用于生产用于运行内燃机的合成气体的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于生产用于运行内燃机的合成气体的方法和装置，具体而言，由有机固体燃料生产用于运行内燃机的合成气体的方法，所述固体燃料在热解反应器中在没有氧引入的情况下分解成热解产物，其中，接着将所有热解产物从热解反应器中从下方引入给另外的反应器，其中，将在另外的反应器中所产生的合成气体从另外的反应器中取出作为产物气体并且直接或间接引入给内燃机，并且其中，热解反应器以至少一个用于输送固体燃料的热解蜗杆来运行。

Method and device for producing synthetic gas for operating internal combustion engine

The present invention relates to a production method and device for operating an internal combustion engine, the synthesis gas specifically by organic solid fuel production method for synthesis gas engine operation, the solid fuel in the pyrolysis reactor in the absence of oxygen introduced into heat decomposition solution products, among them, then all the pyrolysis products from pyrolysis the reactor is introduced from the bottom to another reactor, the synthesis gas generated in another reactor from another reactor is selected as the product gas and directly or indirectly introducing to the internal combustion engine, and the pyrolysis reactor for pyrolysis with at least one worm transmission of solid fuel to run.

【技术实现步骤摘要】
用于生产用于运行内燃机的合成气体的方法和装置
本专利技术涉及用于由有机固体燃料生产用于运行内燃机的合成气体的方法和装置，所述固体燃料在热解反应器中在没有氧引入的情况下分解成热解产物，其中，接着所有热解产物从所述热解反应器中从下方引入给另外的反应器，其中，在所述另外的反应器中所产生的合成气体从所述另外的反应器中取出作为产物气体并且直接或间接引入给所述内燃机，并且其中，所述热解反应器以至少一个用于输送所述固体燃料的热解蜗杆来运行。
技术介绍
例如由DE102010012487A1已知这样的方法以及相应的装置。为了能量转变已知的是气化固体燃料。为了运行相应的气化设备，在此所使用的固体燃料、尤其在有机固体燃料的情况下的不同的性质已经被证明为关键的。这例如涉及焦油的形成或由焦油所产生的产物的纯化、所使用的燃料的灰熔化特性、气化过程中灰的产生和特性、杂质（Störstoffe）如H2S、COS、NH3和HCN以及与焦油相关联的灰尘的产生。在热地使用固体燃料时仅须考虑排放物极限值，而在燃气涡轮机中使用所产生的合成气体（例如以用于电流产生）方面的要求显著较高。例如在马达驱动式的使用方面在所产生的合成气体中的高焦油含量可能导致后置的燃气发动机发生损伤。虽然应用生物废料如淤泥已出于环境保护和耐久性的原因而高度地被期望，但是正是在此对于通过气化的应用而言产生特别的挑战。淤泥通常具有高的灰份额以及低的灰熔化温度。因此例如由于灰熔点而通常不可能的是，设置有在固体燃料如淤泥的情况下在所述气化设备中通过高温来对焦油进行二次处理，以便避免在气化期间不期望的残渣形成。在由WO2011/110138A1已知的、用于生产合成气体的方法和所属的装置中使用植物油或柴油用于对焦油的合成气体进行二次纯化。在此描述用于由有机固体燃料生产用于运行内燃机的合成气体的装置，所述固体燃料在热解反应器中在没有氧引入的情况下分解成热解油、热解焦炭和热解气体，其中，接着将所述热解油以及所述热解焦炭引入给流化床反应器（Wirbelschicht-Reaktor），所述流化床反应器借助于以高于所述流化床反应器的流化床的床料的最小松散速度的速度的空气引入来流化，并且其中，在所述流化床反应器中所产生的合成气体从所述流化床反应器中取出作为产物气体并且直接或间接引入给所述内燃机。所述热解气体在使用之前以例如RME来洗涤。然而，这时而导致洗涤剂的皂化，一旦使用富碱燃料的话。此外在现有技术中尝试，已经避免焦油的形成，来代替随后去除焦油。为此例如在DE102007012452A1和DE102010018197A1提出，将热解或热分解前置于本来的气化过程作为预气化。然而在该处描述的过程尤其适用于具有低灰份额以及低灰密度（Aschedichte）的燃料，因为灰尘作为飞灰离开所述反应器。在WO02/004574A1中提出在使用对流固定床热解情况下的方法。包含在热解气体中的焦油为了裂化而被导引通过热焦炭床。在另一步骤中使所述焦炭在流化床中燃烧并且热灰的一部分添加给焦炭床。然而需要水蒸气产生器，由此整个过程变得更复杂并且成本更高。同样，水蒸气与焦油的必要的反应比与空气的反应进行地明显慢以及有时候进行得不完全。在WO2010/015593A2中描述如下过程，在所述过程中，在与水蒸气的异热的第一气化中在流化床中借助于燃烧器将挥发性元素从燃料中除去并且在后置的过程中将来自所述第一过程的焦炭以自热的方式进行气化。来自所述过程的两个气体流被聚集在一起并且共同进一步被处理。虽然在此能够较简单地进行过程控制，然而需要蒸气锅和附加的燃烧器能量，以便将异热的第一过程保持运转。此外，未设置有最初的焦油减少，只要来自所述第一过程的气体不能与空气再反应和/或与焦炭床到达密集的（intensiven）接触。在已经引用的WO2011/110138A1中也提出两阶段过程。燃料在转动管中被热解，然后被分成焦炭和气体并且所述焦炭在流化床中被气化。该过程在技术上难以操作，因为在热的侧上需要进行气体-固体物质分离。在该方法中从所述焦炭获取的合成气体应该接着又与热解气体混合。在此不利的是，必须非常准确地控制压力比。另外的问题由筒或转动管的使用来产生，因为所述筒或转动管根据经验不能承受住高压。也不利的是，在该方法中所使用的排气式通风机仅具有短的预期寿命。由于在所述装置中的负压此外导致空气的输入，由此可能产生不受控制的爆炸区。由DE102010012487A1已知开头所限定的类型的、用于由有机固体燃料生产用于运行内燃机的合成气体的方法和装置，所述固体燃料在热解反应器中在没有氧引入的情况下分解成热解产物，其中，接着将所有热解产物从所述热解反应器中从下方引入给设计为固定床反应器的另外的反应器，其中，将在所述另外的反应器中所产生的合成气体从所述另外的反应器中取出作为产物气体并且直接或间接引入给所述内燃机，并且其中，所述热解反应器以至少一个用于输送所述固体燃料的热解蜗杆来运行。所述固定床反应器包括搅拌装置，所述搅拌装置一方面用于混匀（Durchmischung）处在高温区中的固体物质覆层，以便实现尽可能完全的转换。处于与此相对的是如下流化床反应器，如其例如在上面所讨论的WO2011/110138A1或在WO02/004574A1中所提出的那样。流化床的特性是“理想的搅拌锅”的特性。如DE102010012487A1中所说明的混匀轮对于该目的而言与其说是有帮助的倒不如说是妨碍性的。所提及的特性也导致以下事实，即不能在流化床内部运行显著不同的温度区（例如高温区）。“涡流床（Wirbelbett，有时称为流化床）”一词在DE102010012487A1中用于低灰尘载荷（Staubfracht），所述灰尘载荷与气化空气被吹入到反应器中并且应该以该方式来循环。但因为这涉及二次过程并且质量的主份额如上面所阐述的那样作为固定床而存在，所以根据DE102010012487A1的另外的反应器不是流化床反应器，而是更确切地说是固定床反应器。
技术实现思路
与此相对，本专利技术基于以下任务，即提供开头所限定的类型的装置和方法，在所述方法中（或通过所述方法）能够将固体燃料、尤其有机固体燃料如例如生物废料、尤其淤泥、纸泥、渣滓、皮、粪便、壳或类似物在稳定的过程中特别成本有利地气化成合成气体，从而所述合成气体适合于，马达驱动式地、尤其借助于燃气涡轮机进行使用。该任务以与高效同样令人吃惊地简单的方式以及以毫无困难地可供使用的技术手段通过以下方式来解决，即所述另外的反应器构造为流化床反应器，所述流化床反应器借助于以高于所述流化床反应器的流化床的床料的最小松散速度的速度的空气引入来流化，具有所述固体燃料的固体物质质量的至少20%的灰含量的生物废料作为有机固体燃料引入给所述热解反应器，并且所述有机固体燃料在所述热解反应器中分解成热解油、热解焦炭和热解气体。该任务也通过用于执行所述方法的装置来解决，所述装置的突出之处在于，所述流化床反应器的净内空间的横截面面积从下向上增加、尤其至少部分区段地根据反过来的锥体的类型。也就是说本专利技术提出由有机固体燃料生产合成气体的方法，所述方法实现，具有高灰含量的生物废料以热解蜗杆来输送并且同时进行热解或热分解，其中，接着将所述热解的所有产物、尤本文档来自技高网...

【技术保护点】
由有机固体燃料生产用于运行内燃机（19）的合成气体的方法，所述固体燃料在热解反应器（4）中在没有氧引入的情况下分解成热解产物，其中，接着将所有热解产物从所述热解反应器（4）中从下方引入给另外的反应器，其中，将在所述另外的反应器中所产生的合成气体从所述另外的反应器中取出作为产物气体并且直接或间接引入给所述内燃机（19），并且其中，所述热解反应器（4）以至少一个用于输送所述固体燃料的热解蜗杆（5）来运行，其特征在于，所述另外的反应器构造为流化床反应器（7），所述流化床反应器借助于以高于所述流化床反应器（7）的流化床（9）的床料的最小松散速度的速度的空气引入来流化，具有所述固体燃料的固体物质质量的至少20%的灰含量的生物废料作为有机固体燃料引入给热解反应器（4），并且所述有机固体燃料在所述热解反应器（4）中分解成热解油、热解焦炭和热解气体。

【技术特征摘要】
2016.03.04 DE 102016103924.11.由有机固体燃料生产用于运行内燃机（19）的合成气体的方法，所述固体燃料在热解反应器（4）中在没有氧引入的情况下分解成热解产物，其中，接着将所有热解产物从所述热解反应器（4）中从下方引入给另外的反应器，其中，将在所述另外的反应器中所产生的合成气体从所述另外的反应器中取出作为产物气体并且直接或间接引入给所述内燃机（19），并且其中，所述热解反应器（4）以至少一个用于输送所述固体燃料的热解蜗杆（5）来运行，其特征在于，所述另外的反应器构造为流化床反应器（7），所述流化床反应器借助于以高于所述流化床反应器（7）的流化床（9）的床料的最小松散速度的速度的空气引入来流化，具有所述固体燃料的固体物质质量的至少20%的灰含量的生物废料作为有机固体燃料引入给热解反应器（4），并且所述有机固体燃料在所述热解反应器（4）中分解成热解油、热解焦炭和热解气体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为有机固体燃料引入给所述热解反应器（4）的生物废料具有80%与98%之间的干固体含量并且尤其包括淤泥和/或纸泥和/或渣滓。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流化床反应器（7）以小于等于960°C的运行温度开动。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从外部加热所述热解蜗杆（5）。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热解蜗杆（5）的加热通过经加温的气体、优选经加温的空气来进行。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，为了加温所述气体而使用来自所述流化床反应器（7）的热产物气体。7.根据权利要求5或6中任一项所述的方法，其特征在于，为了所述气体的进一步温度提高而使用热分解燃烧器（6）。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以从下方或从侧的空气流进行到所述流化床反应器（7）中的空气引入，所述空气流正好足够大，以便将在所述流化床反应器（7）中的涡流和裂化过程保持下去，并且所述空气引入以仅超过为了运行所述流化床反应器（7）所需的最小松散速度5%与20%之间、优选大约10%的速度来运行。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：J朱德克斯，
申请(专利权)人：科普夫合成气有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE