WO2014040744A1 - Vorrichtung zur erzeugung von brenngas aus einem festen brennstoff - Google Patents

Vorrichtung zur erzeugung von brenngas aus einem festen brennstoff Download PDF

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    • C10J2300/1846—Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing fuel gas from a solid in a shaft gasifier, and comprising: a gasification zone, into which the solid can be introduced via a filling opening, an oxidation zone for oxidizing the gas generated, which is connected to the gasification zone Conduction of the gas generated in the gasification zone is connected in the oxidation zone.
  • Another aspect of the invention is a gasification process for producing a flammable gas from a solid.
  • Gasification devices of the aforementioned type and gasification processes are used to gas solid substances such as organic or inorganic, carbonaceous materials, in particular wood, plants or plant residues, as completely as possible in a controlled process in order to produce an ignitable, in particular combustible gas.
  • this gas thus produced is burned in a process downstream of the gasification to thereby perform work and, for example, operate a power generator.
  • EP 1 865 046 A1 discloses a gasifier and a gasification process which produce a pyrolysis gas in a shaft gasifier in a three-stage process by gasification of the solid, which is then converted by partial oxidation and thermal decomposition to a crude gas and by reduction into an ignitable product gas is transferred.
  • gasification especially with changing properties of the solid, is incomplete, so that the amount of energy lying in the solid is not completely exhausted as a result.
  • the shaft gasifier according to the invention is developed so that a first air supply device and a second air supply device supply air into the gasification zone, wherein the second air supply device is adjusted in the processing direction of the solid of the first air supply device; a measuring unit for determining a measurement signal which is designed to determine a qualitative or quantitative amount of predetermined gas fractions of the raw gas produced in the oxidation zone or of the final ignitable product gas and characterizes this in the measurement signal; and a control device, which is signal-wise coupled to the measuring unit for transmitting the measurement signal and is configured such that it controls the amount of air to be supplied to the second air supply device in dependence on the measurement signal.
  • the first and second air supply devices may supply air to the gasification zone as needed and independently of each other.
  • the measuring device measures the qualitative or quantitative amount of a predetermined proportion of a gas.
  • gas is understood as meaning substances which consist of a chemical element or chemical compound in the gaseous state of aggregation (eg oxygen, methane, carbon monoxide etc.) as well as a mixture of gases consisting of several substances (eg air).
  • the control device which is signal-technically coupled to the measuring device can then regulate the air supply of the second air-supply device as a function of the measurement result.
  • the second air supply device is readjusted to the first air supply device in the processing direction, since their control reacts to already running processes in the gasification zone.
  • the air supply can be optimized in a predetermined level of the gasification zone and it offers the opportunity to react flexibly to changes in characteristic properties of the process products during the passage of the process chain. According to the invention, it has been recognized that a loss of efficiency with regard to the purity of the gas produced-caused by an undesired transfer of produced process substances from the gasification zone into the reduction zone-can be prevented as a result.
  • the present invention solves the problem by controlling the leakage gases occurring over the oxidation zone
  • Supply of air from a second air supply device are oxidized directly in the gasification zone.
  • the amount of air required for the second air supply device is controlled as required. This is done according to the invention with the aid of the measuring device, which directly or indirectly measures the tar content of the raw gas or product gas produced and depending on the measured value obtained, which gives information about the contamination by unoxidized pyrolysis gas and in the function of the signal technically connected control device regulates the air supply of the second air supply device ,
  • the gasification device developed according to the invention a measuring device and signaling processing is provided, which allows conclusions about the strength of the leakage gases occurring on the basis of the measured tar content to draw.
  • the air supply of the second air supply device can be regulated via the signal-technically connected control device. With increased tar content of the generated raw gas or product gas, the air supply of the second air supply device is amplified, with little or no presence of a measurable tar content, the air supply can be reduced.
  • the measuring unit can also be designed such that it measures the direct or indirect CO content of the product gas produced and the air supply of the second air supply device is adjusted with the aid of the signal-technically connected control unit as a function of the signal-technically processed measured value.
  • the determined CO content can provide information about the efficiency of the respective desired substance conversion.
  • the latter is highest in the reduction zone when the raw gas from the oxidation zone and the pyrolyzed solid coke from the gasification zone meet as hot as possible, ideally at about 1000 ° C.
  • the air supply can be regulated via signaling technology by means of the signal-technically connected control device in such a way that the coke is once again heated as much as possible before it enters the reduction zone.
  • the air supply devices can be used individually, but also in combination.
  • the measurement of the gas constituents in the product gas may in a preferred embodiment be preceded by a prior filtering and / or cooling of the gas.
  • Gasification of a solid in a large gasification zone is achieved by means of the gasification apparatus developed according to the invention, without undesired transfer of the product substances produced, for example unoxidized raw gas, as leakage gas or insufficiently heated coke.
  • the oxidation zone is connected to the gasification zone for conducting the pyrolysis gas produced in the gasification zone into the oxidation zone.
  • the gasification zone and the oxidation zone are separated by at least one wall.
  • the connection of the oxidation zone with the gasification zone for the conduction of the in The pyrolysis gas generated in the gasification zone into the oxidation zone can preferably be effected by a fluidic connection in certain sections, for example through one or more openings in the wall.
  • the wall in an upper position in the operating position of the oxidation zone has obliquely downwardly facing openings through which the pyrolysis gas formed in the gasification zone passes into the oxidation zone on the basis of the local pressure and flow conditions.
  • the openings are preferably formed in that the sloping wall ends at the level of the respective opening and offset radially inwards, is continued just above the opening. The thus slightly overlapping sloping walls of the oxidation zone can thus prevent undesired entry of the solid into the oxidation zone or a blockage of the openings by the supplied solid.
  • the gasification zone and the oxidation zone are in thermal contact, preferably via the at least one wall which separates the gasification zone and the oxidation zone from each other. This allows a particularly advantageous utilization of the resulting process heat.
  • the oxidation zone is at least partially, preferably completely surrounded by the gasification zone in relation to its cross section. According to this embodiment, the oxidation zone is arranged centrally within the gasification device by being surrounded by the gasification zone in relation to a cross-section through the gasification device at least in one region, but preferably completely.
  • an annular gasification zone is formed around the oxidation zone and consequently enables effective heat transfer from the gasification zone into the oxidation zone and vice versa.
  • a convective heat transport takes place, by the environment of the oxidation zone with the gasification zone but beyond also by direct heat conduction heat transfer can take place.
  • this embodiment can be realized such that the gasification device is designed as a shaft carburetor and the oxidation zone as 2013/002765
  • a temperature measuring unit measures the temperature in or in the immediate vicinity of the oxidation chamber.
  • the air feed into the gasification zone can be regulated, preferably via the first air supply device, so that preferably a temperature of about 1000 ° prevails in the oxidation zone.
  • the solid of the gasification zone in the operating position can be fed by gravity alone through a solids feed opening.
  • a reduction zone which is connected to the oxidation zone for supplying the raw gas formed in the oxidation zone and is designed to chemically reduce the raw gas supplied to it.
  • a fuel gas can be generated from the pyrolysis gas processed in the oxidation zone.
  • filtering of solid constituents by the coke in the reduction zone can furthermore be achieved.
  • other methods for filtering for example by means of filter candles or the like may be provided.
  • the reduction zone of the construction described above or above in the direction of gravity below the gasification zone so that it is in direct connection and the solid can, under the action of gravity, pass directly from the gasification zone into the reduction zone.
  • a portion of the oxidation zone should be formed so that it separates the gasification zone in the flow direction of the gas generated from the reduction zone.
  • a preferred embodiment of the measuring unit for determining the tar content in the raw gas or product gas produced is a CH4 sensor which provides indirect information on the tar content contained in the gas via the determined CH4 content and thus via signal processing for the regulation of the air supply in the second Air supply level can be used.
  • the pyrolysis gas produced during the gasification of the solid constitutes a mixture of carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ), water vapor (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ), methane (CH 4 ) and a range of trace gases and impurities in the form of long-chain hydrocarbons (tars).
  • CO carbon monoxide
  • H 2 hydrogen
  • H 2 O water vapor
  • CO 2 carbon dioxide
  • CH 4 methane
  • the second air supply device is arranged immediately before the transition from the gasification zone into the reduction zone.
  • a further preferred embodiment provides both an additional air supply device in the region of the gasification zone for the oxidation of occurring leakage gases before and a further air supply device immediately before the transition from the gas to the reduction zone for optimized heating of the coke before.
  • a carburetor device of the type mentioned in the opening paragraph which further comprises a gas suction device having a suction opening laterally on the gasification device, and which is characterized in that the gas suction device comprises a suction ring, which is designed, a uniform velocity distribution over to produce the cross section of the carburetor for the gas to be sucked off by the ring the gas has a largest outlet cross section on the side facing away from the outlet opening, which narrows towards the outlet opening side facing.
  • the suction device is arranged annularly around the reduction zone, wherein the suction ring on the side facing away from the outlet opening in the direction of gravity offers the largest opening to the flammable gas, which tapers continuously or stepwise towards the outlet opening side facing.
  • Another aspect of the invention is a gasification process for producing flammable gas from a solid, comprising the steps of:
  • the gasification method according to the invention can be carried out in particular with the gasification device described above and is characterized by the fact that the individually controllable air supply to different levels of the gasification zone undesirable discharges of process materials from the gasification zone can be prevented in the adjacent process zones.
  • the method may be further developed by individually controlling the feeding of air in the gasification zone for gasification sectors distributed regularly or irregularly across the cross section.
  • the gasification process can be developed alternatively or in parallel to the measurement unit directly or indirectly either the tar content in the produced raw gas or product gas is measured and / or the CO content in the product gas produced in parallel use with a second measuring unit and the air supply is adjusted via the second air supply device or in parallel use of both measurements of a third air supply device according to the associated signal-technically processed measurement result.
  • the direct transfer of parts of the pyrolysis gas produced without prior oxidation into the reductant tion zone can be prevented.
  • the determination of the indirect tar content can be carried out with a CH4 sensor.
  • the feeding immediately before the transition of the gasification zone in the reduction zone is particularly advantageous, since the pyrolyzed solid coke is heated again just before entering the reduction zone and the subsequent reduction of the raw gas with the aid of Coke in this case can be particularly effective.
  • the gasification process may alternatively or concurrently be advanced to include the step of aspirating the flammable gas with a gas exhaust device, the gas exhaust device having a suction port located laterally on the gasifier, and having a uniform velocity distribution across the cross section of the carburetor for the gas to produce gas to be sucked off, characterized in that the gas suction device has a suction ring which provides the gas with a largest outlet cross section on the side facing away from the outlet opening, which narrows towards the side facing the outlet opening.
  • Figure 1 is a longitudinally sectioned side view of a preferred embodiment of the gasification device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the present shaft gasifier 1.
  • the solid By means of the solid feed opening 9, the solid can be supplied to the gasification zone 2, which surrounds the centrally located oxidation zone 3 on all sides in a horizontal cross section.
  • the gasification zone 2 which surrounds the centrally located oxidation zone 3 on all sides in a horizontal cross section.
  • this results in a ring-shaped around the oxidation zone pronounced gasification zone, which is separated by the wall 14 of the oxidation zone of this, but with a corresponding configuration of the wall 14 in thermal contact with this.
  • the oxidation zone 3 is supplied with air via an air feed tube 11 which is enclosed by a cover tube 12 and which preferably runs centrally longitudinally along the center of the carburetor.
  • the air supply pipe can also be arranged laterally outside the longitudinal axis or in the radial direction and run parallel to it.
  • the oxidation zone preferably has a bell-shaped Design, wherein the upper part 13, which decreases conically from above obliquely downward, facilitates the supply of the solid into the gasification zone solely by gravity.
  • the wall 14 has obliquely downwardly pointing openings 15, via which the pyrolysis gas formed in the gasification zone passes into the oxidation zone due to the local pressure and flow conditions.
  • the openings are formed in that the sloping wall ends at the level of the respective opening and offset radially inwards, is continued just above the opening.
  • the slightly overlapping obliquely sloping walls 13 of the oxidation zone prevent undesired entry of the solid into the oxidation zone or clogging of the openings by the supplied solid.
  • an individually controllable amount of air is supplied via air nozzles 4, 5, 6, which extend in the radial direction to the center axis of the carburetor and are distributed in uniform or non-uniform intervals on the circumference of the shaft gasifier.
  • Air is injected via the air supply device 4 in the first plane to maintain the temperature necessary for the processes taking place in the upper part of the shaft carburettor.
  • a temperature measuring unit (7) measures the temperature in or in the immediate vicinity of the oxidation chamber and the air supply via the air supply device 4 is regulated according to the signal-technically processed measurement results, so that preferably there is a temperature of about 1000 ° in the oxidation zone.
  • An indication of the efficiency of the reduction process can be obtained by measuring the CO content in the final product gas.
  • the measuring unit 10 directly or indirectly measures the CO content of the product gas, so that the control unit can regulate the air supply of the third air supply device 6 as a function of the measurement result obtained by signal processing of the measured value.
  • a suction ring 17 which encloses the reduction zone, designed so that it has the largest outlet cross-section 18 on the side facing away from the outlet opening, which with increasing approach to the outlet opening narrows so that the side immediately before the outlet opening offers the smallest outlet cross-section.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem Feststoff in einem Schachtvergaser, und umfasst:eine Vergasungszone, in die über eine Einfüllöffnung der Feststoff einfüllbar ist, eine Oxidationszone zur Oxidation des erzeugten Gases ausgebildet ist, die mit der Vergasungszone zur Leitung des in der Vergasungszone erzeugten Gases in die Oxidationszone verbunden ist. Erfindungsgemäß führt eine erste Luftzufuhrvorrichtung und eine zweite Luftzufuhrvorrichtung Luft in die Vergasungszone zu, wobei die zweite Luftzufuhrvorrichtung in Verarbeitungsrichtung des Feststoffes der ersten Luftzufuhrvorrichtung nachgestellt ist. Weiterhin ist eine Messeinheit vorgesehen zur Bestimmung eines Messignals, welche zur Bestimmung einer qualitativen oder quantitativen Menge vorbestimmter Gasanteile des in der Oxidationszone erzeugten Rohgases oder des endzündbaren Produktgases ausgebildet ist und dieses im Messignal charakterisiert; und eine Steuervorrichtung vorhanden, welche signaltechnisch mit der Messeinheit zur Übermittlung des Messsignals gekoppelt ist und derart ausgestaltet ist, dass sie die Menge der zuzuführenden Luft der zweiten Luftzufuhrvorrichtung in Abhängigkeit des Messsignals steuert.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem festen Brennstoff
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Brenngas aus einem Feststoff in einem Schachtvergaser, und umfasst:eine Vergasungszone, in die über eine Einfüllöffnung der Feststoff einfüllbar ist, eine Oxidationszone zur Oxidation des erzeugten Gases ausgebildet ist, die mit der Vergasungszone zur Leitung des in der Vergasungszone erzeugten Gases in die Oxidationszone verbunden ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Vergasungsverfahren zur Erzeugung eines entzündbaren Gases aus einem Feststoff.
Vergasungsvorrichtungen der vorgenannten Bauart und Vergasungsverfahren werden dazu verwendet, um feste Stoffe wie organische oder anorganische, kohlenstoffhaltige Materialien, insbesondere Holz, Pflanzen oder Pflanzenreste, in einem kontrollierten Verfahren möglichst vollständig zu vergasen, um hierdurch ein zündfähiges, insbesondere brennbares Gas zu erzeugen. Typischerweise wird dieses so erzeugte Gas in einem der Vergasung nachgeschalteten Prozess verbrannt, um hierdurch Arbeit zu verrichten und beispielsweise einen Stromerzeuger zu betreiben. Aus EP 1 865 046 A1 sind ein Vergaser und ein Vergasungsverfahren bekannt, welches in einem Schachtvergaser in einem dreistufigen Prozess durch Vergasung des Feststoffs ein Pyrolysegas erzeugen, welches dann durch partielle Oxidation und thermische Aufspaltung zu einem Rohgas umgewandelt wird und durch Reduktion in ein zündfähiges Produktgas überführt wird. Bei dem in dieser Patentanmeldung offenbarten Stand der Technik gelingt die Vergasung, insbesondere bei sich ändernden Eigenschaften des Feststoffes zu Weilen nur unvollständig, so dass die in dem Feststoff liegende Energiemenge dadurch nicht vollständig ausgeschöpft wird.
Eine Regulierung und/oder Überwachung der Güte speziell des ersten Prozesses, der Vergasung, über messtechnische Erfassung der Temperatur aber auch der erzielten Gaszusammensetzung und ein Anpassen der für den Vergasungsprozess zugeführten Luft ist aus EP 1 865 046 A1 bekannt. Optimierungspotential bei Schachtvergasern mit mehrstufigen Prozessketten liegt oftmals in der Güte/Reinheit des final erzeugten Produktgases, welche entscheidend ist für die anschließende Verbrennung, Notwendigkeit zusätzlicher Filter und auch indirekt für die Wartungsintensität des Schachtvergasers. Eine Verminderung der Effizienz kann dabei durch nahezu unvermeidbare Leckagegase aus der Vergasungszone in die Reduktionszone auftreten, oder durch sich verändernde Eigenschaften des zu vergasenden Feststoffes während des Vergasungsprozesses.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vergaser bzw. ein Vergasungsverfahren bereitzustellen, welches eine effizientere Vergasung eines Feststoffs erreicht und damit eine erhöhte Reinheit des Produktgases gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem der Schachtvergasers erfindungsgemäß so fortgebildet wird, dass eine erste Luftzufuhrvorrichtung und eine zweite Luftzufuhrvorrichtung Luft in die Vergasungszone zuführen, wobei die zweite Luftzufuhrvorrichtung in Verarbeitungsrichtung des Feststoffes der ersten Luftzufuhrvorrichtung nachgestellt ist; eine Messeinheit zur Bestimmung eines Messignals, welche zur Bestimmung einer qualitativen oder quantitativen Menge vorbestimmter Gasanteile des in der Oxidati- onszone erzeugten Rohgases oder des endzündbaren Produktgases ausgebildet ist und dieses im Messignai charakterisiert; und eine Steuervorrichtung, welche signaltechnisch mit der Messeinheit zur Übermittlung des Messsignals gekoppelt ist und derart ausgestaltet ist, dass sie die Menge der zuzuführenden Luft der zweiten Luftzufuhrvorrichtung in Abhängigkeit des Messsignals steuert. Die erste und zweite Luftzufuhrvorrichtung können der Vergasungszone bedarfsabhängig und unabhängig voneinander Luft zuführen. Die Messvorrichtung misst die qualitativen oder quantitativen Menge eines vorbestimmten Anteils eines Gases. Dabei ist unter Gas sowohl Stoffe, welche aus einem chemischen Element oder chemischen Verbindung bestehen, im gasförmigen Aggregatszustand zu verstehen (z.B. Sauerstoff, Methan, Kohlenmonoxid usw.) als auch ein aus mehreren Stoffen bestehendes Gasgemisch (z.B. Luft). Die Steuervorrichtung, welche signaltechnisch mit der Messvorrichtung gekoppelt ist kann dann die Luftzufuhr der zweiten Luftzufuhrvorrichtung in Abhängigkeit des Messergebnisses regulieren. Die zweite Luftzufuhrvorrichtung ist dabei der ersten Luftzufuhr- Vorrichtung in Verarbeitungsrichtung nachgestellt, da ihre Steuerung auf bereits ablaufende Prozesse in der Vergasungszone reagiert.
Durch die messtechnisch erfasste qualitative oder quantitative Menge eines vorbestimmten Gases einer ausgewählten Stufe des Vergasungsprozesses kann erfindungsgemäß die Luftzufuhr in einer vorbestimmten Ebene der Vergasungszone optimiert werden und es bietet sich die Möglichkeit, flexibel auf Veränderungen charakteristischer Eigenschaften der Prozessprodukte während des Durchlaufens der Prozesskette zu reagieren. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass hierdurch ein Effizienzverlust bezüglich der Reinheit des erzeugten Gases - hervorgerufen durch einen unerwünschten Übertritt erzeugter Prozessstoffe von der Vergasungszone in die Reduktionszone - unterbunden werden kann. Während herkömmliche Vorrichtungen und Verfahren oftmals ausgerichtet sind, den nahezu unvermeidlichen Übertritt von Pyrolysegas aus der Vergasungszone direkt in die Reduktionszone so gut es geht zu verringern und einen Weg über die Oxidationszone zu erzwingen, löst die vorliegende Erfindung das Problem, indem die auftretenden Leckagegase über die Zufuhr von Luft aus einer zweiten Luftzufuhrvorrichtung direkt in der Vergasungszone oxidiert werden. Die Menge der benötigten Luft der zweiten Luftzu- fuhrvorrichtung wird dabei bedarfsabhängig gesteuert. Dies geschieht erfindungsgemäß mit Hilfe der Messvorrichtung, welche direkt oder indirekt den Teergehalt des erzeugten Rohgases beziehungsweise Produktgases misst und abhängig vom erhaltenen Messwert, welcher Aufschluß über die Verunreinigung durch nicht oxidiertes Pyrolysegas gibt und in dessen Abhängigkeit die signaltechnisch verbundene Steuervorrichtung die Luftzufuhr der zweiten Luftzufuhrvorrichtung reguliert.
Mit der erfindungsgemäß fortgebildeten Vergasungsvorrichtung wird eine Messvorrichtung und signaltechnische Verarbeitung bereitgestellt, welche es erlaubt anhand des gemessenen Teergehaltes Rückschlüsse über die Stärke der auftretenden Leckagegase zu ziehen. Um diese in der Vergasungszone sicher zu oxidieren, kann abhängig vom erhaltenen Messwert über die signaltechnisch verbundene Steuervorrichtung die Luftzufuhr der zweiten Luftzufuhrvorrichtung reguliert werden. Bei erhöhtem Teergehalt des erzeugten Rohgases beziehungsweise Produktgases wird die Luftzufuhr der zweiten Luftzufuhrvorrichtung verstärkt, bei geringem oder Nichtvorhandensein eines messbaren Teergehaltes kann die Luftzufuhr verringert werden.
Erfindungsgemäß kann die Messeinheit jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass sie den direkten oder indirekten CO-Gehalt des erzeugten Produktgases misst und abhängig vom signaltechnisch verarbeiteten Messwert die Luftzufuhr der zweiten Luftzufuhrvorrich- tung mit Hilfe der signaltechnisch verbundene Steuereinheit angepasst wird.
Mit der so erfindungsgemäß fortgebildeten Vergasungsvorrichtung kann der ermittelte CO-Gehalt wie schon der Teergehalt Aufschluss über die Effizienz der jeweiligen erwünschten Stoffumsetzung geben. Letztere ist in der Reduktionszone dann am höchsten, wenn das Rohgas aus der Oxidationszone und der pyrolisierte Feststoff Koks aus der Vergasungszone möglichst heiß aufeinander treffen, idealerweise bei etwa 1000°C. Abhängig vom messtechnisch erfassten CO-Gehalt des letztlich erhaltenen Produktgases kann über signaltechnische Verarbeitung die Luftzufuhr über die signaltechnisch verbundene Steuervorrichtung derart reguliert werden, dass das Koks vor Eintritt in die Reduktionszone noch einmal möglichst stark aufgeheizt wird. Erfindungsgemäß können die Luftzufuhrvorrichtungen einzeln, aber auch in Kombination verwendet werden. Der Messung der Gasbestandteile im Produktgas können in einer bevorzugten Ausführungsform eine vorherige Filterung und/oder Abkühlung des Gases vorangeschaltet sein.
Mittels der erfindungsgemäß fortgebildeten Vergasungsvorrichtung wird eine Vergasung eines Feststoffs in einer großen Vergasungszone erzielt, ohne dass dabei unerwünschte Übertritte der erzeugten Produktstoffe, beispielsweise nicht oxidiertes Rohgas, als Leckagegas, oder ungenügend erhitztes Koks, auftreten.
Die Oxidationszone ist mit der Vergasungszone zur Leitung des in der Vergasungszone erzeugten Pyrolysegases in die Oxidationszone verbunden. Vorzugsweise sind die Vergasungszone und die Oxidationszone durch mindestens eine Wandung voneinander getrennt. Die Verbindung der Oxidationszone mit der Vergasungszone zur Leitung des in der Vergasungszone erzeugten Pyrolysegases in die Oxidationszone kann vorzugsweise durch eine fluidtechnische Verbindung in bestimmten Abschnitten, beispielsweise durch eine oder mehrere Öffnungen in der Wandung, erfolgen. Durch einen solchen Aufbau der Vergasungseinrichtung, insbesondere durch eine solche räumliche Trennung der Verga- 5 sungszone und der Oxidationszone, kann der Prozessablauf der Vergasung verbessert werden.
Ferner ist bevorzugt, dass die Wandung in einem in Betriebsstellung oberen Teil der Oxidationszone schräg nach unten zeigende Öffnungen aufweist, über die das in der Vergasungszone entstandene Pyrolysegas auf Grund der örtlichen Druck- und Stroit) mungsverhältnisse in die Oxidationszone gelangt. Die Öffnungen werden vorzugsweise dadurch ausgebildet, dass die schrägabfallende Wandung auf Höhe der jeweiligen Öffnung endet und radial nach innen versetzt, kurz oberhalb der Öffnung fortgeführt wird. Die sich damit leicht überlappenden schräg abfallenden Wandungen der Oxidationszone können so einen unerwünschten Eintritt des Feststoffes in die Oxidationszone oder eine 15 Verstopfung der Öffnungen durch den zugeführten Feststoff verhindern.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Vergasungszone und die Oxidationszone in thermischem Kontakt sind, vorzugsweise über die mindestens eine Wandung, welche die Vergasungszone und die Oxidationszone voneinander trennt. Dies ermöglicht eine besonders vorteilhafte Ausnutzung der entstehenden Prozesswärme. 0 Mittels einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Oxidationszone bezogen auf ihren Querschnitt zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig von der Vergasungszone umgeben ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Oxidationszone zentral innerhalb der Vergasungsvorrichtung angeordnet, indem sie in Bezug auf einen Querschnitt durch die Vergasungsvorrichtung zumindest in einem Bereich, vor-5 zugsweise aber vollständig von der Vergasungszone umgeben ist. Hierdurch wird insbesondere eine ringförmige Vergasungszone um die Oxidationszone ausgebildet und folglich ein wirksamer Wärmeübergang von der Vergasungszone in die Oxidationszone und umgekehrt ermöglicht. Dabei ist zu verstehen, dass einerseits durch die Zufuhr von Pyrolysegas aus der Vergasungszone in die Oxidationszone ein konvektiver Wärme-0 transport stattfindet, durch die Umgebung der Oxidationszone mit der Vergasungszone aber darüber hinaus auch durch direkte Wärmeleitung ein Wärmetransport stattfinden kann. Insbesondere kann diese Ausführungsform solcherart verwirklicht werden, dass die Vergasungsvorrichtung als Schachtvergaser ausgeführt ist und die Oxidationszone als 2013/002765
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zentral innerhalb des Schachtvergasers angeordnete Oxidationskammer ausgeführt ist, die von einer ringförmigen Vergasungszone umgeben ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform misst eine Temperaturmesseinheit dabei die Temperatur in oder in unmittelbarer Nähe der Oxidationskammer. Anhand der signal- technisch verarbeiteten Messergebnisse kann die Luftzufzuhr in die Vergasungszone, vorzugsweise über die erste Luftzufuhrvorrichtung reguliert werden, so dass vorzugsweise eine Temperatur von etwa 1000° in der Oxidationszone vorherrscht.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Feststoff der Vergasungszone in Betriebsstellung allein unter Ausnutzung der Schwerkraft durch eine Feststoffzufuhröffnung zugeführt werden kann.
Mit einer derartig ausgebildeten Ausführungsform kann eine effiziente und robuste Feststoffzufuhr erzielt werden, da keinerlei mechanische Zuführvorrichtungen, welche bei Fehlfunktion den Ablauf stören können, auftreten.
Noch weiter ist bevorzugt, die erfindungsgemäße Vergasungsvorrichtung fortzubilden durch eine Reduktionszone, welche mit der Oxidationszone zur Zuleitung des in der Oxidationszone gebildeten Rohgases verbunden ist und ausgebildet ist, um das ihr zugeleitete Rohgas chemisch zu reduzieren. In der Reduktionszone kann insbesondere mithilfe von Koks, der aus der Vergasungszone in die Reduktionszone befördert wird und sich aus entgasten Feststoffresten zusammensetzt, ein Brenngas aus dem in der Oxidationszone aufbereitetem Pyrolysegas erzeugt werden. Hierbei kann weiterhin auch eine Filterung von Festbestandteilen durch den Koks in der Reduktionszone erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu können aber auch andere Verfahren zur Filterung, beispielsweise mittels Filterkerzen oder dergleichen vorgesehen sein.
Weiterhin ist es bevorzugt die Reduktionszone der eingangs oder zuvor erläuterten Bauweise in Schwerkraftrichtung unterhalb der Vergasungszone anzuordnen, so dass sie in direkter Verbindung steht und der Feststoff unter Einwirken der Schwerkraft direkt aus der Vergasungszone in die Reduktionszone übertreten kann. Dabei sollte vorzugsweise ein Abschnitt der Oxidationszone so ausgebildet sein, dass er die Vergasungszone in Strömungsrichtung des erzeugten Gases von der Reduktionszone trennt. In dieser Re- duktionszone kann, wie zuvor erläutert, aus dem pyrolisierten und oxidierten bzw. ge- 7
crackten Rohgas aus der Oxidationszone ein Brenngas zur Erzeugung und hierbei eine zusätzliche Filterwirkung erzielt werden.
Eine bevorzugte Realisierung der Messeinheit zur Bestimmung des Teergehaltes im erzeugten Rohgas beziehungsweise Produktgas stellt ein CH4-Sensor dar, welcher über den ermittelten CH4-Gehalt indirekten Aufschluss über den im Gas enthaltenen Teergehalt bietet und somit über signaltechnische Verarbeitung für die Regulierung der Luftzufuhr in der zweiten Luftzufuhrebene verwendet werden kann.
Das bei der Vergasung des Feststoffes entstehende Pyrolysegas stellt ein Gemisch aus Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2), Wasserdampf (H20), Kohlendioxid (C02), Me- than (CH4) sowie einer Reihe von Spurengasen und Verunreinigungen in Form von langkettigen Kohlenwasserstoffen (Teere) dar. Bei der anschließenden partiellen Oxidati- on in der Oxidationszone werden die leicht brennbaren Bestandteile oxidiert. Dies ist eine exotherme Reaktion, so dass sich die Temperatur erhöht. Diese wird auf ca. 1.000 °C geregelt, wobei nicht oxidierte langkettige Kohlenwasserstoffe (Teere) in kurzkettige Moleküle zerfallen (cracking). Bei der partiellen Oxidation der leicht brennbaren Bestandteile entstehen in der Oxidationskammer typische Verbrennungsprodukte wie H20 und C02. Diese Gase werden beim Auftreffen auf den in der Vergasungszone enstandenen Koks in der Reduktionszone endotherm umgewandelt zu H2 und CO. Dabei sinkt die Temperatur, da thermische Energie umgewandelt wird in chemische Energie. Nicht oxidierte und nicht gecrackte Leckagegase, die die Oxidationskammer umgehen, durchströmen die Reduktionszone, ohne an den endothermen Reaktionen teilzunehmen. Sie finden sich demnach im fertigen Produktgas wieder. Der Gehalt an diesen Verunreinigungen lässt sich durch eine CH4 (Methan)-Messung im Produktgas feststellen.
Bei einer Realisierung der Messeinheit zur Bestimmung des CO-Gehaltes im erzeugten Produktgas ist eine Ausführungsform zu bevorzugen, bei der die zweite Luftzufuhrvorrichtung unmittelbar vor dem Übergang von der Vergasungszone in die Reduktionszone angeordnet ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht sowohl eine zusätzliche Luftzufuhrvorrichtung im Bereich der Vergasungszone zur Oxidation auftretender Leckagegase vor als auch eine weitere Luftzufuhrvorrichtung unmittelbar vor dem Übergang von der Verga- sungs- in die Reduktionszone zur optimierten Aufheizung des Kokses vor. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Vergaservorrichtung der eingangs erwähnten Art, welche ferner eine Gasabsaugvorrichtung aufweist, welche eine seitlich an der Vergasungseinrichtung befindliche Absaugöffnung aufweist, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasabsaugvorrichtung einen Absaugring umfasst, welcher ausgestaltet ist, eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt des Vergasers für das abzusaugende Gas zu erzeugen, indem der Ring dem Gas einen größten Austrittsquerschnitt auf der der Austrittsöffnung abgewandten Seite bietet, welcher sich zur Austrittsöffnung zugewandten Seite hin verengt.
Dieser Aspekt der Erfindung kann in Kombination mit den bereits aufgeführten bevorzug- ten Ausführungsformen realisiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Absaugvorrichtung dabei ringförmig um die Reduktionszone angeordnet, wobei der Absaugring dem entzündbaren Gas auf der der Austrittsöffnung abgewandten Seite in Schwerkraftrichtung die größte Öffnung bietet, welche sich kontinuierlich oder auch stufenweise zur Austrittsöffnung zugewandten Seite hin verjüngt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Vergasungsverfahren zur Erzeugung entzündbaren Gases aus einem Feststoff, mit den Schritten:
Zuführen von Feststoff in eine Vergasungszone
Vergasen des Feststoffes in der Vergasungszone mittels Pyrolyse bzw. Verga- sung
Zuführen des in der Vergasungszone erzeugten Pyrolysegases in eine Oxidati- onszone
Zuführen von Luft in die Vergasungszone welches sich dadurch auszeichnet, dass die Vergasung in der Vergasungszone von Luft aus mindestens zwei Luftzufuhrvorrichtungen stattfindet, wobei die zweite Luftzufuhrvorrichtung in Verarbeitungsrichtung des Feststoffes der ersten Luftzufuhrvorrichtung nachgestellt ist, und die Zuführung von Luft über die zweite Luftzufuhrvorrichtung abhängig von der Messung der qualitativen oder quantitativen Menge vorbestimmter Gase - Reingase wie auch Gasgemische - im in der Oxidationszone erzeugten Rohgas oder im endzündbaren Produktgas gesteuert wird. Das erfindungsgemäße Vergasungsverfahren kann insbesondere mit der zuvor beschriebenen Vergasungsvorrichtung ausgeführt werden und zeichnet sich dadurch aus, dass durch die individuell steuerbare Luftzufuhr in verschiedene Ebenen der Vergasungszone unerwünschte Austritte von Prozessstoffen aus der Vergasungszone in die angrenzenden Prozesszonen unterbunden werden können.
Das Verfahren kann zusätzlich fortgebildet werden, indem das Zuführen von Luft in der Vergasungszone individuell für regelmäßig oder unregelmäßig über den Querschnitt verteilten Vergasungssektoren gesteuert wird.
Eine weitere Fortbildung sieht folgende zusätzliche Verfahrensschritte vor:
Zufuhr von Luft in die Oxidationszone und Wandeln des Pyrolysegases in einem unter- stöchiometrischen Prozess mittels Teiloxidation und Spaltung in der Oxidationszone in ein Rohgas, - Zuführen des Rohgases aus der Oxidationszone in eine Reduktionszone,
- Zuführen von teilweise oder vollständig pyrolysiertem Feststoff in die Reduktionszone,
- Reduzieren des Rohgases in der Reduktionszone mittels des pyrolysierten. Feststoffes in ein Brenngas. Darüberhinaus kann das Vergasungsverfahren alternativ oder parallel dahingehend fortentwickelt werden, dass mit Hilfe der Messeinheit direkt oder indirekt entweder der Teergehalt im erzeugten Rohgas beziehungsweise Produktgas gemessen wird oder/und der CO-Gehalt im erzeugten Produktgas bei parallelem Einsatz mit Hilfe einer zweiten Messeinheit und die Luftzufuhr über die zweite Luftzufuhrvorrichtung oder im parallelen Einsatz beider Messungen einer dritten Luftzufuhrvorrichtung entsprechend des zugehörigen signaltechnisch verarbeiteten Messergebnisses angepasst wird.
Mit Hilfe der in Abhängigkeit vom Teergehalt gesteuerten Luftzufuhr kann der direkte Übertritt von Teilen des erzeugten Pyrolysegases ohne vorherige Oxidation in die Reduk- tionszone verhindert werden. Die Bestimmung des indirekten Teergehaltes kann dabei mit einem CH4-Sensor vorgenommen werden.
Beim Zuführen von Luft in Abhängigkeit des CO-Gehaltes ist das Zuführen unmittelbar vor dem Übergang der Vergasungszone in die Reduktionszone besonders vorteilhaft, da der pyrolisierte Feststoff Koks unmittelbar vor dem Eintritt in die Reduktionszone noch einmal aufgeheizt wird und die anschließende Reduktion des Rohgases mit Hilfe des Kokses in diesem Fall besonders effektiv verlaufen kann.
Das Vergasungsverfahren kann alternativ oder parallel dahingehend fortentwickelt werden, dass es den Schritt des Absaugens des entzündbaren Gases mit einer Gasabsaug- Vorrichtung umfasst, wobei die Gasabsaugvorrichtung eine seitlich an der Vergasungseinrichtung befindliche Absaugöffnung aufweist und ausgestaltet ist eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt des Vergasers für das abzusaugende Gas zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabsaugvorrichtung einen Absaugring aufweist, welcher dem Gas einen größten Austrittsquerschnitt auf der der Aus- trittsöffnung abgewandten Seite bietet, welcher sich zur Austrittsöffnung zugewandten Seite hin verengt.
Die Erfindung wird im Weiteren näher durch beispielhafte, nicht einschränkende bevorzugte Ausführungsformen erläutert.
Figur 1 eine längsgeschnittende Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vergasungsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des vorliegenden Schachtvergasers 1. Mittels der Feststoffzufuhröffnung 9 kann der Feststoff der Vergasungszone 2 zugeführt werden, welche die zentral gelegene Oxidationszone 3 in einem horizontalen Querschnitt allseitig umschließt. Bei einer zylindrischen Ausführungsform wie in der Fig. 1 gezeigt, führt dies zu einer ringförmig um die Oxidationszone ausgeprägten Vergasungszone, welche durch die Wandung 14 der Oxidationszone von dieser getrennt ist, jedoch bei entsprechender Ausgestaltung der Wandung 14 in thermischen Kontakt mit dieser steht. Der Oxidationszone 3 wird über ein Luftzuführrohr 11 , welches von einem Umhüllungsrohr umschlossen ist 12, und welches vorzugsweise zentral in Längsrichtung entlang der Mittelachtes des Vergasers verläuft, Luft zugeführt. Das Luftzufuhrrohr kann aber auch außerhalb der Längsachse oder in radialer Richtung seitlich angeordnet sein und parallel zu dieser verlaufen. Die Oxidationszone weißt vorzugsweise eine Glockenförmige Aus- gestaltung auf, wobei der obere Teil 13, welcher kegelförmig von oben schräg nach unten abfällt, die Zufuhr des Feststoffes in die Vergasungszone allein aufgrund der Schwerkraft erleichtert.
Im oberen Teil der Oxidationszone 3 weist die Wandung 14 schräg nach unten zeigende Öffnungen 15 auf, über die das in der Vergasungszone entstandene Pyrolysegas auf Grund der örtlichen Druck- und Strömungsverhältnisse in die Oxidationszone gelangt. Die Öffnungen werden dadurch ausgebildet, dass die schrägabfallende Wandung auf Höhe der jeweiligen Öffnung endet und radial nach innen versetzt, kurz oberhalb der Öffnung fortgeführt wird. Die sich damit leicht überlappenden schräg abfallenden Wandungen 13 der Oxidationszone verhindern einen unerwünschten Eintritt des Feststoffes in die Oxidationszone oder eine Verstopfung der Öffnungen durch den zugeführten Feststoff.
In die Vergasungszone 2 wird über Luftdüsen 4, 5, 6, welche in radialer Richtung zur Mittelachse des Vergasers verlaufen und in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen auf dem Umfang des Schachtvergasers verteilt sind, eine individuell regelbare Menge an Luft zugeführt. Über die Luftzufuhrvorrichtung 4 in der ersten Ebene wird Luft zur Aufrechterhaltung der für die im oberen Teil des Schachtvergasers ablaufenden Prozesse notwendigen Temperatur eingedüst. Eine Temperaturmesseinheit (7) misst dabei die Temperatur in oder in unmittelbarer Nähe der Oxidationskammer und die Luftzufuhr über die Luftzufuhrvorrichtung 4 wird anhand der signaltechnisch verarbeiteten Messergebnisse entsprechend reguliert, so dass vorzugsweise eine Temperatur von etwa 1000° in der Oxidationszone herrscht.
Während der Großteil des entstandenen Pyrolysegases dann den vorgesehenen Weg durch die Oxidationszone nimmt, lässt es sich nicht vermeiden, dass ein Bruchteil direkt aus der Vergasungszone in die Reduktionszone 8 dringt. Um eine so entstehende Verun- reinigung des oxidierten Pyrolysegases zu vermeiden, wird mit Hilfe einer zweiten Luftzufuhrvorrichtung 5, welche in Betriebsstellung der ersten Luftzufuhrvorrichtung 4 nachgestellt ist, weitere Luft in die Vergasungszone zugeführt, um die Leckagegase direkt in der Vergasungszone 2 zu oxidieren. Die benötigte Menge an zuzuführender Luft wird mit Hilfe der Messeinheit 10 ermittelt, welche direkt oder indirekt den Teergehalt des erzeug- ten Produktgases misst, und über eine signaltechnisch verbundene Steuereinheit abhängig vom signaltechnisch verarbeiteten Messwert reguliert. Eine solche Oxidation der Leckagegase führt lokal zu Temperaturerhöhungen des pyrolysierten Feststoffes, des Kokses, welcher in der Reduktionszone über eine endotherme Reaktion das oxidierte Pyrolysegas reduzieren soll, so dass eine vorherige Temperaturerhöhung durchaus positive Auswirkungen hat. Um die Temperatur des Kokses unabhängig von der Menge der in der zweiten Luftzufuhrebene eingedüsten Luft zu regulieren - entweder ohne eine vorherige Oxidation von Leckagegasen über eine zweite Luftzufuhrvorrichtung oder wie in Fig.1 gezeigt zusätzlich dazu - wird Luft über eine weitere Luftzufuhrvorrichtung 6 unmittelbar vor dem Übertritt des Kokses aus der Vergasungszone 2 in die Reduktionszone 8 in die Vergasungszone eingedüst, so dass das oxidierte Pyrolysegas und das Koks bei vorzugsweise 1000° in der Reduktionszone aufeinandertreffen. Aufschluss auf die Effizienz des Reduktionsprozesses kann eine Messung des CO-Gehaltes im finalen Produktgas geben. Die Messeinheit 10 misst direkt oder indirekt den CO-Gehalt des Produktgases, so dass über signaltechnische Verarbeitung des Messwertes die Steuereinheit die Luftzufuhr der dritten Luftzufuhrvorrichtung 6 in Abhängigkeit vom erhaltenen Messergebnis regulieren kann.
Im unteren Teil der in Figur 1 dargestellten Vergaservorrichtung wird das erzeugte Gas über eine Austrittsöffnung 16 abgesaugt. Um eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung des erzeugten Gases über den Querschnitt des Vergasers zu erzielen, ist ein Absaugring 17, welcher die Reduktionszone umschließt, so ausgestaltet, dass er den größten Austrittsquerschnitt 18 auf der der Austrittsöffnung abgewandten Seite aufweist, welcher sich mit zunehmender Annäherung an die Austrittsöffnung verengt, so dass die Seite unmittelbar vor der Austrittsöffnung den kleinsten Austrittsquerschnitt bietet.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vergasungseinrichtung (1 ) zur Erzeugung eines entzündbaren Produktgases aus einem Feststoff, umfassend: eine Vergasungszone (2), in die über eine Feststoffzufuhröffnung (9) der Feststoff einfüllbar ist und aus dem Feststoff ein Pyrolysegas erzeugt wird, eine Oxidationszone (3) zur Oxidation des erzeugten Pyrolysegases, die mit der Vergasungszone (2) zur Leitung des in der Vergasungszone (2) erzeugten Pyrolysegases in die Oxidationszone (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Luftzufuhrvorrichtung (4) und eine zweite Luftzufuhrvorrichtung (5; 6)
Luft in die Vergasungszone (2) zuführen, wobei die zweite Luftzufuhrvorrichtung (5; 6) in Verarbeitungsrichtung des Feststoffes der ersten Luftzufuhrvorrichtung (4) nachgestellt ist, eine Messeinheit (7; 10) zur Bestimmung eines Messignals, welche insbesondere zur Bestimmung einer qualitativen oder quantitativen Menge vorbestimmter Gasanteile des des endzündbaren Produktgases ausgebildet ist und dieses im Messignal charakterisiert, eine Steuervorrichtung, welche signaltechnisch mit der Messeinheit (7; 10) zur Übermittlung des Messsignals gekoppelt ist und derart ausgestaltet ist, dass sie die Menge der zuzuführenden Luft der ersten und/oder zweiten Luftzufuhrvorrichtung (5; 6) in Abhängigkeit des Messsignals steuert.
2. Vergasungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch dass die Vergasungszone (2) und die Oxidationszone (3) in thermischem Kontakt sind, wobei entweder die Oxidationszone (3) die Vergasungszone (2) in einem Querschnitt des Schachtvergasers in Durchlaufrichtung des Feststoffes umschließt, oder die Vergasungs- zone (2) die Oxidationszone (3) in einem Querschnitt des Schachtvergasers in Durchlaufrichtung des Feststoffes umschließt und wobei die Vergasungszone (2) bevorzugt in mehrere regelmäßig oder unregelmäßig über den Querschnitt verteilten Vergasungssektoren mit individueller steuerbarer Luftzufuhr unterteilt ist.
3. Vergasungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergasungszone (2) in Betriebsstellung in Schwerkraftrichtung unterhalb einer Feststoffzufuhröffnung (9), zum schwerkraftbedingten Zuführen von Feststoffen angeordnet ist.
4. Vergasungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine Reduktionszone (8), welche mit der Oxidationszone (3) zur Zuleitung des in der
Oxidationszone (3) gebildeten Rohgases verbunden ist und ausgebildet ist, um das ihr zugeleitete Rohgas chemisch zu reduzieren.
5. Vergasungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass eine bzw. in Hinblick auf Anspruch 4 die Reduktionszone (8) in Schwer- kraftrichtung unterhalb der Vergasungszone (2) angeordnet ist und mit dieser in Verbindung steht für den direkten schwerkraftbedingten Übertritt von Feststoff aus der Vergasungszone (2) in die Reduktionszone (8) und vorzugsweise ein Abschnitt der Oxidationszone (3) so angeordnet ist, dass er die Vergasungszone (2) in Strömungsrichtung des erzeugten Gases von der Reduktionszone (8) trennt.
6. Vergasungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Messein- heit (7; 10) ausgebildet ist, direkt oder indirekt den Teergehalt im erzeugten Rohgas beziehungsweise Produktgas zu bestimmen, und wobei die Steuervorrichtung die über die zweite Luftzufuhrvorrichtung (5; 6) zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit des direkt oder indirekt ermittelten Teergehaltes des erzeugten Rohgases beziehungsweise Pro- duktgases steuert.
7. Vergasungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 6, wobei die Messeinheit (7; 10) ein CH4-Sensor ist, welcher derart ausgestaltet ist, dass er über signaltechnische Verarbeitung den indirekten Rückschluss auf den im Rohgas beziehungsweiseProduktgas enthaltenen Teeranteil erlaubt.
8. Vergasungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Messeinheit (10) ausgebildet ist, direkt oder indirekt den CO-Gehalt des erzeugten Produktgases zu messen, und die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, dass sie die Menge der von der zweiten Luftzufuhrvorrichtung (5; 6) zugeführten Luft in Abhängigkeit des von der Messeinheit (10) direkt oder indirekt ermittelten CO-Gehaltes des erzeugten Produktgases steuert.
9. Vergasungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 8, wobei sich die zweite Luftzufuhrvorrichtung unmittelbar vor dem Übergang der Vergasungszone (2) in die Reduktionszone (8) befindet.
10. Vergasungseinrichtung (1 ) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner aufweisend eine Gasabsaugvorrichtung, welche eine seitlich an der Vergasungseinrichtung befindliche Absaugöffnung (16) aufweist, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasabsaugvorrichtung einen Absaugring (17) umfasst, welcher ausgestaltet ist, eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt des Vergasers für das abzusaugende Gas zu erzeugen, indem der Ring dem Gas einen größten Austrittsquerschnitt (18) auf der der Austrittsöffnung abgewandten Seite bietet, welcher sich zur Austrittsöffnung zugewandten Seite hin verengt.
11. Vergasungsverfahren zur Erzeugung eines entzündbaren Produktgases aus einem Feststoff, mit den Schritten:
Zuführen von Feststoff in eine Vergasungszone (2),
Vergasen des Feststoffes in der Vergasungszone (2) mittels Pyrolyse bzw. Vergasung,
Zuführen des in der Vergasungszone (2) erzeugten Pyrolysegases in eine Oxidati- onszone (3),
Zuführen von Luft in eine Vergasungszone (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Luftzufuhrvorrichtungen (5; 6) in Verarbeitungsrichtung des Feststoffes einer ersten Luftzufuhrvorrichtung (4) nachgestellt ist, und die Zuführung von Luft über die zweite Luftzufuhrvorrichtung (5; 6) abhängig von der Messung einer qualitativen oder quantitativen Menge eines vorbestimmten Gasanteils im - in der Oxidationszone (3) - erzeugten Rohgas oder im endzündbaren Produktgas gesteuert wird.
12. Vergasungsverfahren nach Anspruch 11 , wobei das Zuführen von Luft in eine Vergasungszone (2) individuell für regelmäßig oder unregelmäßig über den Querschnitt verteilten Vergasungssektoren gesteuert wird.
13. Vergasungsverfahren nach Anspruch 11 oder 12, ferner aufweisend - Zufuhr von Luft in die Oxidationszone (3) und Wandeln des Pyrolysegases in einem unterstöchiometrischen Prozess mittels Teiloxidation und Spaltung in der Oxidationszone (3) in ein Rohgas,
Zuführen des Rohgases aus der Oxidationszone (3) in eine Reduktionszone (8) ,
Zuführen von teilweise oder vollständig pyrolysiertem Feststoff in die Reduktions- zone (8) ,
Chemisches Reduzieren des Rohgases in der Reduktionszone (8) mittels des pyrolysierten Feststoffes in das endzündbares Produktgas.
14. Vergasungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine direkte oder indirekte Messung des Teergehaltes im erzeugten Rohgas oder Produktgas durchgeführt wird, und die über die zweite Luftzufuhrvorrichtung (5; 6) zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit der signaltechnisch verarbeiteten Messsignale zugefügt wird.
15. Vergasungsverfahren nach Anspruch 14, wobei der CH4-Gehalt des erzeugten Produktgases gemessen wird, um über signaltechnische Verarbeitung den indirekten Rückschluss auf den im Rohgas oder Produktgas enthaltenen Teeranteil zu ziehen und die Luftzufuhr der zweiten Luftzufuhrvorrichtung (5; 6) in Abhängigkeit der Messung zu steuern.
16. Vergasungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der CO-Gehalt des in der Reduktionszone (8) erzeugten Produktgases gemessen wird und die Menge der von der zweiten Luftzufuhrvorrichtung zugeführten Luft in Abhängigkeit des von des ermittelten CO-Gehaltes gesteuert wird.
17. Vergasungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 11 oder einem der Ansprüche 11-16, wobei das Verfahren ferner beinhaltet:
Absaugen des entzündbaren Gases mit einer Gasabsaugvorrichtung, welche eine seitlich an der Vergasungseinrichtung befindliche Absaugöffnung (16) aufweist und welche ausgestaltet ist, eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung über den Quer- schnitt des Vergasers für das abzusaugende Gas zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gasabsaugvorrichtung einen Absaugring (17) aufweist, welcher dem Gas einen größten Austrittsquerschnitt (18) auf der der Austrittsöffnung abgewandten Seite bietet, welcher sich zur Austrittsöffnung zugewandten Seite hin verengt.
PCT/EP2013/002765 2012-09-13 2013-09-13 Vorrichtung zur erzeugung von brenngas aus einem festen brennstoff WO2014040744A1 (de)

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