RO132583A2 - Instalaţie de gazificare atmosferică a biomasei/deşeurilor solide, cu control avansat al regimului gazodinamic şi termic - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o instalaţie de gazificare atmosferică biomasă/deşeuri solide. Instalaţia conform invenţiei este constituită dintr-o unitate A de conversie a deşeurilor organice în gaz de sinteză, formată dintr-un tocător (1) pentru mărunţire până la o granulaţie de 10...18 mm, un sas (2) pentru alimentarea controlată cu deşeu a unui uscător (3) pentru reducerea conţinutului de umiditate higrosopică şi de îmbibaţie al deşeului, un şnec (4) transportor, un ventilator (5) aer pentru circulaţia generală a substanţelor gazoase, un preîncălzitor (6) de aer în legătură cu un reactor (7) de gazificare deşeuri solide în pat fix, în legătură cu un ventilator (8) de recirculare gaze, pentru controlul avansat al temperaturii gazelor în reactor (7), precum şi o unitate B de epurare a gazului de sinteză, formată dintr-un răcitor (9 şi 11) de condensare gaze în două trepte, treapta I, respectiv, treapta II, un scruber (11) pentru curăţarea gazelor condensate care sunt preluate de un gazometru (12), şi un filtru (13) sac, pentru epurarea gazului de sinteză rezultat.

Description

1. DESCRIEREA INVENȚIEI

1.1. Cadrul problemei

Analiza simplificată („proximă”) a combustibililor solizi în „stare inițială” are loc în 3 etape [1,2], în cadrul cărora suntpuse în evidență o serie de componente:

- Uscarea controlată, termică, la presiune atmosferică și la o temperatură ușor superioară celei de 100°C (uzual 105°C). în cadrul acestei faze se elimină, sub formă de vapori, umiditatea de îmbibație și higroscopică, partea rămasă fiind „proba anhidră”.

Termoliza probei anhidre, prin încălzire anaerobă de la 105°C până la 800°C. în cursul ei se degajă „volatile”. Partea rămasă este „reziduul solid de termoliză”. Amintim că fracțiile volatile se clasifică după temperaturile la care se degajă, și, mai important, după temperaturile lor de condensare la presiunea atmosferică. După al doilea criteriu deosebim volatile tip: „gaze” (care condensează la temperaturi comparabile cu cele ambientale) și „gudroane” (care condensează la temperaturi mai mari).

Arderea în O₂ a reziduului solid de termoliză. Partea care nu arde este „cenușa”, iar partea combustibilă este numită convențional „cocs” sau „Carbon fix”.

Analiza avansată, „elementală” a combustibililor solizi detaliază compoziția acestora, determinând, prin procedee chimice, ponderile procentuale ale elementelor în componentele probei anhidre.

Scopul gazeificării combustibililor solizi este producerea de combustibili gazoși, pornind de combustibili solizi. Principalulproces prin care se produc din Carbon gaze combustibile e reacția de reducere dintre C și vaporii de H2O: C+H2O—KO+H2 (E1).

Reacția are loc la temperaturi ridicate și este endotermă. O parte a H2 din (E 7) se poate combina cu Carbonul. Reacția de „metanizare”: 2H2+C—MJH4 (E 2) este exotermă, dar nu acoperă cererea de căldură a (E 7). Pentru a satisfacecererea de căldurăa reacției endoterme,se poate oxida parțial ocotă din Carbon: C+1/2(C>2)—>CO, (E 3), și, eventual,se oxideazăîn continuare CO rezultat din (E /) și (E 2): CO+1/2(O2)->CC>2 (E 4).

Gazeificarea nu este un procedeu tehnic nou. Primele instalații de gazeificare a cărbunilor superiori sau cocsului au fost realizate în urmă cu 150 de ani [1,2], iar rețelele de transport și distribuție a gazului de gazogen au apărut cu mult înaintea celor de gaz natural. în acest timp s-au dezvoltat diferitetehnologii de gazeificare. în literatura de specialitate [1,2] acestea sunt clasificate după diferite criterii:

C.l. După prezența (sau lipsa) O2 în mediul de gazeificare, deosebim: (C.l.l.) gazeificare în atmosferă ce conține doar vapori de H2O și (C.l.2.) gazeificare cu vapori de H2O și O2·

C.2. După agentul de oxidare (în cazul 2 de mai sus), deosebim:(C.2.1.) Oxi-gazeificare cu O2 cvasi pur), (C.2.2.) gazeificare cu aer „îmbogățit” (în O2) și (C.2.3.) cu aer.

C.3. După presiuneade lucru, avem:(C.3.1.) procese de gazeificare la presiune atmosferică, sau (C.3.2.) gazeificare sub presiune.

C.4. După modul de menținere a masei solide în gazeificator, deosebim:(C.4.1.) gazeificare pe grătar („pat fix”), (C.4.2.) în pat fluidizat și (C.4.3.)în flux pulverizat.

în paralel cu dezvoltarea procedeelor de gazeificare a cărbunilor superiori (antracit, huilă antracitoasă ș.a.), s-au dezvoltat tehnologii de gazeificarea cărbunilor mai „tineri” (cărbune brun, lignit, turbă ș.a.), a biomasei și a unor deșeuri combustibile (sau măcar incinerabile), care aucote de Carbon combustibil „fix” mai mici decât cărbunii superiori, cote de volatile mai mari și umidități mai ridicate. Conversia în syngaz a masei organice din asemenea materii

a 2016 00921

28/11/2016 prime se face într-un proces combinat de piroliză + gazeificare (denumire completă: „pirogazeificare”, denumire prescurtată: „gazeificare”), în următoarele etape:

- uscarea (vaporii de H2O din acest proces fiind redirecționați spre zona de gazeificare);

piroliză (din care rezultă volatile combustibile și reziduul solid care conține cocsul); arderea (în principal a„volatilelor”; ea dezvoltă căldura pentru uscare și reducere); reacția de reducere dintre vaporii de H₂O și Carbonul din cocs.

Folosirea gazeificării ca tehnologie de tratare și neutralizare a deșeurilor permite, la fel ca arderea directă și ca incinerarea cu combustibil suport ajutător, recuperarea unei cote din poțentialul lor energetic și minimizarea emisiilor poluante, inclusiv a deșeurilor „finale”.Față de ardere/incinerare, gazeificarea poate elimina cererea de combustibil suport și produce combustibili gazoși, mai „curați” ecologic, mai ușor de transportat și stocat și valorificabili în mașini termice cu ardere internă, de tip Instalații de Turbine cu Gaze (ITG) sau Motoare cu Piston (MP). Cum efectul de scală asupra randamentului este mai redus, acestea ating la puteri unitare de zeci sau sute de kW randamente superioare ciclurilor cu abur de câțiva MW.

„Reactorul” instalațieide gazeificare a biomasei/deșeurilor solide ce face obiectul prezentei propuneri de invenție se încadrează după criteriul C.l.în categoria CI.2.,cu gazeificare în atmosferă cu vapori de H₂O și O₂, după criteriile C.2. și C.3. în categoria celor„atmosferice”, pentru că agentul de oxidare este aerul (C.2.3.) și pentru că procesul are loc la presiunea atmosferică (C.3.1.),iar după criteriul C.4. printre cele pe grătar, sau cu „pat fix” (C.4.I.).

La gazeificarea pe grătar,materiile solide granulate (combustibil-cenușă) circulă decendent gravitațional. în cele două exemple din Fig. 1. și Fig. 2.[1, 2, 3, 4, 5] se observă că masa combustibilă gazeificabilă intră prin racordul superior (a), iar cenușa care cade prin ochiurile grătarului este preluată de un schneck și evacuată prin racordul inferior (b).Adâncirea clasificării acestor gazeificatoare se face urmărind circulația relativă a celor două fluxuri :masa solidă și substanțele în stare gazoasă sau de vapori (aerul, vaporii de H₂O și gazul de sinteză) [1, 2],Pentru descrierea construcției și funcționării reactorului instalației ce face obiectul prezentei propuneri de invenție vom pomi dela analizaadouă tipuri de gazeificatoare care sunt cele mai asemănătoare cu el, la care vaporii și gazele au circulațiape direcție verticală. în funcție de sensul de circulație a gazelor în raport cu cel al substanțelor solide, acestea din urmă pot fi [1, 2]:

cu circulație în echicurent, sau „downdraft” (Fig. 1.) [1, 2, 3, 4], La acesta fluxul de combustibil-cenușă parcurge pe rând zonele de: uscare (c), piroliză (d), oxidare (e) și reducere (f). Aerul e introdus prin racordurile (g) aflate în dreptul zonei de oxidare iar fluxul de gaze și vapori de H₂O circulă doar prin zonele (e) și (f) ale reactorului, în sens descendent ca și materiile solide. Gazul de sinteză fierbinte trece prin grătar și se evacuează din reactor prin racordul /A). Principal ele avantaje ale gazeificatoarelor cu această schemărelativă de curgere sunt acelea că permit transferul direct al căldurii dezvoltate prin ardere în zona (e) către zonele imediat vecine, care necesită căldură de proces: zona de piroliză (d) și cea de reducere (f). în plus gazul, fiindevacuat din zona de temperaturi ridicate, nu conține gudroane și poate fi folosit în mașini termice cu ardere internă (ITG sau MP). Această schemă de curgere are însă și două dezavantaje mai importante. Primul este că vaporii de H₂O degajați în zona de uscare (c)ajung greu în zona de reducere (f), unde sunt necesari în reacția de gazeificare. Al doilea este că transferul căldurii dezvoltate în zona/ejspre zona de uscare fcjeste dificil,fapt ce reduce eficiența uscării și duce la intrarea în zona de piroliză a masei solide în stare umedă.

cu circulație în contracurent, sau „updraft” (Fig. 2.)[1, 2, 5], La acesta aerul e introdus pe sub grătar prin racordul (g) poziționat în partea inferioară a reactorului, iarracordul (h) de evacuare a gazului de sinteză, este în partea superioară a vasului. Ca urmare fluxul de gaze și vapori de H₂O circulă în sens ascendent, în contracurent cu materiile solide, prin toate a 2016 00921

28/11/2016 zonele reactorului. Fluxul de combustibil introdus pe la partea superioară parcurge pentru început zonele deuscare (c) și piroliză (d)m aceeași ordine ca mai sus.în continuareprodusul de piroliză trece prin zona de reducere(/) și apoi prin cea de oxidare fe/iar cenușarămasă se evacuează, ca mai sus, de sub grătar. Principalul avantaj ale acestei scheme de curgere relativă este acela că asigurăatât transferul direct al căldurii dezvoltate prin ardere în zona (e) către zona de reducere (f), câtși transferul indirect, prin fluxul de gaze fierbinți, al acestei călduri spre zonele de piroliză(i/>și uscare (c), mărind eficiența uscării și permițând intrarea în zona de piroliză a masei solide mai uscate. Un prim dezavantaj al schemei, prezent și în cazul anterior, este acela că nu asigură transferul vaporilor de H2O degajați la uscare spre zona de reducere (f), unde sunt necesari în reacția de gazeificare. Un alt dezavantaj este acela că gazul evacuat din zona de temperaturi coborâte, după zonele de piroliză și uscare conține gudroane. El poate fi valorificat prin ardere directă în vecinătatea sursei, dar nu poate fi folosit în mașini termice cu ardere internă (ITG sau MP)și nu poate fi transportat la distanță.

Descrierea mai sus a celor două tipuri de gazeificatoare mai apropiate de cel cu careeste prevăzută instalația din prezenta propunere de invenție, ne va permite să evidențiem, în subcapitolul următor, elementele originale ale gazeificatorului cu care propunem să fie dotată instalația, precum și avantajele acestuia în raport cu reactoarele uzuale de gazeificare „pe grătar”.în plus, instalația propusă spre brevetare în ansamblul ei, concepută pentrugazeificareaunor biomase / deșeuri organice cu potențial risc biologic, conținut ridicat de umiditate, mai are și alte elemente originale care vor fi prezentate în continuare.

1.2. Descriereaconstrucției și funcționării instalației ce face obiectul cererii de brevet

Schema de principiua instalației cu control avansat al regimului gazodinamic și termic, pentru gazeificarea atmosferică a biomasei/deșeurilor solide este prezentată în Fig. 3.Menționăm că această instalație a fost realizată în cadrul proiectului finanțat prin UEFISCDI cu Nr. 62/2012, având titlul „Linie tehnologică operațională pentru conversia deșeurilor în gaz de sinteză superior și producere de energie electrică - CONTECH”, și se află în probe funcționale la Universitatea „Politehnica” din București.

Instalația este alcătuită din două subansambluri majore, care sunt parcurse de fluxul de materie primă-produs finit în următoarea ordine:

A) Unitatea de conversie a biomasei/deșeurilor organice în gaz de sinteză. Aceasta poate fi împărțită pe3 grupe de funcțiuni, în: A.l. modulul de preparare a deșeurilor organiceftocătorul, ecluza, uscătorulși schneckul), A.2. gazeificatorul propriuzis,și A.3. circuitul de aer - syngaz brut (netratat) cu recuperare internă de căldură.

B) Unitatea de epurare a gazului de sinteză (prevăzută și cu posibilitate de recuperare externă a căldurii).

Componentele unității de conversie a deșeurilor organice în gaz de sinteză și funcțiile lor sunt:

1) Tocător ulcare mărunțește mecanic masa organică până la o granulație de 1 CU 18 mm, comparabilă cu cea ale peletelor de lemn folosite la arderea pe grătar. Reducerea mărimii particulelor ușurează manipularea lor și mărește suprafața de contact dintre acestea și gaze, intensificând procesele termochimice. în instalația de la UPB tocătorul este un concasor cu valțuri.

2) Sfl.s’w/fecluza). Acesta se află întretocătorul de preparare pentru gazeificare, prin mărunțire, a materiei primă și uscător, asigurândasigură etanșarea pe partea de gaze între tocător (în care se află aer la temperatura și presiunea ambiantă) și uscător (prin care circulă gaz de sinteză fierbinte,la ușoară suprapresiune în raport cu atmosfera și o temperatură ridicată, de circa 60(U300°C)realizândtotodată alimentarea controlată cu

V

a 2016 00921

28/11/2016 deșeu/biomasă a uscătorului.

3) Uscătorul de deșeu/biomasăreduce conținutul de umiditate higroscopică și de îmbibație.în instalația de la UPB uscătorul este cu agitare mecanică, talere fixe și raclete rotative.Particulele cad gravitațional de pe un taler pe altul.Pe fiecare taler se realizeazăo agitare mecanică cu ajutorul unor raclete rotative; aceasta asigură: a) evitarea colmatării,

b) creșterea duratei de staționare a masei granulate în uscător și c) intensificarea schimbului de căldură și masă între materia primă și agentul de pre-uscare (care circulă ascendent, în contracurent în raport cu materialul mărunțit).Caracteristic instalației propuse spre brevetare este modul deintegrarea procesului de pre-uscare înansamblul proceselor energo-tehnologice: agentul de pre-uscare este o cotă din syngazul fierbinte. Menționăm că această cotă depinde în principal de: a) necesarul de căldură pentru preîncălzirea aerului (o altă particularitate a instalațieifiind aceea că preîncălzitorul de aer e legat în paralel pe partea de syngaz fierbinte cu ansamblul format de carcasa schneckului și uscătorul de deșeu organic) și b)de starea inițială a combustibilului (umiditate și compoziție elementală). Pentru biomase/deșeuri cu umiditate mare cota de agent de uscare atinge circa 50%. în urma schimbului de căldură și masă prin contact se realizează reducerea temperaturii syngazului și îmbogățirea luicu vapori de apă, precum și încălzirea și pre-uscarea fracției solide amonte de gazogen. Rezultă că uscarea realizează și o recuperare internă de căldură fapt care reduce consumul de energie pentru procesele endoterme din reactor conducând la scăderea cotei de CO2 din syngaz și, implicit,la creșterea puterii calorifice a acestuia.Pe de altă parte, deoarece uscarea biomasei/deșeului se realizează prin contact direct cu un agent de temperatură ridicată, eficiența sa este superioară celei realizabile cu agent intermediar și/sau în schimbătoare de căldură de suprafață. La această temperatură ridicată, eventualele substanțe cu potențial risc biologic dinmaterialul solid sunt parțial neutralizate. Cele rămase în materialul solid intră în reactorul de gazeificare unde sunt neutralizate în zona de oxidare. Chiar dacă unele substanțe nedorite (grăsimi, gudroane)sunt antrenate în gazul de sinteză în procesul de uscare, ele vor fi reținute în unitatea de epurare a syngazului, acesta din urmă ajungând „curat” la consumator.Dacă totuși în gazul de sinteză mai sunt prezente substanțe cu potențial risc biologic, acestea vor fi complet neutralizate prin ardere la temperatură înaltă în motorul cu ardere internă.

4) Schneckul (transportor tip șurub), antrenat electric cu turație variabilă, pentru reglajul debitului de alimentare cu biomasă, face legătură între uscător și zona superioară a reactorului de gazeificare.Pentrucreșterea temperaturiifracției solide la intrarea în reactorul de gazeificare, la instalația de la UPBcilindrul schneck-ului are dublă anvelopă, iar în spațiul dintre cele două „cămăși” treceacea cotă de circa 50% dinsyngazulfierbinte care care se trimite apoi în uscător.

5) Ventilatorul de aer, cu reglaj prin turație variabilă, asigurăprin suprapresiunea creată circulația generală a substanțelor în fază gazoasă (aer-syngaz) după schema „tiraj suflat”. Aerul pentru arderea parțială este vehiculatprin preîncălzitorul de aer către zona submediană a reactorului.

6) Preîncălzitorul de aer, schimbător de căldură de suprafață în care un debit aproximativ egal cu cel de aer (în instalația de la UPB, proiectată pentru biomase/deșeuri cu umiditate mare, cota reprezintă circa 50% din syngazul fierbinte) realizează o recuperare internă de căldură, cedând aerului o cotă din căldura sensibilă. Datorită creșterii temperaturii aerului intrat în reactor se reduce consumul de energie pentru procesele endoterme din acesta, fapt care îmbunătățește calitatea syngazului.

7)

Reactorul de gazeificarepxo^rMzis este un vas de formă cilindrică cu axă verticală având

a 2016 00921

28/11/2016 2Y carcasă dublă în zona fierbinte (circa 2/3 de la bază din înălțimea totală). în vas deșeul organic solid formează un „pat fix” care se sprijină la partea inferioară pe un grătar, circulând lent gravitațional descendent. în zona superioară a reactorului are loc uscarea finală a masei solidefolosind o parte din căldura dezvoltată prin oxidarea parțială. în continuare biomasa/deșeul trece în zona de piroliză, zonă aflatăîn carcasa interioară. Din acest proces rezultă reziduul solid (ce conține cocs) și volatile combustibile.Inițierea proceselor termochimice din reactor se face cu un arzător (în instalația de la UPB acesta utilizează combustibil lichid ușor). în continuare procesele se automențin. Aerul se introduceradial centripet,la circa 1/3 din înălțimea reactorului, în zona de oxidare,unde ard volatilele tip gudroane și o parte din cocs, dezvoltând căldura pentru uscare și reducere.în partea inferioară a reactorului, deasupra grătarului, are loc reacția de reducere dintre vaporii de H₂O și Carbon din care rezultă syngazul. Acesta din urmă străbate grătarul,circulă ascendent printre cele două carcase, participând la încălzirea zonelor de piroliză și uscare, apoi se evacuează pe la partea superioară a reactorului. Pe grătar se află sistemul mecanic de curățare a acestuia, iar sub acesta cel de evacuare a cenușii, care este etanșat cu apă.

8) Ventilatorul de recirculare a gazelor, cu reglaj prin turație variabilă, preia gazele calde și umede partea superioară a reactorului, de deasupra zonei de uscare și le introduce în partea inferioară a acestuia, între zona de oxidare și cea de reducere. Ca urmare, circulația relativă a celor două fluxuri, cel de combustibil-cenușă și cel de gaze-vapori, are loc în partea superioară a reactorului în contracurent, iar în partea inferioară a lui în echicurent.Curentul ascendent de gaze fierbinți provenite din oxidare îmbunătățește transferul de căldură spre zona de piroliză și intensifică uscarea finală a masei solide din zona superioară a vasului.Totodată transvazarea controlată a gazelor umede din zona de uscare spre cea de gazeificare asigurăîn aceasta din urmă o atmosferă mai bogată în vaporii de H₂O necesari procesului.Aceasta permite un control avansat al circulației și temperaturii gazelor în reactor.Astfel, instalația realizează combinarea avantajelor celor două tipuri clasice de gazificatoare pe grătar (contracurent și echicurent), cu eliminarea dezavantajelor specifice diecăruia dintre acestea.

Componentele unității de epurare a gazului de sinteză (care este prevăzută și cu posibilitatea recuperării externe a căldurii) și funcțiile acestora sunt:

9) Răcitorul de syngaz treapta I primește gazul cald rezultatdin amestecul celor 3 fluxuri pe care se face recuperarea internă de căldură (de la uscător, de la preîncălzitorul de aer și de la sistemul de încălzire a schneckului). Răcirea amestecului până aproape de temperatura de condensare a vaporilor de H₂O este necesară în proces pentru a asigura o temperatură scăzută a syngazuluiîn următoarea componentă a unității de epurare :scruberul. Procesul se realizează într-unschimbător de căldură de suprafață și se poate face: 9./.) fără recuperarea căldurii (dacăgazeificatorul nu are un grad mare de utilizare și în vecinătatea lui nu se află consumatori de căldură, cazulinstalației de la UPB, care folosește un schimbător gaz-apă), sau9.2.)cu recuperare externă de căldură (când aceasta se justifică economic prin efectele ei energetice). în a doua situație căldura se poate recupera pentru producere de apă caldă (folosind un schimbător gaz-apă),sau pentru producerea de abur de joasă presiune (într-un generator de vapori).Amintim că, deoarece gazul fierbinte este evacuat din zona de reducerea reactorului, el conține cote foarte mici de fracții volatile. Totuși, fluxul degazce trece prin uscător vine în contact direct cu biomasa/deșeul,fiind posibilăo încărcare a lui cu astfel defracții. O caracteristică specifică instalației propuse spre brevetare este aceea că răcitorul de syngaz treapta I este prevăzut și cu un set de site metalice multistratrăcite care realizează reținerea compușilor volatili condensabili.La instalațiile fără recuperareextemă de căldură, sitele sunt amplasateamonte de rădtor.Dacă

a 2016 00921

28/11/2016 *Țk se optează pentru recuperarea externă de căldură, amplasamentul sitelor se stabilește în funcție de regimul termic din schimbătorul de căldură-recuperator.

10) A’craâera/țreactorul de epurare) realizează „spălarea” gazelor într-o „ploaie” de soluțiealcalină, pentru reținerea eventualilor compuși acizi ai Sulfului sau Clorului (dacă aceste elemente sunt prezente în deșeu) și a altor gaze acide. La instalația de la UPB scruberul are o construcție similară desulfuratoarelorumede de gaze de ardere de tip „tumciclon”, iar soluția alcalină este una de NaOH.

11) Răcltorul treapta a Π-a, condensator de vapori de H2O este un schimbător de căldură de suprafață gaz-apă care asigură răcirea avansată a gazului, pentru condensarea vaporilor de apă prezenți în acesta, fără recuperarea căldurii. Astfel participațiile fracțiilor gazoase combustibile în syngaz cresc, mărind conținutul de energie pe 1 Nm³.

12) GazometrulyzxQ preia gazul curățat și uscat prin răcire (maxim 5% umiditate) are rolul de tampon atenuând posibilele fluctuații de presiune și debit.Pentru instalația de la UPB acesta este format din doi cilindricu axe verticale,de aceeași înălțime, umpluți parțial cu apă,conectați în partea inferioarăprintr-o conductăși prevăzuți cu sticle de nivel. Primul cilindru (rezervorul propriuzis) este etanșat la partea superioară prin capac și la partea de jos prin stratul de apă. Volumul liber al lui, în carese stochează gazul de sinteză la presiune supraatmosferică,e conectat la ieșirea din răcitorul treapta a Π-a și laurmătoarea componentă a liniei tehnologice: filtrul sac.Al doilea cilindru, „de expansiune”,este pus în legătură în zona superioară cu atmosfera. Suprapresiunea gazului din primul cilindrul e menținută constantă prin diferența dintre nivele libere ale apei în cei doi cilindri.Această mărime permiteși determinarea volumului de gaz din gazometru.

13) Filtrul sac, treapta finală a sistemului de epurare gaz,reține pulberile antrenate. în instalația de la UPB filtrul este realizat din țesătură de bumbac cu ochiuri de 50 pm.De la ieșirea dinfiltrul sac gazul de sinteza este trimis către consumatori (ex: mașini termice cu ardere internă). Deoarece gazul de sintezăeste curat, gazele de eșapament evacuate la coș nu vor necesita echipamente speciale de tratare.

Instalația în ansamblul ei este prevăzută cu puncte și aparate de măsură a temperaturilor materialului solid în interiorul reactorului precum și a presiunilor, temperaturilor și debitelor de fluide (aer/gaze/apă răcirejpe diferite trasee. Semnalele de tip „unificat” provenite de la traductoare sunt centralizate într-o unitate de monitorizare și control al procesului.

Toate acționările din instalație sunt electrice și se realizează cu turație-frecvență variabilă.

Claims (5)

1. 2. REVENDICĂRI

   1. Instalație de gazeificare atmosferică a biomasei/deșeurilor solide, cu control avansat al regimului gazodinamic și termic,cuprinzând: tocătorul (1), sasul (2),uscătorul de deșeu organic (3), schneckul de alimentare (4), reactorul de gazificare(5), ventilatorul de aer (6) preîncălzitorul de aer (7), ventilatorul de recirculare a gazelor (8), racitorul de syngaz treapta I cu site de degudronare, care poate fi folosit și pentru recuperarea externă a căldurii (9), scruberul (10), răcitorul treapta a Π-a, condensator de vapori de H2O (11), gazometrul (12) și filtrul sac (\2>),caracterizată prin aceea că realizeazăconversia biomaselor și/sau deșeurilor cu umiditate ridicată (până la 60%) și potențial risc biologic din descompunerea lor, în gaz de sinteză curat, care poate fi valorificat în motoare cu ardere internă.

   2. Instalație de gazeificare atmosferică a biomasei/deșeurilor solide, cu control avansat al regimului gazodinamic și termic, conform revendicării 1, caracterizată prin introducerea încircuitul de gaze al reactorului propriuzis a unui ventilator de recirculare (8) care preia gazele umede din zona superioară a reactorului (cea de uscare a biomasei/deșeurilor solide) șile introduce în partea inferioară a reactorului (între zona de oxidare și cea de reducere), astfel încât circulația relativă a fluxurilor de combustibil-cenușă și de gazevapori are loc în partea superioară a reactorului în contracurent, iar în partea inferioară a lui în echicurent, permițând un control avansat al temperaturii și compoziției gazelor în reactor precum și combinarea avantajelor celor două tipuri clasice de gazificatoare pe grătar (contracurent și echicurent), cu eliminarea dezavantajelor acestora.
2. 3. Instalație de gazeificare atmosferică a biomasei/deșeurilor solide, cu control avansat al regimului gazodinamic și termic, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, procesul de preuscare cu contact direct între materia solidă și agentul de pre-uscarede temperatură ridicată (syngaz fierbinte) asigură o eficiență superioară celei realizabile cu agent intermediar și/sau în schimbătoare de căldură de suprafață.
3. 4. Instalație de gazeificare atmosferică a biomasei/deșeurilor solide, cu control avansat al regimului gazodinamic și termic, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că,datorită existenței în circuitul de syngaz „brut” (netratat) a componentelor uscător de deșeu organic (3) și preîncălzitor de aer (7), precum și a modului de legare a lor în circuit, se realizează o recuperare internă de căldură care acoperă o parte din consumul de energie al proceselor endoterme din reactor mărind puterea calorifică a gazului produs.
4. 5. Instalație de gazeificare atmosferică a biomasei/deșeurilor solide, cu control avansat al regimului gazodinamic și termic, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că preuscarea cu agent de proces a materialului solid se realizează fără eliminare în mediul ambiant a unor eventuale substanțe cu potențial risc biologic.
5. 6. Instalație cu control avansat al regimului termic și gazodinamic, pentru gazeificarea atmosferică a biomasei/deșeurilor solid conform revendicării 1, caracterizată prin aceea cărăcitorul de syngaz treapta I este prevăzut și cu un set de site metalice multistrat răcite, realizând astfel și reținerea particulelor antrenate și a compușilor volatili condensabili.