WO2010081444A2 - Anordnung zur vergasung von kohlenstoffhaltigen ausgangsstoffen - Google Patents

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Dinano Ecotechnology Llc
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement with any of carbonaceous starting materials, such as.
  • As household waste or biogenic material by successive drying, pyrolysis and gasification and burning the remaining residues high quality synthesis gas can be produced.
  • the arrangement makes it possible to precisely control the volume flow during pyrolysis and virtually completely avoiding coking or slagging; As a result, high yields and service lives are achievable. Furthermore, there is almost complete separation of the synthesis gas from residues, in particular from tar.
  • the stirring device counteracts coking of the pyrolysis chamber, it can not completely prevent it. In addition, no continuous throughput of the starting materials is possible with the process or the plant used therefor.
  • the object of the invention is to find a continuously operable arrangement for the gasification of carbonaceous starting materials are avoided in the blockages by slag and / or coking during the pyrolysis of the starting materials.
  • the plant should allow almost complete separation of the synthesis gas from residues, especially tar.
  • the temperature and the process time of the pyrolysis should be adjustable with low tolerance, so that continuously high yields can be achieved.
  • the process chamber is provided with at least one feed device, at least one outlet for liquid and solid residues located at the lower end of the process chamber, and at least one outlet for the synthesis gas introduced into the side wall of the process chamber above the center thereof ,
  • a downwardly continuously widening screw conveyor is arranged in the process chamber concentrically and starting from the upper end, which consists of a worm shaft whose diameter increases accordingly, and a closely surrounding charge tube.
  • the screw conveyor does not reach the lower end of the process chamber. In the section of the process chamber, which is not interspersed by the screw conveyor, the gasification and combustion of the starting materials takes place.
  • the screw conveyor has a smaller diameter than the process chamber, so that between the side wall of the process chamber and the charge tube, a gas channel remains free, at the upper end of which the outlet for the synthesis gas is located.
  • the lower outlet of the process chamber is covered with a grate that is rigidly connected to the worm shaft by means of an axle extension, ie the grate rotates at the same speed as the worm shaft.
  • the grate has the geometry of a cone-shaped cone pointing upwards with an opening angle of 100 to 120 °.
  • Dioxin formed in the pyrolysis is completely decomposed when passing through the combustion zone, in which a temperature of 1000 to 1200 0 C prevails. A regression of the dioxin in the system is excluded because the synthesis gas in the gas channel is maintained at a temperature of 850-900 0 C. The gas takes about 4-5 seconds to get from the gasification zone via the gas channel in a heat exchanger used for cooling the synthesis gas.
  • the charging tube is preferably made of a good heat conducting material, such. Metal; It forms a boundary wall of the gas channel and as a result is kept constant at the required pyrolysis temperature by the along-flowing hot synthesis gas. Due to the good thermal conductivity of the charge tube, a homogeneous temperature distribution is simultaneously achieved in the laterally closed pyrolysis zone, whereby the yield of synthesis gas is further increased.
  • any carbonaceous starting materials can be reacted with the plant, in order to achieve maximum yields it is necessary that, in addition to the temperature, the process time, depending on the composition of the starting materials, can be specified with small tolerances during pyrolysis. This is readily possible with the system according to the invention via the adjustment of the rotational speed of the worm shaft. In this case, however, the conveying speed of the charging unit should be as large as possible that of the screw conveyor.
  • the charge tube is passed through the top wall of the process chamber, and the screw shaft is connected to the charge tube and / or the ceiling wall via a liquid cooled ball or roller bearing.
  • the arrangement according to the invention has two charging devices.
  • the first feeder unit is designed for unit sizes> 100 mm and consists of a multi-port downpipe mounted above the auger conveyor through the top wall of the process chamber and discharging into an overhead inlet of the auger conveyor.
  • the second feed device for starting materials with piece sizes ⁇ 100 mm is arranged laterally of the screw conveyor and comprises a loading conveyor which is usually arranged horizontally and a hopper which opens in the inlet of the loading screw conveyor.
  • the loading screw conveyor is passed through the side wall of the process chamber and its outlet is connected to a side inlet of the screw conveyor.
  • FIG. 1 shows a lateral section of the system in a schematic representation.
  • the process chamber 1 is continuously supplied with carbonaceous starting materials, wherein starting materials with a piece size> 100 mm are introduced via the charging device 6 and with unit sizes smaller than 100 mm via the charging device 7.
  • the charging device 6 consists of the downpipe 22 equipped with three sliders 21, which is mounted above the screw conveyor 10 guided through the top wall 17 of the process chamber 1 and opens into the overhead inlet 23 of the screw conveyor 10.
  • the slide 21 form a lock system that allows introduction of the starting materials virtually without gas exchange between the process chamber 1 and the environment.
  • the loading device 7 arranged laterally of the screw conveyor 10 comprises the hopper 24 and the loading screw conveyor 25.
  • the hopper 24 opens into the inlet 26 of the loading screw conveyor 25, the loading screw conveyor is guided through the side wall of the process chamber and its outlet 27 is connected to a lateral inlet 28 of the screw conveyor 10. Again, due to the structure of a gas exchange with the environment is minimized.
  • the downwardly widening screw conveyor 10 consists of the worm shaft 11, which is surrounded by the loading tube 12, and extends over the drying zone 2 beginning at the upper end of the process chamber 1 and the pyrolysis zone 3.
  • the lower end of the screw conveyor 10 thus defines the Beginning of the gasification zone 4, which is followed by the combustion zone 5.
  • the worm shaft is guided on one side by the roller bearing 18 fastened to the ceiling wall 17 and on the other side via an axle extension 20 with the controllable drive 16, which can be set to speeds of 3 and 12 min -1 40 °
  • the angle of rotation of the worm shaft 11 and the direction of rotation of the drive 16 are selected so that the starting materials are transported at a defined feed rate from top to bottom through the drying zone 2 and the pyrolysis zone 3.
  • the reaction products consisting of synthesis gas and liquid and small-sized solid components emerge and enter the gasification zone 4 and the combustion zone 5.
  • the synthesis gas flows into the side wall 14 of the process chamber 1 and the charge tube 12 formed gas channel 15, rises therein and is finally by means of the gas outlet 9, which is inserted laterally into the wall 14 at the level of the boundary between the drying 2 and pyrolysis 3, for further processing (eg Fischer-Tropsch synthesis) taken from the process chamber 1.
  • the ash and tar are discharged from the process chamber 1 via the underlying outlet 8 covered by the fire grate 19.
  • the grate 19 is designed as a grid, which has the geometry of a cone pointing upwards with the top cone with an opening angle of 120 °.
  • the grid 19 is rigid with the axle extension 20th and thus rotates at the same speed as the worm shaft 11. Blockages of the outlet 8 are thus almost completely avoided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit der aus beliebigen kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffen, wie z. B. Hausmüll oder biogenem Material, hochwertiges Synthesegas gewonnen werden kann. Die Anordnung umfasst eine mit mindestens einer Beschickungseinrichtung (6, 7) ausgestattete Prozesskammer (1), die vier funktionelle Zonen jeweils zum Trocknen (2), Pyrolisieren (3), Vergasen (4) und Verbrennen (5) der Ausgangsstoffe aufweist. In der Prozesskammer (1) ist konzentrisch und von ihrem oberen Ende beginnend ein Schneckenförderer (10), der sich aus einer Schneckenwelle (11) und einer diese umgebenden Laderöhre (12) zusammensetzt, angeordnet. Der Schneckenförderer (10) reicht nicht vollständig bis zum unteren Ende der Prozesskammer (1), wodurch ein vom Schneckenförderer (10) nicht durchsetzter Abschnitt (13) gebildet ist, der der Vergasung und der Verbrennung der Ausgangstoffe dient. Die Anordnung ermöglicht es, den Volumenstrom bei allen Prozessschritten genau zu kontrollieren sowie eine Verkokung bzw. Verschlackung praktisch vollständig zu vermeiden; hierdurch sind hohe Ausbeuten und Standzeiten erreichbar.

Description

Anordnung zur Vergasung von kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit der aus beliebigen kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffen, wie z. B. Hausmüll oder biogenem Material, durch sukzessives Trocknen, Pyrolisieren und Vergasen sowie Verbrennen der verbliebenen Reststoffe hochwertiges Synthesegas hergestellt werden kann. Die Anordnung ermöglicht es, den Volumenstrom bei der Pyrolyse genau zu kontrollieren sowie eine Verkokung bzw. Verschlackung praktisch vollständig zu vermeiden; hierdurch sind hohe Ausbeuten und Standzeiten erreichbar. Des Weiteren erfolgt eine nahezu vollständige Trennung des Synthe- segases von Reststoffen, insbesondere von Teer.
Aufgrund der Erdölverknappung und der damit verbundenen steigenden Treibstoffpreise erlangen Verfahren und Anlagen zur Gewinnung von Treibstoff aus kohlenstoffhaltigen Reststoffen, wie z. B. Müll oder biogenen Stoffen, immer mehr an Bedeutung.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt (JP 2007 246 685 A, DE10 2005 035 921 A1 und WO 2008/034424 A) bei denen die kohlenstoffhaltigen Reststoffe sukzessive getrocknet, pyrolisiert, vergast und verbrannt werden. Hierzu werden üblicherweise die kohlenstoffhaltigen Reststoffe von oben in eine sogenannte Pyrolysekammer, die von einem von unten nach oben gerichteten Gasstrom durchströmt wird, eingebracht. Das dabei entstehende Synthesegas wird vom Teer und von den festen Reaktionsprodukten getrennt, katalytischen Reaktionen, wie z. B. der Fischer-Tropsch- Synthese, unterzogen und schließlich werden die als Brenn- und/oder Treibstoff geeigneten Reaktionsprodukte, z. B. mittels fraktionierter Destillation, separiert.
Bei der Vergasung mit herkömmlichen Anlagen tritt, insbesondere bei ungleichartigem Müll mit hohem Kunststoffanteil, häufig das Problem auf, dass sich in der Pyrolysekammer größere Mengen von Schlacke und Verkokungen bilden. Diese können zum Verstopfungen des Vergasungsofens führen. Die zu vergasenden kohlenstoffhaltigen Reststoffe werden dann zu lange pyrolisiert oder der Stoffstrom kommt völlig zum Erliegen, wodurch sich die Ausbeute verringert. Bei einer solchen Blockierung entstehen zusätzlich noch Ausfallszeiten und es werden Wartungsarbeiten erforderlich.
In EP 0 863 197 A1 wird deshalb ein Verfahren vorgestellt, bei dem eine mit einer spi- ralförmigen Rührvorrichtung ausgestattete Pyrolysekammer verwendet wird. Während der Pyrolyse der Ausgangsstoffe dreht sich die Rührvorrichtung im Uhrzeigersinn, wodurch die Verkokung in der Pyrolysekammer verringert und die Wärmeleitung verbessert werden soll. Nach Beendigung der Pyrolyse wird die Drehrichtung der Rührvorrichtung umgekehrt, und so das bei der Pyrolyse gebildete Kohlenschwarz (Carbon Black) aus der Pyrolysekammer entfernt.
Die Rührvorrichtung wirkt einer Verkokung der Pyrolysekammer zwar entgegen, sie kann sie jedoch nicht vollständig verhindern. Mit dem Verfahren bzw. der hierfür verwendeten Anlage ist außerdem kein kontinuierlicher Durchsatz der Ausgangsstoffe möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kontinuierlich betreibbare Anordnung zur Vergasung von kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffen zu finden, bei der Verstopfungen durch Schlacke und/oder aufgrund Verkokung während der Pyrolyse der Ausgangsstoffe vermieden werden. Die Anlage soll eine nahezu vollständige Trennung des Synthesegases von Reststoffen, insbesondere von Teer, ermöglichen. Die Temperatur sowie die Prozesszeit der Pyrolyse sollen mit geringer Toleranz einstellbar sein, sodass kontinuierlich hohe Ausbeuten erreicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 9.
Ausgegangen wird von einer Anordnung zur Vergasung von kohlenstoffhaltigen Aus- gangsstoffen, wie z. B. Hausmüll oder biogenem Material, mit einer länglichen, senkrecht angeordneten, sich nach unten aufweitende Prozesskammer mit kreisrundem Querschnitt, in der ein Temperaturgradient von oben ca. 80°C nach unten bis maximal 14000C eingestellt ist. Aufgrund des Temperaturgradienten bilden sich in der Prozesskammer vier funktionelle Zonen aus: jeweils eine Zone zum Trocknen, zum Pyrolisieren, zum Vergasen und zum Verbrennen der Ausgangsstoffe. Die Prozesskammer ist mit mindestens einer Beschickungseinrichtung, mit mindestens einem Auslass für flüssige und feste Reststoffe, der sich am unteren Ende der Prozesskammer befindet, sowie mit mindestens einem Auslass für das Synthesegas, der in die Seitenwand der Prozesskammer oberhalb von deren Mitte eingebracht ist, versehen. Nach Maßgabe der Erfindung ist in der Prozesskammer konzentrisch und von deren oberen Ende beginnend ein sich nach unten stetig aufweitender Schneckenförderer angeordnet, der sich aus einer Schneckenwelle, deren Durchmesser entsprechend ansteigt, und einer diese eng umgebenden Laderöhre zusammensetzt.
Der Schneckenförderer reicht nicht bis zum unteren Ende der Prozesskammer. Im Abschnitt der Prozesskammer, der nicht vom Schneckenförderer durchsetzt ist, erfolgt die Vergasung und die Verbrennung der Ausgangstoffe. Der Schneckenförderer hat einen kleineren Durchmesser hat als die Prozesskammer, sodass zwischen der Seitenwand der Prozesskammer und der Laderöhre ein Gaskanal frei bleibt, an dessen oberem Ende sich der Auslass für das Synthesegas befindet.
Dadurch, dass ein Schneckenförderer eingesetzt ist, der die Trocknungs- und die Pyrolysezone der Prozesskammer durchsetzt, wird eine Blockierung dieser beiden Zonen durch Schlacke oder aufgrund von Verkokung vermieden. Durch die ständige Bewegung der Ausgangsstoffe wird die Bildung von größeren Schlackestücken oder das Verkoken erschwert. Bilden sich dennoch Schlackestücke (Verkokungen), können diese keine Blockierung verursachen, da sie, einen hinreichend starken Antriebs des Schneckenförderers vorausgesetzt, von der Schneckenwelle nach unten transportiert und ggf. auch zerkleinert werden. Zudem wirkt die sich kontinuierlich nach unten hin aufweitende Laderöhre des Schneckenförderers Blockierungen entgegen.
In der Vergasungs- und der Verbrennungszone können sich praktisch keine Blockierungen mehr bilden, da dort die Ausgangsstoffe bereits in Synthesegas, flüssige Bestand- teile, wie z. B. Teer, und pulverförmige oder kleinstückige feste Bestandteile (Asche) umgesetzt sind.
Der untere Auslass der Prozesskammer ist mit einem Feuerrost bedeckt, der mittels einer Achsverlängerung starr mit der Schneckenwelle verbunden ist, d. h., der Feuer- rost dreht sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Schneckenwelle. Der Feuerrost hat die Geometrie eines mit der Spitze nach oben weisenden Kegelmantels mit einem Öffnungswinkel von 100 bis 120°. Durch diese Ausgestaltung des Feuerrostes wird bewirkt, dass Teer und kleinstückige feste Bestandteile nach unten aus der Prozesskammer ausgebracht werden, ohne dass sich dabei Verstopfungen bilden können. Das heiße Synthesegas steigt in dem zwischen dem Schneckenförderer und der Prozesskammer gebildeten Gaskanal auf und wird über mindestens einen Auslass, der im oberen Teil der Prozesskammer in die Seitenwand eingebracht ist, zur weiteren Verarbeitung abgeführt. Auf diese Weise wird im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen eine verbesserte Trennung des Synthesegases vom Teer erreicht, wodurch einerseits die Ausbeute des Prozesses erhöht und andererseits der bei der Weiterverarbeitung Synthesegases erforderliche Reinigungsaufwand (z. B. mit Gaswäschern) nachhaltig verringert wird.
Ggf. bei der Pyrolyse gebildetes Dioxin wird beim Durchtritt durch die Verbrennungszone, in der eine Temperatur von 1000 bis 12000C herrscht, vollständig zersetzt. Eine Rückbildung des Dioxins in der Anlage ist ausgeschlossen, da das Synthesegas im Gaskanal auf einer Temperatur von 850-9000C gehalten wird. Das Gas benötigt dabei etwas 4-5 Sekunden um von der Vergasungszone über den Gaskanal in einen zur Ab- kühlung des Synthesegases eingesetzten Wärmetauschers zu gelangen.
Die Laderöhre besteht bevorzugt aus einem gut wärmeleitenden Material, wie z. B. Metall; sie bildet eine Begrenzungswand des Gaskanals und wird infolgedessen vom entlangströmenden heißen Synthesegas konstant auf der erforderlichen Pyrolysetempera- tur gehalten. Durch die gute Wärmeleitfähigkeit der Laderöhre wird gleichzeitig eine homogene Temperaturverteilung in der seitlich geschlossenen Pyrolysezone erreicht, wodurch die Ausbeute von Synthesegas weiter erhöht wird.
Da mit der Anlage beliebige kohlenstoffhaltige Ausgangsstoffe umgesetzt werden kön- nen, ist es, um maximale Ausbeuten zu erreichen, erforderlich, dass bei der Pyrolyse neben der Temperatur auch die Prozesszeit, abhängig von der Zusammensetzung der Ausgangsstoffe, mit geringen Toleranzen vorgegeben werden kann. Dies ist mit der erfindungsgemäßen Anlage über die Einstellung der Rotationsgeschwindigkeit der Schneckenwelle ohne Weiteres möglich. Hierbei sollte allerdings die Fördergeschwin- digkeit der Beschickungseinheit möglichst gleich groß wie die des Schneckenförderers gewählt werden.
Es ist vorgesehen, eine Schneckenwelle, bei der der Winkel zwischen jeweils zwei Gängen der Schneckenwelle 20 bis 120° beträgt, einzusetzen und diese mit Drehzah- len zwischen 3 und 12 min"1 zu betrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Laderöhre durch die Deckenwand der Prozesskammer geführt und die Schneckenwelle über ein flüssigkeitsgekühltes Kugeloder Rollenlager mit der Laderöhre und/oder der Deckenwand verbunden.
Die erfindungsgemäße Anordnung verfügt über zwei Beschickungseinrichtungen.
Die erste Beschickungseinheit ist für Stückgrößen > 100 mm vorgesehen und besteht aus einem mit mehreren Verschlüssen ausgestatteten Fallrohr, das oberhalb des durch die Deckenwand der Prozesskammer geführten Schneckenförderers angebracht ist und in einen oben liegenden Einlass des Schneckenförderers mündet.
Die zweite Beschickungseinrichtung für Ausgangsstoffe mit Stückgrößen < 100 mm ist seitlich des Schneckenförderers angeordnet und umfasst einen üblicherweise waage- recht angeordneten Belade-Schneckenförderer sowie einen Trichter, der im Einlass des Belade-Schneckenförderers mündet. Der Belade-Schneckenförderer ist durch die Seitenwand der Prozesskammer geführt und sein Auslass ist mit einem seitlichen Einlass des Schneckenförderers verbunden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; hierzu zeigt die Figur einen seitlichen Schnitt der Anlage in schematischer Darstellung.
Beim Betrieb der in der Figur dargestellten Anlage werden der Prozesskammer 1 kontinuierlich kohlenstoffhaltige Ausgangsstoffe zugeführt, wobei Ausgangsstoffe mit Stück- großen > 100 mm über die Beschickungseinrichtung 6 und mit Stückgrößen kleiner 100 mm über die Beschickungseinrichtung 7 eingebracht werden.
Die Beschickungseinrichtung 6 besteht aus dem mit drei Schiebern 21 ausgestatteten Fallrohr 22, das oberhalb des durch die Deckenwand 17 der Prozesskammer 1 geführ- ten Schneckenförderers 10 angebracht ist und in den oben liegenden Einlass 23 des Schneckenförderers 10 mündet. Die Schieber 21 bilden ein Schleusensystem, das ein Einbringen der Ausgangsstoffe praktisch ohne Gasaustausch zwischen der Prozesskammer 1 und der Umgebung ermöglicht. Die seitlich des Schneckenförderers 10 angeordnete Beschickungseinrichtung 7 um- fasst den Trichter 24 und den Belade-Schneckenförderer 25. Der Trichter 24 mündet im Einlass 26 des Belade-Schneckenförderers 25, der Belade-Schneckenförderer ist durch die Seitenwand der Prozesskammer geführt und sein Auslass 27 ist mit einem seitli- chen Einlass 28 des Schneckenförderers 10 verbunden. Auch hier ist aufgrund des Aufbaus ein Gasaustausch mit der Umgebung minimiert.
Der sich nach unten hin aufweitende Schneckenförderer 10 besteht aus der Schneckenwelle 11 , die von der Laderöhre 12 umgeben ist, und erstreckt sich über die am oberen Ende der Prozesskammer 1 beginnende Trocknungszone 2 sowie die Pyrolysezone 3. Das untere Ende des Schneckenförderers 10 definiert somit den Beginn der Vergasungszone 4, an die sich die Verbrennungszone 5 anschließt.
Die Schneckenwelle ist auf einer Seite durch das an der Deckenwand 17 befestigte RoI- lenlager 18 geführt und auf der anderen Seite über eine Achsverlängerung 20 mit dem regelbaren Antrieb 16, der auf Drehzahlen von 3 und 12 min"1 eingestellt werden kann, verbunden. Der Winkel zwischen jeweils zwei Gängen der Schneckenwelle 10 beträgt ca. 40°. Der Drehsinn der Schneckenwelle 11 und die Drehrichtung des Antriebs 16 sind so gewählt, dass die Ausgangsstoffe mit definierter Vorschubgeschwindigkeit von oben nach unten durch die Trocknungszone 2 und die Pyrolysezone 3 transportiert werden.
Nach der Pyrolyse treten am Ende der Schneckenförderers 10 die aus Synthesegas sowie flüssigen und kleinstückigen festen Komponenten bestehenden Reaktionsproduk- te aus und gelangen in die Vergasungszone 4 und die Verbrennungszone 5. Dort strömt das Synthesegas in den aus der Seitenwand 14 der Prozesskammer 1 und der Laderöhre 12 gebildeten Gaskanal 15, steigt darin auf und wird schlieOlich mittels des Gassauslasses 9, der auf Höhe der Grenze zwischen der Trocknungs- 2 und Pyrolysezone 3 seitlich in die Wand 14 eingelassen ist, zur Weiterverarbeitung (z. B. Fischer- Tropsch-Synthese) aus der Prozesskammer 1 entnommen.
Die Asche und Teer werden über den untenliegenden, vom Feuerrost 19 bedeckten Auslass 8 aus der Prozesskammer 1 abgeführt. Der Feuerrost 19 ist als Gitter ausgeführt, das die Geometrie eines mit der Spitze nach oben weisenden Kegelmantels mit Öffnungswinkel 120° aufweist. Der Gitterrost 19 ist starr mit der Achsverlängerung 20 und dreht sich folglich mit derselben Geschwindigkeit wie die Schneckenwelle 11. Blockierungen des Auslasses 8 werden so nahezu vollständig vermieden.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
1 Prozesskammer
2 Trocknungszone 3 Pyrolysezone
4 Vergasungszone
5 Verbrennungszone
6 Beschickungseinrichtung für Stückgrößen > 100 mm
7 Beschickungseinrichtung für Stückgrößen < 100 mm 8 untenliegender Auslass
9 Auslass für das Synthesegas
10 Schneckenförderer
11 Schneckenwelle
12 Laderöhre 13 vom Schneckenkörper nicht durchsetzter Abschnitt
14 Seitenwand der Prozesskammer
15 Gaskanal
16 Antrieb
17 Deckenwand der Prozesskammer 18 Kugel- oder Rollenlager
19 Feuerrost
20 Achsverlängerung
21 Verschlüsse/Schieber
22 Fallrohr 23 obenliegender Einlass des Schneckenförderers
24 Trichter
25 Belade-Schneckenförderer
26 Einlass des Belade-Schneckenförderers
27 Auslass des Belade-Schneckenförderers 28 seitlicher Einlass des Schneckenförderers

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur Vergasung von kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffen, wie z. B. Hausmüll oder biogenem Material, mit einer länglichen, senkrecht angeordneten, sich nach unten aufweitende Prozesskammer (1) mit kreisrundem Querschnitt, in der ein Temperaturgradient von oben ca. 800C nach unten bis maximal 1400°C eingestellt ist, wodurch sich in der Prozesskammer vier funktionelle Zonen jeweils zum Trocknen (2), Pyrolisieren (3), Vergasen (4) und Verbrennen (5) der Ausgangsstoffe ausbilden, und die Prozesskammer mit mindestens eine Beschi- ckungseinrichtung (6, 7) ausgestattet und mit mindestens einem Auslass (8) für flüssige und feste Reststoffe, der sich am unteren Ende der Prozesskammer befindet, sowie mit mindestens einem Auslass (9) für das Synthesegas versehen ist, der in die Seitenwand (14) der Prozesskammer (1) oberhalb von deren Mitte eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Prozesskammer (1) kon- zentrisch und von deren oberen Ende beginnend ein sich nach unten kontinuierlich aufweitender Schneckenförderer (10), der sich aus einer Schneckenwelle (11) und einer diese umgebenden Laderöhre (12) zusammensetzt, angeordnet ist, der dem Fördern der Ausgangstoffe von oben nach unten mit vorgegebener Fördergeschwindigkeit dient, und der Schneckenförderer (10) nicht vollständig bis zum unteren Ende der Prozesskammer (1) reicht, wodurch ein vom Schneckenförderer (10) nicht durchsetzter Abschnitt (13) gebildet ist, der der Vergasung und der Verbrennung der Ausgangstoffe dient, und der Schneckenförderer (10) einen kleineren Durchmesser hat als die Prozesskammer (1), wodurch durch die Seitenwand (14) der Prozesskammer (1) und die Laderöhre (12) ein Gaskanal (15), der mit dem Auslass (9) für das Synthesegas in Verbindung steht, gebildet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen jeweils zwei Gängen der Schneckenwelle (11) 20 bis 120° beträgt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle (11) mit einem regelbaren Antrieb (16) verbunden ist, der auf Drehzahlen zwischen 3 und 12 min'1 einstellbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laderöhre (12) durch die Deckenwand (17) der Prozesskammer (1) geführt ist und die Schneckenwelle (11) über ein flüssigkeitsgekühltes Kugel- oder Rollenlager (18) mit der Laderöhre (12) und/oder der Deckenwand (17) verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Auslass (8) der Prozesskammer (1) mit einem Feuerrost (19) bedeckt wird, der mittels einer Achsverlängerung (20) starr mit der Schneckenwelle (11) verbunden ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerrost (19) die Geometrie eines Kegelmantels mit einem Öffnungswinkel von 100 bis 120° hat.
7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer (1) mit einer ersten Beschickungseinrichtung (6) für Ausgangsstoffe mit Stückgrößen > 100 mm, die aus einem mit mehreren Verschlüssen (21) ausgestatteten Fallrohr (22) besteht, das oberhalb des durch die Deckenwand der Prozesskammer geführten Schneckenförderers (10) angebracht ist, und in einen oben liegenden Einlass (23) des Schneckenförderers (10) mündet, und einer zweiten Beschickungseinrichtung (7) für Ausgangsstoffe mit Stückgrößen < 100 mm ausgestattet ist, die seitlich des Schneckenförderers (10) angeordnet ist und einen Trichter (24) und einen Belade-Schneckenförderer (25) umfasst, wobei der Trichter (24) im Einlass (26) des Belade-Schneckenförderers (25) mündet, der Belade-Schneckenförderer (25) durch die Seitenwand (14) der Prozesskammer
(1) geführt und der Auslass (27) des Belade-Schneckenförderers (25) mit einem seitlichen Einlass (28) des Schneckenförderers (10) verbunden ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fallrohr (22) der Beschickungseinheit (6) mit zwei oder drei Verschlüssen (21), die als mittels
Aktoren bewegbare Schieber ausgeführt sind, versehen ist.
9. Anordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Belade- Schneckenförderer (25) waagerecht angeordnet ist.
PCT/DE2009/000104 2009-01-13 2009-01-26 Anordnung zur vergasung von kohlenstoffhaltigen ausgangsstoffen WO2010081444A2 (de)

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