WO2019097326A1 - Gasification of carbonaceous matter biomass mixture and coal using a cyclone-type forced flow furnace - Google Patents

Gasification of carbonaceous matter biomass mixture and coal using a cyclone-type forced flow furnace Download PDF

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WO2019097326A1
WO2019097326A1 PCT/IB2018/058068 IB2018058068W WO2019097326A1 WO 2019097326 A1 WO2019097326 A1 WO 2019097326A1 IB 2018058068 W IB2018058068 W IB 2018058068W WO 2019097326 A1 WO2019097326 A1 WO 2019097326A1
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gasification chamber
carbonaceous material
chamber
biomass
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PCT/IB2018/058068
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Ivan Ernesto BARRAGAN GUTIERREZ
Yaneth Pineda Triana
Enrique Vera Lopez
Alfonso LOPEZ DIAZ
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Universidad Pedagogica Y Tecnologica De Colombia Uptc
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Definitions

  • the present invention provides a system and a gasification process of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal in a cyclonic forced-flow combustion chamber.
  • the present invention pertains to the technical field of the production of gases containing carbon monoxide and hydrogen, as synthesis gas or city gas, from solid carbonaceous materials by partial oxidation processes using oxygen or steam.
  • Gasification is a thermochemical process that transforms solid fuels into gaseous fuels producing synthesis gas, using temperatures above 900 ° C in atmospheres with low oxygen percentage, below that required for complete combustion.
  • the gasification process is favored with the increase of pressure and using fuels of small particle sizes.
  • the patent application in national phase file No. 08051684 relates to a process and system for gasifying biomass or other carbonaceous starting materials in an indirectly heated gasifier and supplies a method for the removal of condensable organic materials (tars) from a gas product. More specifically, this tar removal stage uses the circulating heat carrier to crack the organics and produce additional product gas. As a benefit of the previous process, and because the heat carrier circulates through alternating zones of steam and oxidation in the process, deactivation of cracking reactions is eliminated.
  • liquid al ⁇ ans can be produced directly from biomass-derived compounds, including polysaccharides, monosaccharides, polyols through an integrated process that involves catalytic conversion into gas mixtures (synthesis gas).
  • synthesis gas gas mixtures
  • the conversion of the reactive feed tank to the synthesis gas is carried out using a catalyst comprising Pt-Re on a carbon support.
  • the patent application in national phase file No. 13030376 deals with a system for the gasification of biomass materials, comprising a gasification unit for the conversion of biomass materials into a gas, wherein the gasification unit is configured for allow the biomass materials and other materials that are contained within the gasification unit to move in a specific flow pattern at a specific rate; and a feeding mechanism for introducing biomass materials into the gasification unit wherein the feeding mechanism is configured to accelerate the biomass materials at the specified rate in the gasification unit.
  • Another aspect is directed to a system for the gasification of biomass products; the system includes a gasification unit for the conversion of the biomass materials into a gas and a feeding mechanism for the introduction of the biomass materials into the gasification unit.
  • the gasification unit includes a plurality of injection ports that are distributed vertically along one or multiple circumferential locations, ie, diametrically opposed for bilateral injection, for example, and each of the plurality of injection ports has a corresponding injection angle.
  • the injection ports tangentially inject a gasification and / or biomass medium towards the gasification unit at prescribed angles, and the injection angles can be oriented in horizontal, ascending and / or descending directions.
  • Patent application CN106010655 describes a biomass gasifier.
  • the biomass gasifier comprises a gasifier body, a feed tube disposed on the body of the gasifier, a top seal discharge module and a bottom seal discharge module distributed in the feed tube; each sealing discharge module comprises a hinge sealing plate, a pivoting hinge shaft and an oscillating rod connected to the pivoting hinge shaft.
  • a piston cylinder is connected to the end of each oscillating rod.
  • the upper side of the gasifier is connected to a combustion burner.
  • the combustion burner is connected to an oxygenation pipe and an oxygenation fan by the structure of the gasifier, according to the characteristics of the biomass fuel.
  • the present invention solves the technical problems raised above by providing a system and a gasification process that combines the system conventional fixed-bed and co-current flow with the counter-current fluidized bed system.
  • a gasification system of a carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal comprising: a feed hopper (2), a feed device (3) of solid fuel (biomass - coal), a gasification chamber (7, 8) connected to the feed hopper (2) by means of a feeding device (3) of the solid fuel; a primary air fan (6) located in the lower part of the feed hopper (2); a solid fuel feed duct (5); a retort (4) located inside a lower gasification chamber of fixed bed (7); a refractory (12) of the ashtray, which covers the retort (4); a lower fixed bed gasification chamber (7); an upper fluidized bed gasification chamber (8), located on the lower fixed bed gasification chamber (7), forming a single gasification chamber; radial injection nozzles (9) arranged in the lid (10) of the upper gasification chamber (8); a finned refractory cyclone (16), located inside the upper fluidized bed gasification chamber (8)
  • a gasification process of carbonaceous material (mixture of biomass and mineral coal) is provided, which comprises the following steps:
  • Figure 1 presents the isometric view of the gasification system.
  • Figure 2 presents the front view of the gasification system.
  • Figure 3 presents the top view of the gasification system.
  • Figure 4 shows a vertical section of the combustion chamber.
  • Figure 5 shows in detail the finned refractory ring of the refractory gasification cyclone (16).
  • Figure 6 shows the temperature profile (° C) of two runs using the gasification system.
  • the present invention provides a novel system and a gasification process that combines the conventional fixed-bed system and co-current flow with the fluidized bed system in counter-current generated by a vortex from a high-temperature refractory cyclone where the Synthetic gas is produced by separating simultaneously from the ash.
  • the gasification system is composed, in general, of two feeding systems, a gasification system of upward flow, a descending fluidized gasification system, a cyclonic separation system, a gas recirculation system, and an ash extraction system.
  • a gasification system which is composed of a feed hopper (2), with cover (1), connected to a gasification chamber (7, 8) by means of a feeding device (3).
  • solid fuel biomass - mineral coal
  • a primary air fan (6) of variable speed that together with a solid fuel feed duct (5) allow to graduate the production of synthesis gas to the demand of the process and adjust the various mixtures of co-gasification biomass - mineral coal.
  • the solid fuel is fed by the feeding device (3) to a retort (4) located inside a lower gasification chamber of fixed bed (7); the retort is made of cast iron and has a series of perforations (13) to distribute the primary air that is driven by the primary air fan (6).
  • the gasification operation is initially carried in the lower gasification chamber of fixed bed (7), first gasification effect, where the solid fuel rises through a refractory (12) of the ashtray, which covers the retort (4) forming a plane external inclined, towards the surface of the ashtray and then the synthesis gas produced enters an upper fluidized bed gasification chamber (8); said chambers form a single combustion chamber.
  • Solid fuel with a granulometry of less than 1 mm is injected through radial injection nozzles (9) arranged in the lid (10) of the upper gasification chamber (8), which has a refractory cyclone inside ( 16) conformed by refractory rings where radial fins are housed that orient with an angle of attack the carbonaceous material to form a descending vortex that reaches temperatures higher than 900 ° C, generating the second effect of gasification in countercurrent with the synthesis gas produced in the lower fixed bed chamber (7).
  • the formed ash descends to side gates (14) with handles (15) and is removed together with the ash generated in the lower chamber that advances on the refractory (12) falling by gravity in the inclined plane that forms the refractory (12) of the ashtray.
  • the synthesis gas separated from the ash by the cyclonic effect is removed by an outlet duct (11), located on the axis or vertical central part of the upper fluidized bed gasification chamber (8).
  • a gasification process of carbonaceous material (mixture of biomass and mineral coal) is provided, which comprises the following steps:
  • the pulverized fuel enters the upper chamber (8), which inside has a refractory cyclone (16) formed by refractory rings where the radial fins are located, which angle the carbonaceous material to form a descending vortex of the fuel that reaches temperatures above 900 ° C, obtaining gasification in countercurrent on contact with the synthesis gas produced in the lower fixed bed chamber (7).
  • the vortex generated in the refractory cyclone (16) impels the particles to more than 5 m / s, generating a separation effect between the gas and the ashes generated in the two gasification chambers, upper (8) and lower (7);
  • the synthesis gas separated from the ash by the cyclonic effect is removed by an exit duct (11).
  • the synthesis gas exits through the duct (11) at a temperature higher than 500 ° C.
  • the feeding device (3) can be a worm or any other mechanism that allows the proper transport of particulate material.
  • the steam is generated by coils located in the inner wall of the upper gasification chamber (8) in the form of a jacket, taking advantage of the residual heat that is transferred through the walls of the combustion chamber. Both the pulverized fuel and the saturated or superheated steam require injecting it through the nozzles (9) through a forced flow that is achieved with pressures higher than 150 psi.
  • the gasification capacity of the lower fixed-bed chamber (7) can range from 10 kg / h to 1,000 kg / h for small ovens, and from 1,000 kg / h to 10,000 kg / h for medium-sized ovens.
  • Synthesis gas obtained is obtained by mixing biomass fuel - coal, fuels that can also be substituted by carbonaceous material from agricultural, livestock, industrial, commercial and residential residues, wastewater treatment plants (WWTP), and landfills, among others.
  • Tables 2 and 3 show the stoichiometric balances and energy of the presented runs: Table 2. Stoichiometric and Energy Balances
  • the gasification system integrated to the high temperature refractory cyclone allows, at the same time, to gasify and separate the ashes achieving the pre-cleaning of the synthesis gas in the same chamber, without requiring an independent gas cleaning train, increasing the index of gasification and therefore the energy efficiency of the system, for this reason more gas can be obtained from the same raw material, than in a conventional gasifier.
  • the calorific value of the fuel remains stable.
  • the manipulation of gas is facilitated in uses such as brick kilns, billet furnaces and systems where it can be carried through pipes.
  • the synthesis gas generated can replace natural gas in similar applications at lower cost.

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Abstract

The present invention discloses a system for gasifying carbonaceous matter biomass mixture and coal comprising: a feed hopper (2), a device (3) for feeding the mixture, a gasification chamber (7, 8) connected to the feed hopper (2) by way of a device for feeding the mixture (3), a primary air fan (6), a mixture feed duct (5), a retort (4), a refractory material (12) from the ash tray, a lower, fixed-bed gasification chamber (7), an upper, fluidised-bed gasification chamber (8), one or more radial injection nozzles (9) arranged on the lid (10) of the upper gasification chamber, a refractory cyclone with wings (16), one or more lateral ports (14) with handles (15) and an outflow duct (11) for the syngas. The invention also discloses a method for gasifying carbonaceous matter in the system.

Description

GASIFICACIÓN DE MATERIAL CARBONÁCEO MEZCLA DE BIOMASA Y CARBÓN MINERAL MEDIANTE UN HORNO DE FLUJO FORZADO TIPO CICLÓNICO  GASIFICATION OF CARBONACEOUS MATERIAL BIOMASS AND MINERAL CARBON MIXTURE THROUGH A CYCLONIC FORCED FORCED FLOW OVEN
SECTOR TECNOLÓGICO TECHNOLOGICAL SECTOR
La presente invención proporciona un sistema y un proceso de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral en una cámara de combustión de flujo forzado tipo ciclónico. La presente invención pertenece al campo técnico de la producción de gases que contienen monóxido de carbono e hidrógeno, como gas de síntesis o gas ciudad, a partir de materiales carbonosos sólidos por procesos de oxidación parcial utilizando oxígeno o vapor.  The present invention provides a system and a gasification process of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal in a cyclonic forced-flow combustion chamber. The present invention pertains to the technical field of the production of gases containing carbon monoxide and hydrogen, as synthesis gas or city gas, from solid carbonaceous materials by partial oxidation processes using oxygen or steam.
ESTADO DE LA TECNICA STATE OF THE ART
La gasificación es un proceso termoquímico que transforma combustibles sólidos en combustibles gaseosos produciendo gas de síntesis, empleando temperaturas superiores a los 900 °C en atmósferas con bajo porcentaje de oxígeno, por debajo del requerido para una combustión completa. El proceso de gasificación se favorece con el aumento de presión y empleando combustibles de tamaños de partículas pequeñas.  Gasification is a thermochemical process that transforms solid fuels into gaseous fuels producing synthesis gas, using temperatures above 900 ° C in atmospheres with low oxygen percentage, below that required for complete combustion. The gasification process is favored with the increase of pressure and using fuels of small particle sizes.
En el estado de la técnica se han divulgado procesos y sistemas para la gasificación de materiales derivados de biomasa y materiales carbonaceos. A continuación, se presentan algunos documentos de patente que tratan el tema: In the state of the art processes and systems have been disclosed for the gasification of materials derived from biomass and carbonaceous materials. Below are some patent documents that deal with the subject:
La solicitud de patente en fase nacional expediente N°08051684 se relaciona con un proceso y un sistema para gasificar biomasa u otros materiales de partida carbonáceos en un gasificador calentado indirectamente y suministra un método para la eliminación de materiales orgánicos condensables (alquitranes) desde un gas producto. Más específicamente, esta etapa de remoción de alquitrán utiliza el portador de calor circulante para craquear los orgánicos y producir gas producto adicional. Como un beneficio del anterior proceso, y porque el portador de calor circula por zonas alternadas de vapor y oxidación en el proceso, la desactivación de las reacciones de craqueo se elimina. The patent application in national phase file No. 08051684 relates to a process and system for gasifying biomass or other carbonaceous starting materials in an indirectly heated gasifier and supplies a method for the removal of condensable organic materials (tars) from a gas product. More specifically, this tar removal stage uses the circulating heat carrier to crack the organics and produce additional product gas. As a benefit of the previous process, and because the heat carrier circulates through alternating zones of steam and oxidation in the process, deactivation of cracking reactions is eliminated.
La solicitud de patente en fase nacional expediente N°08113967 se refiere a un método para la elaboración de hidrocarburos o hidrocarburos oxigenados. En la versión preferida de la invención, los aléanos líquidos pueden producirse directamente a partir de compuestos derivados de biomasa, incluyendo polisacáridos, monosacáridos, polioles a través de un proceso integrado que involucra la conversión catalítica en mezclas de gas (gas de síntesis). La conversión del depósito de alimentación reactivo al gas de síntesis se lleva a cabo utilizando un catalizador que comprende Pt-Re en un soporte de carbono. The patent application in national phase file No. 08113967 refers to a method for the production of hydrocarbons or oxygenated hydrocarbons. In the preferred version of the invention, liquid alæans can be produced directly from biomass-derived compounds, including polysaccharides, monosaccharides, polyols through an integrated process that involves catalytic conversion into gas mixtures (synthesis gas). The conversion of the reactive feed tank to the synthesis gas is carried out using a catalyst comprising Pt-Re on a carbon support.
La solicitud de patente en fase nacional expediente N° 13030376 trata un sistema para la gasificación de los materiales de biomasa, que comprende una unidad de gasificación para la conversión de los materiales de biomasa en un gas, en donde la unidad de gasificación está configurada para permitir que los materiales de biomasa y otras materias que están contenidas dentro de la unidad de gasificación se muevan en un patrón de flujo específico a una velocidad específica; y un mecanismo de alimentación para la introducción de materiales de biomasa en la unidad de gasificación en donde el mecanismo de alimentación está configurado para acelerar los materiales de biomasa a la velocidad especificada en la unidad de gasificación. Otro aspecto está dirigido a un sistema para la gasificación de los productos de biomasa; el sistema incluye una unidad de gasificación para la conversión de los materiales de biomasa en un gas y un mecanismo de alimentación para la introducción de los materiales de biomasa en la unidad de gasificación. La unidad de gasificación incluye una pluralidad de puertos de inyección que están distribuidos de manera vertical a lo largo de una o múltiples ubicaciones circunferenciales, es decir, diametralmente opuestas para inyección bilateral, por ejemplo, y cada una de la pluralidad de puertos de inyección tiene un correspondiente ángulo de inyección. Los puertos de inyección inyectan de forma tangencial un medio de gasificación y/o biomasa hacia la unidad de gasificación en ángulos prescritos, y los ángulos de inyección pueden ser orientados en dirección horizontal, ascendente y/o descendente. La solicitud de patente CN106010655 describe un gasificador de biomasa. El gasificador de biomasa comprende un cuerpo de gasificador, un tubo de alimentación dispuesto sobre el cuerpo del gasificador, un módulo de descarga de sellado superior y un módulo de descarga de sellado inferior distribuidos en el tubo de alimentación; cada módulo de descarga de sellado comprende una placa de sellado de bisagra, un eje giratorio de bisagra y una varilla oscilante conectada con el eje giratorio de bisagra. Un cilindro del pistón está conectado al extremo de cada varilla oscilante. El lado superior del gasificador está conectado a un quemador de combustión. El quemador de combustión está conectado con una tubería de oxigenación y un ventilador de oxigenación mediante la estructura del gasificador, de acuerdo con las características del combustible de biomasa. The patent application in national phase file No. 13030376 deals with a system for the gasification of biomass materials, comprising a gasification unit for the conversion of biomass materials into a gas, wherein the gasification unit is configured for allow the biomass materials and other materials that are contained within the gasification unit to move in a specific flow pattern at a specific rate; and a feeding mechanism for introducing biomass materials into the gasification unit wherein the feeding mechanism is configured to accelerate the biomass materials at the specified rate in the gasification unit. Another aspect is directed to a system for the gasification of biomass products; the system includes a gasification unit for the conversion of the biomass materials into a gas and a feeding mechanism for the introduction of the biomass materials into the gasification unit. The gasification unit includes a plurality of injection ports that are distributed vertically along one or multiple circumferential locations, ie, diametrically opposed for bilateral injection, for example, and each of the plurality of injection ports has a corresponding injection angle. The injection ports tangentially inject a gasification and / or biomass medium towards the gasification unit at prescribed angles, and the injection angles can be oriented in horizontal, ascending and / or descending directions. Patent application CN106010655 describes a biomass gasifier. The biomass gasifier comprises a gasifier body, a feed tube disposed on the body of the gasifier, a top seal discharge module and a bottom seal discharge module distributed in the feed tube; each sealing discharge module comprises a hinge sealing plate, a pivoting hinge shaft and an oscillating rod connected to the pivoting hinge shaft. A piston cylinder is connected to the end of each oscillating rod. The upper side of the gasifier is connected to a combustion burner. The combustion burner is connected to an oxygenation pipe and an oxygenation fan by the structure of the gasifier, according to the characteristics of the biomass fuel.
En el estado de la técnica, se tiene que los sistemas de gasificación convencionales son hornos voluminosos que requieren un área de parrilla amplia y una cámara de gasificación igualmente grande. Además, la combustión de carbón mineral y biomasa en forma sólida genera contaminación por combustión incompleta, materia carbónica volátil VOCs, inquemados y material particulado por cenizas; la eficiencia energética se reduce por las dificultades en el control de la estequiometria de las mezclas de combustible y comburente. Los costos de producción de hornos que emplean carbón y biomasa en forma sólida se incrementan por el valor del mantenimiento de los equipos y la baja productividad. La salud de los trabajadores se deteriora al manejar carbón y biomasa por el contacto con el combustible y las altas temperaturas a la que son expuestos en los hornos tradicionales. Por lo tanto, se presenta la necesidad de dar solución a los problemas anteriormente presentados. In the state of the art, conventional gasification systems are bulky ovens that require a large grill area and an equally large gassing chamber. In addition, the combustion of coal and biomass in solid form generates pollution due to incomplete combustion, volatile carbonic matter, VOCs, unburned and particulate material by ash; Energy efficiency is reduced by the difficulties in controlling the stoichiometry of the fuel and comburent mixtures. The production costs of furnaces that use coal and biomass in solid form are increased by the value of equipment maintenance and low productivity. The health of the workers deteriorates when handling coal and biomass due to the contact with the fuel and the high temperatures to which they are exposed in traditional ovens. Therefore, there is a need to solve the problems previously presented.
Breve descripción de la invención BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención soluciona los problemas técnicos planteados anteriormente al proporcionar un sistema y un proceso de gasificación que combina el sistema convencional de lecho fijo y flujo en co-corriente con el sistema de lecho fluidizado en contra corriente. The present invention solves the technical problems raised above by providing a system and a gasification process that combines the system conventional fixed-bed and co-current flow with the counter-current fluidized bed system.
En una modalidad de la invención se proporciona un sistema de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral que comprende: una tolva de alimentación (2), un dispositivo de alimentación (3) de combustible sólido (biomasa - carbón mineral), una cámara de gasificación (7, 8) conectada a la tolva de alimentación (2) mediante un dispositivo de alimentación (3) del combustible sólido; un ventilador de aire primario (6) ubicado en la parte inferior de la tolva de alimentación (2); un ducto de alimentación de combustible sólido (5); una retorta (4) ubicada al interior de una cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7); un refractario (12) del cenicero, el cual recubre la retorta (4); una cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7); una cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8), ubicada sobre la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7), formando una sola cámara de gasificación; unas toberas de inyección (9) radiales dispuestas en la tapa (10) de la cámara superior de gasificación (8); un ciclón refractario con aletas (16), ubicado al interior de la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8); unas compuertas laterales (14) con manijas (15), ubicadas en la parte inferior de la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7); y un ducto de salida (11 ) del gas de síntesis. In one embodiment of the invention there is provided a gasification system of a carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal comprising: a feed hopper (2), a feed device (3) of solid fuel (biomass - coal), a gasification chamber (7, 8) connected to the feed hopper (2) by means of a feeding device (3) of the solid fuel; a primary air fan (6) located in the lower part of the feed hopper (2); a solid fuel feed duct (5); a retort (4) located inside a lower gasification chamber of fixed bed (7); a refractory (12) of the ashtray, which covers the retort (4); a lower fixed bed gasification chamber (7); an upper fluidized bed gasification chamber (8), located on the lower fixed bed gasification chamber (7), forming a single gasification chamber; radial injection nozzles (9) arranged in the lid (10) of the upper gasification chamber (8); a finned refractory cyclone (16), located inside the upper fluidized bed gasification chamber (8); side gates (14) with handles (15), located in the lower part of the lower fixed gasification chamber (7); and an outlet duct (11) of the synthesis gas.
En otra modalidad de la invención se proporciona un proceso de gasificación de material carbonáceo (mezcla de biomasa y carbón mineral), el cual comprende las siguientes etapas: In another embodiment of the invention a gasification process of carbonaceous material (mixture of biomass and mineral coal) is provided, which comprises the following steps:
(a) cargar en una tolva (2) con el material carbonáceo (mezcla de biomasa y carbón mineral); (a) loading into a hopper (2) with the carbonaceous material (mixture of biomass and mineral coal);
(b) alimentar dicho material carbonáceo en una cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7);  (b) feeding said carbonaceous material into a lower fixed bed gasification chamber (7);
(c) alimentar aire comprimido mediante un ventilador de aire (6) hasta una retorta (4) ubicada al interior de la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7); (d) realizar un primer efecto de gasificación en la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7); (c) feeding compressed air by means of an air fan (6) to a retort (4) located inside the lower gasification chamber of fixed bed (7); (d) performing a first gassing effect in the lower fixed bed gasification chamber (7);
(e) realizar un segundo efecto de gasificación en una cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8);  (e) performing a second gassing effect in an upper fluidized bed gasification chamber (8);
(f) retirar la ceniza generada en los dos efectos de gasificación. donde la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7) y la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8) forman una sola cámara de gasificación.  (f) remove the ash generated in the two effects of gasification. wherein the lower fixed bed gasification chamber (7) and the upper fluidized bed gasification chamber (8) form a single gasification chamber.
Breve descripción de figuras Brief description of figures
Las figuras que acompañan la descripción ilustran, a modo de ejemplo, realizaciones de la presente invención, no buscan ser limitantes de esta:  The figures that accompany the description illustrate, by way of example, embodiments of the present invention, do not seek to be limiting thereof:
La figura 1 presenta la vista isométrica del sistema de gasificación. Figure 1 presents the isometric view of the gasification system.
La figura 2 presenta la vista frontal del sistema de gasificación.  Figure 2 presents the front view of the gasification system.
La figura 3 presenta la vista superior del sistema de gasificación.  Figure 3 presents the top view of the gasification system.
La figura 4 presenta un corte vertical de la cámara de combustión.  Figure 4 shows a vertical section of the combustion chamber.
La figura 5 presenta en detalle el anillo refractario con aletas del ciclón de gasificación refractario (16).  Figure 5 shows in detail the finned refractory ring of the refractory gasification cyclone (16).
La figura 6 presenta el perfil de temperatura (°C) de dos corridas empleando el sistema de gasificación.  Figure 6 shows the temperature profile (° C) of two runs using the gasification system.
DESCRIPCION DE LA INVENCION DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención proporciona un novedoso sistema y un proceso de gasificación que combina el sistema convencional de lecho fijo y flujo en co-corriente con el sistema de lecho fluidizado en contra corriente generado por un vortex a partir de un ciclón refractario de alta temperatura donde el gas de síntesis se produce separándose simultáneamente de la ceniza. El sistema de gasificación está compuesto, en general, por dos sistemas de alimentación, un sistema de gasificación de flujo ascendente, un sistema de gasificación fluidificado descendente, un sistema de separación tipo ciclónico, un sistema de recirculación de gases, y un sistema de extracción de cenizas. The present invention provides a novel system and a gasification process that combines the conventional fixed-bed system and co-current flow with the fluidized bed system in counter-current generated by a vortex from a high-temperature refractory cyclone where the Synthetic gas is produced by separating simultaneously from the ash. The gasification system is composed, in general, of two feeding systems, a gasification system of upward flow, a descending fluidized gasification system, a cyclonic separation system, a gas recirculation system, and an ash extraction system.
Los números que referencian los elementos del sistema de gasificación en la siguiente descripción corresponden a los presentados en las figuras 1 a 5. The numbers that reference the elements of the gasification system in the following description correspond to those presented in figures 1 to 5.
En una modalidad de la invención se proporciona un sistema de gasificación, el cual está compuesto por una tolva de alimentación (2), con cubierta (1 ), conectada a una cámara de gasificación (7, 8) mediante un dispositivo de alimentación (3) de combustible sólido (biomasa - carbón mineral); en la parte inferior de dicha tolva (2) se ubica un ventilador de aire primario (6) de velocidad variable que junto con un ducto de alimentación de combustible sólido (5) permiten graduar la producción de gas de síntesis a la demanda del proceso y ajustar las diversas mezclas de la co-gasificación biomasa - carbón mineral. El combustible sólido es alimentado por el dispositivo de alimentación (3) hasta una retorta (4) ubicada al interior de una cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7); la retorta está elaborada en fundición y presenta una serie de perforaciones (13) para distribuir el aire primario que es impulsado por el ventilador de aire primario (6). La operación de gasificación se lleva inicialmente en la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7), primer efecto de gasificación, donde el combustible sólido asciende por un refractario (12) del cenicero, el cual recubre la retorta (4) formando un plano inclinado externo, hacia la superficie del cenicero y luego el gas de síntesis producido entra a una cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8); dichas cámaras forman una sola cámara de combustión. Combustible sólido con una granulometría inferior a 1 mm, se inyecta a través de unas toberas de inyección (9) radiales dispuestas en la tapa (10) de la cámara superior de gasificación (8), que en su interior dispone de un ciclón refractario (16) conformado por anillos refractarios donde están alojadas unas aletas radiales que orientan con un ángulo de ataque el material carbonáceo para formar un vortex descendiente que alcanza temperaturas superiores a los 900 °C generándose el segundo efecto de gasificación en contracorriente con el gas de síntesis producido en la cámara inferior de lecho fijo (7). La ceniza formada desciende hasta unas compuertas laterales (14) con manijas (15) y es retirada junto con la ceniza generada en la cámara inferior que avanza sobre el refractario (12) cayendo por gravedad en el plano inclinado que forma el refractario (12) del cenicero. El gas de síntesis separado de la ceniza por el efecto ciclónico es retirado por un ducto de salida (11 ), ubicado en el eje o parte central vertical de la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8). In one embodiment of the invention a gasification system is provided, which is composed of a feed hopper (2), with cover (1), connected to a gasification chamber (7, 8) by means of a feeding device (3). ) of solid fuel (biomass - mineral coal); in the lower part of said hopper (2) there is located a primary air fan (6) of variable speed that together with a solid fuel feed duct (5) allow to graduate the production of synthesis gas to the demand of the process and adjust the various mixtures of co-gasification biomass - mineral coal. The solid fuel is fed by the feeding device (3) to a retort (4) located inside a lower gasification chamber of fixed bed (7); the retort is made of cast iron and has a series of perforations (13) to distribute the primary air that is driven by the primary air fan (6). The gasification operation is initially carried in the lower gasification chamber of fixed bed (7), first gasification effect, where the solid fuel rises through a refractory (12) of the ashtray, which covers the retort (4) forming a plane external inclined, towards the surface of the ashtray and then the synthesis gas produced enters an upper fluidized bed gasification chamber (8); said chambers form a single combustion chamber. Solid fuel with a granulometry of less than 1 mm, is injected through radial injection nozzles (9) arranged in the lid (10) of the upper gasification chamber (8), which has a refractory cyclone inside ( 16) conformed by refractory rings where radial fins are housed that orient with an angle of attack the carbonaceous material to form a descending vortex that reaches temperatures higher than 900 ° C, generating the second effect of gasification in countercurrent with the synthesis gas produced in the lower fixed bed chamber (7). The formed ash descends to side gates (14) with handles (15) and is removed together with the ash generated in the lower chamber that advances on the refractory (12) falling by gravity in the inclined plane that forms the refractory (12) of the ashtray. The synthesis gas separated from the ash by the cyclonic effect is removed by an outlet duct (11), located on the axis or vertical central part of the upper fluidized bed gasification chamber (8).
En otra modalidad de la invención se proporciona un proceso de gasificación de material carbonáceo (mezcla de biomasa y carbón mineral), el cual comprende las siguientes etapas: In another embodiment of the invention a gasification process of carbonaceous material (mixture of biomass and mineral coal) is provided, which comprises the following steps:
(a) cargar en una tolva (2) un material carbonáceo (mezcla de biomasa y carbón mineral) con proporciones volumétricas que varían desde un 10 % - 90 % hasta un 90 % - 10 %, donde la granulometría del material carbonáceo está entre 10 mm a 100 mm de tamaño de partícula; (a) loading into a hopper (2) a carbonaceous material (mixture of biomass and mineral coal) with volumetric proportions ranging from 10% -90% to 90% -10%, where the granulometry of the carbonaceous material is between 10% and 90% -10%, mm to 100 mm particle size;
(b) alimentar dicho material carbonáceo en una cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7), esto se hace a través de un dispositivo de alimentación (3) de combustible sólido (material carbonáceo) graduado mediante un motor de velocidad variable que va desde las 10 r.p.m. hasta las 1600 r.p.m. con un sistema reductor de velocidad para alto torque, (b) feeding said carbonaceous material in a lower gasification chamber of fixed bed (7), this is done through a feeding device (3) of solid fuel (carbonaceous material) graduated by a variable speed motor that goes from 10 rpm until 1600 r.p.m. with a speed reducer system for high torque,
(c) alimentar aire comprimido mediante un ventilador (6), el cual cuenta con un sistema de velocidad variable, hasta una retorta (4) ubicada al interior de la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7); (c) feeding compressed air by means of a fan (6), which has a variable speed system, to a retort (4) located inside the lower gasification chamber of a fixed bed (7);
(d) realizar un primer efecto de gasificación en la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7), este se da cuando el combustible sólido hace ignición en la parte baja de la retorta (4) alcanzando una temperatura superior a los 900 °C y se forma una columna de combustible que aflora sobre un refractario (12) obteniéndose la gasificación en la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7), se ajusta la relación estequiométrica por debajo de un 80% del aire requerido regulando la velocidad del dispositivo de alimentación (3) de combustible sólido y el ventilador de aire (6) primario; (d) perform a first gasification effect in the lower gasification chamber of fixed bed (7), this occurs when the solid fuel ignites in the lower part of the retort (4) reaching a temperature above 900 ° C and a fuel column is formed that emerges on a refractory (12) obtaining the gasification in the lower gasification chamber of fixed bed (7), the stoichiometric ratio is adjusted below 80% of the required air regulating the speed of the supply device (3) of solid fuel and the primary air fan (6);
(e) realizar un segundo efecto de gasificación en una cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8); de forma simultánea a la operación de la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7), se pone en funcionamiento la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8), en donde el combustible sólido con una granulometría inferior a 1 mm, se inyecta a través de unas toberas (9) radiales dispuestas en la tapa (10) de la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8). El combustible pulverizado ingresa a la cámara superior (8), que en su interior dispone de un ciclón refractario (16) conformado por anillos refractarios donde están alojadas las aletas radiales que orientan con un ángulo de ataque el material carbonáceo para formar un vortex descendente del combustible que alcanza temperaturas superiores a los 900 °C obteniéndose la gasificación en contracorriente al contacto con el gas de síntesis producido en la cámara inferior de lecho fijo (7). El vortex generado en el ciclón refractario (16) impulsa las partículas a más de 5 m/s generando un efecto de separación entre el gas y las cenizas generadas en las dos cámaras de gasificación, superior (8) e inferior (7); (e) performing a second gassing effect in an upper fluidized bed gasification chamber (8); Simultaneously with the operation of the lower fixed bed gasification chamber (7), the upper fluidized bed gasification chamber (8) is put into operation, in which the solid fuel with a granulometry of less than 1 mm is injected through radial nozzles (9) arranged in the lid (10) of the upper fluidized bed gasification chamber (8). The pulverized fuel enters the upper chamber (8), which inside has a refractory cyclone (16) formed by refractory rings where the radial fins are located, which angle the carbonaceous material to form a descending vortex of the fuel that reaches temperatures above 900 ° C, obtaining gasification in countercurrent on contact with the synthesis gas produced in the lower fixed bed chamber (7). The vortex generated in the refractory cyclone (16) impels the particles to more than 5 m / s, generating a separation effect between the gas and the ashes generated in the two gasification chambers, upper (8) and lower (7);
(f) retirar la ceniza generada en los dos efectos de gasificación; la ceniza avanza sobre el refractario (12) cayendo en el plano inclinado externo de este y desciende por gravedad hasta las compuertas laterales (14) por donde es retirada. (f) remove the ash generated in the two effects of gasification; the ash advances on the refractory (12) falling on the external inclined plane of this and descends by gravity to the side gates (14) where it is removed.
El gas de síntesis separado de la ceniza por el efecto ciclónico es retirado por un ducto de salida (11 ). El gas de síntesis sale por el ducto (11 ) a una temperatura superior a los 500 °C. The synthesis gas separated from the ash by the cyclonic effect is removed by an exit duct (11). The synthesis gas exits through the duct (11) at a temperature higher than 500 ° C.
El dispositivo de alimentación (3) puede ser un tornillo sinfín o cualquier otro mecanismo que permita el adecuado transporte de material particulado. En otra modalidad de la invención, se puede inyectar, por las toberas (9), vapor de agua, saturado y sobrecalentado, hasta un 30% en volumen del combustible alimentado en la cámara de gasificación superior (8) para aumentar el % de H2 generado y regular la temperatura de las cámaras ante sobrecalentamientos. El vapor se genera por serpentines localizados en la pared interior de la cámara de gasificación superior (8) en forma de chaqueta, aprovechando el calor residual que se transfiere a través de las paredes de la cámara de combustión. Tanto el combustible pulverizado como el vapor saturado o sobrecalentado requieren inyectarlo por las toberas (9) mediante un flujo forzado que se logra con presiones superiores a los 150 psi. The feeding device (3) can be a worm or any other mechanism that allows the proper transport of particulate material. In another embodiment of the invention, it is possible to inject, through the nozzles (9), saturated and superheated steam, up to 30% by volume of the fuel fed into the upper gasification chamber (8) to increase the% H 2 generated and regulate the temperature of the cameras before overheating. The steam is generated by coils located in the inner wall of the upper gasification chamber (8) in the form of a jacket, taking advantage of the residual heat that is transferred through the walls of the combustion chamber. Both the pulverized fuel and the saturated or superheated steam require injecting it through the nozzles (9) through a forced flow that is achieved with pressures higher than 150 psi.
La capacidad de gasificación de la cámara inferior de lecho fijo (7) puede ir desde los 10 kg/h hasta los 1.000 kg/h para hornos pequeños, y desde 1.000 kg/h a 10.000 kg/h para hornos de tamaño intermedio. The gasification capacity of the lower fixed-bed chamber (7) can range from 10 kg / h to 1,000 kg / h for small ovens, and from 1,000 kg / h to 10,000 kg / h for medium-sized ovens.
El gas de síntesis obtenido se logra mediante mezclas de combustible biomasa - carbón mineral, combustibles que también pueden ser sustituidos por material carbonáceo proveniente de residuos de procesos agrícolas, pecuarios, industriales, comerciales y residenciales, plantas de tratamientos de aguas residuales (PTAR), y rellenos sanitarios, entre otros. Synthesis gas obtained is obtained by mixing biomass fuel - coal, fuels that can also be substituted by carbonaceous material from agricultural, livestock, industrial, commercial and residential residues, wastewater treatment plants (WWTP), and landfills, among others.
La composición típica del gas de síntesis obtenido es: The typical composition of the synthesis gas obtained is:
- C02= 0 % a 10 %; - C0 2 = 0% to 10%;
- CO = 0 % a 20 %;  - CO = 0% to 20%;
- CH4 = 0 % a 10 %; - CH 4 = 0% to 10%;
- H2 = 0 % a 20 %; y - H 2 = 0% to 20%; Y
- otros gases = 40 % - 80 %.  - other gases = 40% - 80%.
- Ejemplo del uso del gasificador ciclónico de flujo forzado sustituyendo quemadores de carbón pulverizado en un horno túnel para la cocción de ladrillo Se realizaron dos corridas, de acuerdo al procedimiento planteado, donde se demuestra la eficiencia de la invención. En la siguiente tabla se presenta el perfil de temperatura (°C) y en la figura 6 se presenta la gráfica de dichas corridas. - Example of the use of forced flow cyclone gasifier replacing pulverized coal burners in a tunnel kiln for brick cooking Two runs were carried out, according to the procedure proposed, where the efficiency of the invention is demonstrated. In the following table the temperature profile (° C) is presented and in figure 6 the graph of said runs is presented.
Tabla 1. Perfiles de Temperatura Table 1. Temperature Profiles
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En las tablas 2 y 3 se presentan los balances estequiométricos y energía de las corridas presentadas: Tabla 2. Balances estioquiométricos y de Energía Tables 2 and 3 show the stoichiometric balances and energy of the presented runs: Table 2. Stoichiometric and Energy Balances
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Tabla 3. Cálculos del sistema de gasificación Table 3. Gasification system calculations
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Como ventajas de la invención se tienen: As advantages of the invention are:
- Debido al sistema de gasificación simultáneo de doble cámara fija en co corriente y fluidizado en contracorriente logra combinar mezclas de combustible fósil y de biomasa reduciendo la emisión de gases de efecto invernadero, y manteniendo una relación competitiva de costos por unidad térmica. - Versatilidad para adaptarse a varios tipos de combustible en origen, forma y tamaño. Este sistema hace que se pueda alimentar el gasificador de forma flexible a partir de la disponibilidad de materiales, logrando un diseño ajustado a la oferta de material carbonáceo. - Due to the system of simultaneous gasification of double fixed chamber in co-current and fluidized in counter-current, it manages to combine mixtures of fossil fuel and biomass reducing the emission of greenhouse gases, and maintaining a competitive cost relation per thermal unit. - Versatility to adapt to various types of fuel in origin, shape and size. This system makes it possible to feed the gasifier flexibly from the availability of materials, achieving a design adjusted to the offer of carbonaceous material.
- El sistema de gasificación integrado al ciclón refractario de alta temperatura permite, al tiempo, gasificar y separar las cenizas logrando la pre-limpieza del gas de síntesis en la misma cámara, sin requerir de un tren de depuración de gases independiente, aumentando el índice de gasificación y por consiguiente la eficiencia energética del sistema, por esta razón se puede obtener más gas a partir de la misma materia prima, que en un gasificador convencional. - The gasification system integrated to the high temperature refractory cyclone allows, at the same time, to gasify and separate the ashes achieving the pre-cleaning of the synthesis gas in the same chamber, without requiring an independent gas cleaning train, increasing the index of gasification and therefore the energy efficiency of the system, for this reason more gas can be obtained from the same raw material, than in a conventional gasifier.
- Este sistema de doble efecto garantiza mayores índices de gasificación en un menor espacio y con una mayor concentración de temperatura y bajas pérdidas energéticas para una alta eficiencia del proceso. - This double effect system guarantees higher gasification rates in a smaller space and with a higher concentration of temperature and low energy losses for a high efficiency of the process.
- Tamaño compacto en comparación con los sistemas tradicionales, hasta un 70% de reducción en volumen de cámaras de gasificación. Ahorro en materiales y espacio. - Compact size compared to traditional systems, up to 70% reduction in volume of gasification chambers. Savings in materials and space.
- El poder calorífico del combustible se mantiene estable. La manipulación del gas se facilita en usos como hornos ladrilleros, hornos de palanquilla y sistemas donde se puede llevar a través de tuberías. El gas de síntesis generado puede sustituir al gas natural en aplicaciones similares a menor costo. - The calorific value of the fuel remains stable. The manipulation of gas is facilitated in uses such as brick kilns, billet furnaces and systems where it can be carried through pipes. The synthesis gas generated can replace natural gas in similar applications at lower cost.
- El flujo forzado de combustible sólido que ingresa a la cámara de gasificación, que admite hasta un 30% de vapor de agua (saturado y/o sobrecalentado), reduce el tiempo de gasificación, por lo tanto, el tiempo de retención de partículas en el interior del sistema, generando una mayor productividad de gas. Las altas y estables temperaturas permiten una mayor proporción de inyección de vapor, aumentando la producción de hte y CH4, logrando un gas con mayor poder calorífico. Las descripciones anteriores, de elementos y realizaciones específicas de la presente invención se han presentado con fines de ilustración y descripción. Estas no pretenden ser exhaustivas o limitar la invención a las formas precisas descritas. Las modificaciones y variaciones son posibles a la luz de las enseñanzas anteriores. Las realizaciones se describieron con el fin de explicar mejor los principios de la invención y su aplicación práctica, para permitir a otros expertos en la técnica utilizar mejor la invención y variar las realizaciones con modificaciones que sean adecuadas al uso particular contemplado. - The forced flow of solid fuel that enters the gasification chamber, which admits up to 30% of steam (saturated and / or overheated), reduces the gasification time, therefore, the retention time of particles in the interior of the system, generating greater gas productivity. The high and stable temperatures allow a greater proportion of steam injection, increasing the production of the et and CH 4 , achieving a gas with higher calorific value. The above descriptions of specific elements and embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration and description. These are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms described. Modifications and variations are possible in light of the previous teachings. The embodiments were described in order to better explain the principles of the invention and their practical application, to enable other experts in the art to better utilize the invention and vary the embodiments with modifications that are suitable for the particular use contemplated.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral caracterizado porque comprende: 1. A gasification system of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal characterized because it comprises:
- una tolva de alimentación (2);  - a feed hopper (2);
- un dispositivo tornillo sinfín de alimentación (3) de combustible sólido (biomasa - carbón mineral);  - a screw fuel feeding device (3) of solid fuel (biomass - coal);
- una cámara de gasificación (7, 8) conectada a la tolva de alimentación (2) mediante un dispositivo de alimentación (3) del combustible sólido;  - a gasification chamber (7, 8) connected to the feed hopper (2) by means of a feeding device (3) of the solid fuel;
- un ventilador de aire primario (6) ubicado en la parte inferior de la tolva de alimentación (2);  - a primary air fan (6) located in the lower part of the feed hopper (2);
- un ducto de alimentación de combustible sólido (5);  - a solid fuel feed duct (5);
- una retorta (4) elaborada en fundición ubicada al interior de una cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7) con una serie de perforaciones (13);  - a retort (4) made in cast iron located inside a lower gasification chamber of fixed bed (7) with a series of perforations (13);
- un refractario (12) del cenicero, el cual recubre la retorta (4);  - a refractory (12) of the ashtray, which covers the retort (4);
- una cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7);  - a lower fixed bed gasification chamber (7);
- una cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8), ubicada sobre la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7);  - an upper fluidized bed gasification chamber (8), located on the lower fixed bed gasification chamber (7);
- unas toberas de inyección (9) radiales dispuestas en la tapa (10) de la cámara superior de gasificación (8);  - radial injection nozzles (9) arranged in the lid (10) of the upper gasification chamber (8);
- un ciclón refractario con aletas (16), ubicado al interior de la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8);  - a refractory cyclone with fins (16), located inside the upper fluidized bed gasification chamber (8);
- unas compuertas laterales (14) con manijas (15), ubicadas en la parte inferior de la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7); y  - side gates (14) with handles (15), located in the lower part of the lower fixed gasification chamber (7); Y
- un ducto de salida (1 1 ) del gas de síntesis.  - an exit pipe (1 1) of synthesis gas.
donde la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7) y la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8) son una sola cámara de gasificación. where the lower fixed bed gasification chamber (7) and the upper fluidized bed gasification chamber (8) are a single gasification chamber.
2. El sistema de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral de la reivindicación 1 caracterizado porque el refractario (12) del cenicero es un plano inclinado externo. 2. The gasification system of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal of claim 1 characterized in that the refractory (12) of the ashtray is an external inclined plane.
3. El sistema de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral de la reivindicación 1 caracterizado porque el ducto de salida (1 1 ) del gas de síntesis está ubicado en el eje o parte central vertical de la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8). 3. The gasification system of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal of claim 1, characterized in that the outlet duct (11) of the synthesis gas is located in the axis or vertical central part of the upper chamber of gasification of the bed fluidized (8).
4. Un proceso de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral caracterizado porque comprende las siguientes etapas: 4. A gasification process of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal, characterized in that it comprises the following stages:
(a) cargar en una tolva (2) con el material carbonáceo (mezcla de biomasa y carbón mineral);  (a) loading into a hopper (2) with the carbonaceous material (mixture of biomass and mineral coal);
(b) alimentar dicho material carbonáceo en una cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7);  (b) feeding said carbonaceous material into a lower fixed bed gasification chamber (7);
(c) alimentar aire comprimido mediante un ventilador de aire (6) hasta una retorta (4) ubicada al interior de la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7);  (c) feeding compressed air by means of an air fan (6) to a retort (4) located inside the lower gasification chamber of fixed bed (7);
(d) realizar un primer efecto de gasificación en la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7);  (d) performing a first gassing effect in the lower fixed bed gasification chamber (7);
(e) realizar un segundo efecto de gasificación en una cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8);  (e) performing a second gassing effect in an upper fluidized bed gasification chamber (8);
(f) retirar la ceniza generada en los dos efectos de gasificación. donde la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7) y la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8) son una sola cámara de gasificación.  (f) remove the ash generated in the two effects of gasification. where the lower fixed bed gasification chamber (7) and the upper fluidized bed gasification chamber (8) are a single gasification chamber.
5. El proceso de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral de la reivindicación 4 caracterizado porque el material carbonáceo se carga en proporciones volumétricas que varían desde un 10 % - 90 % hasta un 90 % - 10 %, donde la granulometría de este material carbonáceo está entre 10 mm a 100 mm de tamaño de partícula. 5. The gasification process of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal of claim 4, characterized in that the carbonaceous material is loaded in volumetric proportions ranging from 10% -90% to 90% -10%, where the granulometry of This carbonaceous material is between 10 mm to 100 mm in particle size.
6. El proceso de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral de la reivindicación 4 caracterizado porque alimentar el material carbonáceo en la cámara de gasificación inferior de lecho fijo (7) se hace a través de un dispositivo de alimentación (3) de combustible sólido (material carbonáceo) tipo tornillo sinfín. 6. The gasification process of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal of claim 4, characterized in that it feeds the material carbonaceous in the lower gasification chamber of fixed bed (7) is made through a feeding device (3) of solid fuel (carbonaceous material) type auger.
7. El proceso de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral de la reivindicación 4 caracterizado porque el primer efecto de gasificación se realiza cuando el combustible sólido (material carbonáceo) hace ignición en la parte baja de la retorta (4) de perforaciones (13) alcanzando una temperatura superior a los 900 °C formando una columna de combustible que aflora sobre un refractario (12); la relación estequiométrica se ajusta por debajo de un 80% del aire requerido regulando la velocidad del dispositivo de alimentación (3) de combustible sólido y el ventilador de aire (6) primario. 7. The gasification process of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal of claim 4 characterized in that the first effect of gasification is made when the solid fuel (carbonaceous material) ignites in the lower part of the retort (4) of perforations (13) reaching a temperature higher than 900 ° C forming a fuel column that emerges on a refractory (12); the stoichiometric ratio is adjusted below 80% of the air required by regulating the speed of the solid fuel feed device (3) and the primary air fan (6).
8. El proceso de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral de la reivindicación 4 caracterizado porque el segundo efecto de gasificación en la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8) se realiza inyectando combustible sólido con una granulometría inferior a 1 mm a través de unas toberas (9) radiales dispuestas en la tapa (10) de la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8); al interior de la cámara superior (8) se dispone de un ciclón refractario (16) conformado por anillos refractarios donde están alojadas unas aletas radiales que orientan con un ángulo de ataque el material carbonáceo formando un vortex descendente del combustible y al contacto en contracorriente con el gas de síntesis producido en la cámara inferior de lecho fijo (7) producen un gas de síntesis, el cual es retirado por un ducto de salida (1 1 ). 8. The gasification process of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal of claim 4 characterized in that the second effect of gasification in the upper fluidized bed gasification chamber (8) is made by injecting solid fuel with a granulometry less than 1 mm through radial nozzles (9) arranged in the lid (10) of the upper fluidized bed gasification chamber (8); inside the upper chamber (8) there is a refractory cyclone (16) formed by refractory rings where radial fins are housed that orient the carbonaceous material with an angle of attack forming a descending vortex of the fuel and in countercurrent contact with the synthesis gas produced in the lower fixed-bed chamber (7) produces a synthesis gas, which is withdrawn through an exit duct (11).
9. El proceso de gasificación de material carbonáceo mezcla de biomasa y carbón mineral de la reivindicación 4 caracterizado porque a través de las toberas (9) radiales dispuestas en la tapa (10) de la cámara superior de gasificación de lecho fluidizado (8) se inyecta vapor de agua, saturado y sobrecalentado, hasta un 30% en volumen del combustible alimentado en la cámara de gasificación superior (8). 9. The gasification process of carbonaceous material mixture of biomass and mineral coal of claim 4 characterized in that through the radial nozzles (9) arranged in the lid (10) of the upper fluidized bed gasification chamber (8) is it injects water vapor, saturated and superheated, up to 30% by volume of the fuel fed into the upper gasification chamber (8).
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