gazowe i paliwa stałe zawierające węgiel, np. gaz wytlewny i węgiel drzewny, a następnie oddzielnie doprowadza się do procesu, przy czym stałe paliwa zawierające węgiel miele się na palny pył a część zapotrzebowania cieplnego palnika pokrywa się przez wymianę cieplną z gazem zgazowania i/lub gazem palnym, syntezowym lub redukcyjnym.

Korzystnie gaz zgazowania prowadzi się przez komorę pomiędzy ścianką reaktora a zewnętrzną ścianką komory spalania i przyjmuje on część ciepła odprowadzanego przez komorę spalania a gorący gaz zgazowania chłodzi się przed wejściem do komory oraz w komorze pomiędzy ścianą reaktora a zewnętrzną ścianą komory spalania.

Korzystnie żużel zbiera się w kąpieli wodnej na dnie reaktora i odprowadza się go z tego miejsca.

Korzystnie chłodzenie odbywa się bezpośrednio przez schładzanie wodą, parą wodną i/lub zimnym gazem, albo za pomocą powierzchni chłodzącej połączonej ze ścianą reaktora lub z wymurówką reaktora.

Korzystnie do stałych paliw zawierających węgiel dodaje się obce materiały mineralne i/lub rudy i przy spalaniu roztapia się.

Korzystnie do palnego pyłu dodaje się obce ziarniste materiały palne, przy czym palny pył wpuszcza się przez jedną lub kilka lanc do strumienia zanurzeniowego, korzystnie bezpośrednio poniżej dna komory spalania.

Korzystnie żużel na dnie komory spalania gromadzi się w misce wyłapywania żużla i odprowadza się go poprzez rynnę spustową środkowego otworu.

Urządzenie do wytwarzania gazu palnego, syntezowego i redukcyjnego z paliw odnawialnych i kopalnych, innych biomas, śmieci lub osadów złożone z palnika kombinacyjnego oraz umieszczonej pod nim komory spalania z doprowadzeniami palnych materiałów i gazów według wynalazku, charakteryzuje się tym, że:

przy wierzchołku komory spalania umieszczone jest urządzenie zawirowujące, przez które materiały palne i gazy z palnika kombinacyjnego prowadzone są do dołu do wylotu gazu, usytuowanego pośrodku w jego dnie,

PL 190 794B1 wylot gazu jest przy swym górnym końcu otoczony miską żużlową zaś poniżej wylotu gazu usytuowane jest endotermiczne przepływowe urządzenie zgazowujące z miską żużlową i odpływem, w którym żużel płynie równolegle do gazu, w górnym obszarze endotermicznego przepływowego urządzenia zgazowującego wylot gazu jest otoczony płaszczem z materiału odpornego na wysoką temperaturę, w urządzeniu zgazowującym, poniżej wylotu gazu, umieszczone są sięgające do wnętrza lance palnego pyłu, endotermiczne przepływowe urządzenie zgazowujące jest otoczone przez odporny na wysoką temperaturę płaszcz, który jest usytuowany w obszarze komory spalania z urządzeniem chłodzącym.

Korzystnie urządzenie posiada górną lancę i dolną lancę palnego pyłu, przy czym górna lanca przechodzi przez płaszcz.

Korzystnie odporny na wysoką temperaturę płaszcz otacza komorę spalania z pewnym odstępem, tworząc kanał wyrównywania temperatury w postaci pierścieniowej komory, w której to pierścieniowej komorze lub w kanale wyrównywania temperatury, usytuowane są urządzenia prowadzące.

Korzystnie w górnym obszarze endotermicznego przepływowego urządzenia zgazowującego i/lub w kanale wyrównywania temperatury, umieszczone są urządzenia schładzające.

Korzystnie miska żużlowa ma kształt stożkowy i posiada rynnę odpływu żużla.

Korzystnie dno komory spalania ma kształt stożka, a przepływowe urządzenie zgazowujące jako zabezpieczenie przed przeskokiem płomienia, zawiera odwrotny stożek, który w pewnym odstępie otacza dno komory spalania.

Reaktor jest zbudowany tak, że zasadniczo ciepło fizyczne jest utrzymywane na wysokim poziomie temperatury przy jedynie minimalnych stratach i jest wykorzystywane do zwiększania ciepła związanego chemicznie. Paliwo i/lub gaz przy temperaturze spalania najpierw u wylotu palnika lub na wejściu do komory spalania zostają wprawione w ruch obrotowy, co doprowadza do tego, że gorące kropelki żużla zostają odwirowane na ścianę i spływają po niej do miski żużlowej na dnie komory spalania. Ściana komory spalania ma przy tym taką temperaturę, że powstaje na niej warstwa zakrzepłego żużla, po której spływa dalszy żużel omywany po swej stronie zewnętrznej przez (odbity) gaz zgazowania.

Dno komory spalania ma środkowy otwór, z którego uwolniony od kropelek żużla gaz wypływa jako strumień zanurzeniowy i dostaje się do przepływowego urządzenia zgazowującego. Żużel spływający po ścianie gromadzi się w misce otaczającej ten otwór, która korzystnie jest wyposażona w promieniowe rynny odprowadzające żużel równolegle do gazu do przepływowego urządzenia zgazowującego. Wypływ gazu jest przy tym wykonany jako kanał, dzięki czemu przepływ gazu zgazowania odbywa się laminarnie.

W tym celu, po pierwsze gaz wypływający do dołu do urządzenia zgazowującego utrzymywany jest stosunkowo długo jako strumień, przy czym jest on powyżej kąpieli wodnej hamowany przez sprężanie i odchylany do góry (odbijany), aby potem wznosić się równolegle do strumienia zanurzeniowego przy ścianie urządzenia zgazowującego. W opadający strumień gazu w warunkach redukcyjnych wdmuchuje się palny pył zawierający węgiel, który najpierw jest porywany do dołu, a następnie dostaje się do płaszczowej wznoszącej się części, przy czym wymiary urządzenia i prędkość przepływu są dobrane tak, że wynika z tego wystarczający czas przebywania, a przez to uzyskuje się silne zgazowanie palnego pyłu.

Wokół wypływu gazu w celu uniemożliwienia zwrotnego mieszania się wznoszącego się gazu z wypływającym strumieniem może być umieszczony płaszcz z odpornej na wysoką temperaturę stali lub ceramiki, poprzez który mogą być przeprowadzone lance palnego pyłu.

Wznoszący się gaz podawany jest np. za pomocą urządzenia prowadzącego do komory pośredniej pomiędzy zewnętrzną osłoną urządzenia a płaszczem komory spalania, powoduje w nim wyrównanie temperatury i opuszcza urządzenie poprzez wylot gazu zgazowania.

Urządzenie jest wyposażone w wykładzinę chroniącą przed wysoką temperaturą i korzystnie chłodzone.

Powstający gaz jest wysokiej jakości i może być bezpośrednio wykorzystywany. Przed wprowadzeniem wznoszącego się gazu w kanał wyrównywania temperatury może być on schładzany przez rozpylanie wody lub zimnym gazem, np. w niestabilnych warunkach eksploatacyjnych.

Przykład wykonania urządzenia zostanie dokładniej opisany na podstawie załączonego rysunku.

Stosuje się przy tym kombinowany palnik 1, który przyjmuje gorące, gazowe produkty wytlewania, łącznie ze składnikami w postaci pary, takimi jak smoła, olej, woda, oraz z pyłem, na króćcu wloPL 190 794 B1 towym kanału 4 produktu wytlewania i poprzez urządzenie zawirowujące 33 doprowadza do komory spalania 9. W kanale produktu wytlewania tego palnika kombinacyjnego umieszczone są rury służące do doprowadzania resztkowego koksu, popiołu i dodatków 8 do reaktora, przy czym nadtopione w komorze spalania 1 składniki mineralne zostają zawirowane, nagrzane i odwirowane w komorze spalania 1 w postaci płynnej do ścianki. Dla podstechiometrycznego spalania do materiału zgazowania powyżej temperatury topnienia popiołu palnik kombinowany 1 ma dalsze kanały doprowadzania tlenu 7 lub powietrza 3, które w takim samym kierunku jak produkty wytlewania są wprowadzane przez urządzenia zawirowujące 33 w celu szybkiego przetworzenia z produktami wytlewania do materiału zgazowania i w celu nadtopienia składników mineralnych resztkowego koksu, popiołu i ewentualnie dodatków.

W celu uniknięcia krytycznego doprowadzania ciepła do części nie chłodzonych w palniku kombinowanym zamontowano niezbędne do uruchamiania i nagrzewania doprowadzenie 2 materiału zapalającego, doprowadzenie 5 powietrza zapalania i urządzenie zapalające oraz nadzorowanie zapłonu 6, gdzie elementy te są chronione przed innymi przepływającymi czynnikami przy stacjonarnym zgazowywaniu. Możliwe jest również stosowanie znanego palnika wirowego na pył węglowy.

Komora spalania 9 pracuje powyżej temperatury topnienia mineralnych składników resztkowego koksu, popiołu i dodatków. Ściana komory spalania 9 przewodzi ciepło, tak że na skutek odprowadzania ciepła na zewnątrz żużel zastyga na niej w warstwę ochronną, a ponadto ciekły żużel odpływa dzięki temperaturze w komorze spalania 9. Dno komory reakcyjnej 10 wykonane jest jako przechwytująca żużel miska z rynną odprowadzającą 12 tak, że może powstawać złoże żużlowe 13, które jest zawsze zapewnione na skutek bezpośredniego kontaktu żużla z materiałem zgazowania 11i przez stały przepływ wraz z materiałem zgazowania 11, jak również przez wyprowadzanie gazu 34 poprzez strumień żużla.

Materiał zgazowania 11, który w warunkach zgazowania wytwarzany jest podstechiometrycznie w komorze spalania 9, służy dzięki swej wysoko ustawionej zawartości CO2 i H2O jako materiał zgazowania w endotermicznym urządzeniu 14 do zgazowywania przepływającego strumienia. Doprowadzone wraz z materiałem zgazowania 11 odczuwalne ciepło jest wykorzystywane do pokrycia ciepła zużywanego do endotermicznej reakcji zgazowania pomiędzy palnym pyłem a materiałem zgazowania.

W związku z tym dla palnego pyłu w reaktorze przewidziane są lance 15, 17. Materiał zgazowania 11 wchodzi jako zanurzeniowy strumień 16 w urządzenie 14 endotermicznego zgazowywania płynącego strumienia i przyspiesza porwane kropelki żużla 18, tak że wchodzą one w kąpiel wodną 19 i zastygają tam w granulat odporny na wymywanie. Odpływ 22 żużla, dopływ 21 wody i przelew 20 wody służą do odprowadzania czynników oraz do uzupełniania wody. Wraz z kąpielą wodną 19 tworzą one dolne zamknięcie endotermicznego reaktora przepływowego 14.

Można ponadto stabilizować strumień zanurzeniowy i tłumić mieszanie zwrotne z odbijanym gazem wznoszącym się płaszczowo równolegle do ściany, kiedy poniżej wylotu 34 gazu umieszczony jest płaszcz 35 z odpornej na wysoką temperaturę stali lub ceramiki, przez który przeprowadzone są lance 15 palnego pyłu. Dodatkowe lance 17 mogą być usytuowane u dołu.

Przedstawiona konstrukcja przez doprowadzenie beztlenowego materiału zgazowania 11 oraz palnego pyłu przeznaczonego do zgazowania do endotermicznego reaktora przepływowego 14 i przez wysoką temperaturę zgazowywania powyżej 500°C zapewnia, że nie może nastąpić żadne przebicie tlenu w zimnych obszarach reaktora.

Do ogrzewania zgazowanego gazu 23 ochłodzonego przy zgazowaniu endotermicznym służy kanał 26 wyrównania temperatury, w którym ewentualnie usytuowane są urządzenia prowadzące 24. Nadają one strumieniowi gazu 23 zawirowanie, które zwiększa odprowadzanie ciepła konwekcji ze ściany komory spalania 9 tak, że wewnętrzna ściana komory spalania zostaje ochłodzona poniżej temperatury topnienia żużla i na skutek tego powstaje warstwa ochronna zastygłego żużla.

Ponadto wzmocnienie chłodzenia ścianki komory spalania następuje za pomocą urządzenia chłodzącego 27, które jest zasilane przez dopływ 28 i odpływ 29 czynnika chłodzącego. W celu zmniejszenia temperatury zgazowania, która powinna być w zakresie 500-1200°C, zamontowane jest przy dyszach chłodzących 31 urządzenie 30 do schładzania gazu zgazowania. Gaz zgazowania opuszcza reaktor przez wyłożony materiałem ogniotrwałym wylot 25 zgazowania.

Przez dalsze rozwinięcie wielostopniowego reaktora możliwe jest znaczne rozszerzenie stosowania reaktora. Przez wymianę lanc 8, 15, 17 resztkowego koksu, popiołu i palnego pyłu, części palnika kombinacyjnego i dysz chłodzących 31 powstają możliwości roztapiania obcych materiałów mineralnych, również zanieczyszczających, ale też rud i zgazowywanie obcych drobnoziarnistych substan6

PL 190 794B1 cji palnych, stosowania własnego gazu palnego lub gazu innych producentów w celach dozowania albo też chłodzenia różnymi materiałami, takimi jak woda, para wodna lub zimny gaz.

Przewidziane jest również wykonanie miski do zbierania roztopionego materiału w postaci ciekłej odpływającego z komory spalania 9, która zamiast kąpieli wodnej 19 tworzy wtedy dolne zamknięcie endotermicznego przepływowego urządzenia 14 do zgazowywania.

Dla zabezpieczenia chemicznego i termicznego reaktor ma ogniotrwały płaszcz 32. Jest on jednak również pomyślany z odpornym na wysoką temperaturę i na korozję materiałem i z zewnętrzną izolacją cieplną na ciśnienia do 10 MPa.

W celu zabezpieczenia przed przeskokiem płomienia z komory spalania 9 w endotermicznym przepływowym urządzeniu zgazowującym 14 dolna część kanału 26 wyrównywania temperatury ma kształt stożkowy.

Literatura:

[1] CARL/FRITZ: „NOELL-KONVERSIONSVERFAHREN“ EF-Verlag fur Energie-und Umwelttechnik GmbH 1994

[2] LUCAS i inni: „Ein Vergleich von Kohlevergasungsverfahren unter Druck in der Flugstaubwolke“ Chemische Technik 1988, zeszyt 7, strony 277-282

Claims

1. Sposób wytwarzania gazu palnego, syntezowego i redukcyjnego z paliw odnawialnych i kopalnych, innych biomas, śmieci lub osadów przez spalanie w palniku z dodatkiem gazowego tlenu i/lub gazów zawierających tlen w warunkach podstechiometrycznych powyżej temperatury topnienia składników nieorganicznych do materiału zgazowania zawierającego CO2i H2O, znamienny tym, że paliwo i/lub gaz przy wejściu do komory spalania zawirowuje się, a powstające przy spalaniu ciekłe składniki mineralne odwirowuje się na usytuowaną zasadniczo pionowo ściankę palnika i oddziela się przy tym od powstającego materiału zgazowania, materiał zgazowania poprzez środkowy otwór w dnie komory spalania doprowadza się do reaktora zgazowania, tworząc przy tym strumień zanurzeniowy, oddzielone ciekłe składniki odprowadza się poprzez środkowy otwór w dnie komory spalania i powoduje się przy tym ich porywanie w postaci kropelek żużla przez strumień zanurzeniowy materiału zgazowania i odwirowanie na dno reaktora, zbieranie tam i odprowadzanie z tego miejsca, w urządzeniu zgazowującym palny pył zawierający węgiel doprowadza się do materiału zgazowania, przy czym przy przebiegającej reakcji zgazowania, dwutlenek węgla redukuje się do tlenku węgla, a parę wodną do wodoru, zanurzeniowy strumień gazu odchyla się powyżej dna reaktora, a powstający gaz zgazowania odprowadza się w górnej części reaktora i przetwarza się w gaz palny, gaz syntezowy lub gaz redukcyjny z późniejszym odpylaniem i oczyszczaniem chemicznym.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że paliwa ogrzewa się allotermicznie lub adiabatycznie przy 300-800°C, przy czym produkty przed doprowadzeniem do komory spalania rozdziela się na paliwa gazowe i paliwa stałe zawierające węgiel, np. gaz wytlewny i węgiel drzewny, a następnie oddzielnie doprowadza się do procesu.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stałe paliwa zawierające węgiel miele się na palny pył.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część zapotrzebowania cieplnego palnika pokrywa się przez wymianę cieplną z gazem zgazowania i/lub gazem palnym, syntezowym lub redukcyjnym.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że gaz zgazowania prowadzi się przez komorę pomiędzy ścianką reaktora a zewnętrzną ścianką komory spalania i przyjmuje on część ciepła odprowadzanego przez komorę spalania.

6. Sposób według zastrz. 4, albo 5, znamienny tym, że gorący gaz zgazowania chłodzi się przed wejściem do komory oraz w komorze pomiędzy ścianą reaktora a zewnętrzną ścianą komory spalania.

PL 190 794 B1

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że żużel zbiera się w kąpieli wodnej na dnie reaktora i odprowadza się go z tego miejsca.

8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że chłodzenie odbywa się bezpośrednio przez schładzanie wodą, parą wodną i/lub zimnym gazem, albo za pomocą powierzchni chłodzącej połączonej ze ścianą reaktora lub z wymurówką reaktora.

9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że do stałych paliw zawierających węgiel dodaje się obce materiały mineralne i/lub rudy i przy spalaniu roztapia się.

10. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że do palnego pyłu dodaje się obce ziarniste materiały palne.

11. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 10, znamienny tym, że palny pył wpuszcza się przez jedną lub kilka lanc do strumienia zanurzeniowego, korzystnie bezpośrednio poniżej dna komory spalania.

12. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 7, albo 9, albo 10, znamienny tym, że żużel na dnie komory spalania gromadzi się w misce wyłapywania żużla i odprowadza się go poprzez rynnę spustową środkowego otworu.

11. Urządzenie do wytwarzania gazu palnego, syntezowego i redukcyjnego z paliw odnawialnych i kopalnych, innych biomas, śmieci lub osadów złożone z palnika kombinacyjnego oraz umieszczonej pod nim komory spalania z doprowadzeniami palnych materiałów i gazów, znamienne tym, że przy wierzchołku komory spalania (9) umieszczone jest urządzenie zawirowujące (33), przez które materiały palne i gazy z palnika kombinacyjnego (1) prowadzone są do dołu do wylotu (34) gazu, usytuowanego pośrodku w jego dnie, wylot (34) gazu jest przy swym górnym końcu otoczony miską żużlową (12), zaś poniżej wylotu (34) gazu usytuowane jest endotermiczne przepływowe urządzenie zgazowujące (14) z miską żużlową (19) i odpływem (22), w którym żużel płynie równolegle do gazu, w górnym obszarze endotermicznego przepływowego urządzenia zgazowującego (14) wylot gazu (34) jest otoczony płaszczem (35) z materiału odpornego na wysoką temperaturę, w urządzeniu zgazowującym (14), poniżej wylotu (34) gazu, umieszczone są sięgające do wnętrza lance (15) palnego pyłu, endotermiczne przepływowe urządzenie zgazowujące (14) jest otoczone przez odporny na wysoką temperaturę płaszcz (32), który jest usytuowany w obszarze komory spalania (9) z urządzeniem chłodzącym (27).

14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że posiada górną lancę (15) i dolną lancę (17) palnego pyłu, przy czym górna lanca (15) przechodzi przez płaszcz (35).

15. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że odporny na wysoką temperaturę płaszcz (32) otacza komorę spalania (9) z pewnym odstępem, tworząc kanał (26) wyrównywania temperatury w postaci pierścieniowej komory.

16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że w pierścieniowej komorze lub w kanale (26) wyrównywania temperatury, usytuowane są urządzenia prowadzące (24).

17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że w górnym obszarze endotermicznego przepływowego urządzenia zgazowującego (14) i/lub w kanale wyrównywania temperatury, umieszczone są urządzenia schładzające (30).

18. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że miska żużlowa (12) ma kształt stożkowy i posiada rynnę odpływu żużla.

19. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że dno komory spalania (9) ma kształt stożka, a przepływowe urządzenie zgazowujące (14) jako zabezpieczenie przed przeskokiem płomienia, zawiera odwrotny stożek, który w pewnym odstępie otacza dno komory spalania (9).