CN118703232A - 用于固态燃料逆流气化器的阶梯式炉篦 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于固态燃料的热化学转化的设备，包括具有多排炉篦元件的阶梯式炉篦。在所述阶梯式炉篦的上端部上方的区域中布置有具有基本上竖直布置的气化器管的逆流气化器，所述气化器管形成气化器室。设备在下端部的区域中具有用于运出灰的机构并且在阶梯式炉篦下方的区域中布置有用于供应气态氧化介质的机构。阶梯式炉篦具有多排可运动和不可运动的炉篦元件和两个炉篦区段，炉篦区段大致A形并且特别优选对称地以及在其上端部的区域中布置在气化器室下方的中间区域中。炉篦区段在其上端部处具有最上排的可运动的炉篦元件并且在中间区域中在其上方布置有不可运动的山形墙。

Description

用于固态燃料逆流气化器的阶梯式炉篦

技术领域

本发明涉及一种用于固态生物质燃料或其他固态燃料的热化学转化的设备，所述设备包括具有多排炉篦元件的阶梯式炉篦，其中，在阶梯式炉篦的上端部的区域中布置有具有基本上竖直布置的气化器室的逆流气化器，其中，所述设备在下端部的区域中具有除灰部，并且其中，在所述阶梯式炉篦下方的区域中布置有用于供应气态氧化介质的机构。

背景技术

在这种气化设备中，借助于气化介质或氧化介质(例如空气)将生物质、尤其木材或其他固态燃料转化成可燃烧的产物气体(燃料气体)。通过气化，固态燃料可以被转化成气态的次级燃料，该次级燃料可以必要时在相应的气体清洁之后在不同的使用可选方案中例如作为燃气发动机、燃气轮机或燃料电池中的燃料(例如用于发电或作为动力剂和推进剂)或为了用作用于化学合成的合成气体可以被更有效地使用。可燃烧的产物气体也可以在产物气体燃烧器中燃烧。

本发明尤其包括具有炉篦元件的阶梯式炉篦，该阶梯式炉篦布置在逆流气化器下方。逆流气化器包括包含燃料床的井状反应器，燃料借助燃料供应部从上面供应到该反应器中，并且气化介质从下面通过阶梯式炉篦供应到该反应器中。燃料床支撑在炉篦上并且通过重力和通过炉篦运动而向下运输。阶梯式炉篦还与用于移除固态燃烧残渣(灰)的机构耦联。除了支撑燃料床和运输燃料以及不可热分解的灰之外，炉篦也负责气化介质在气化器横截面上的均匀分布。

由于燃料和气体流的相反运动方向，在反应器内构造了明确界定的反应区，在所述反应区中首先进行相应的子过程。在图2a中示意呈现的逆流气化器中，在井状反应器的燃料床101中构造有特征性的区轮廓。关于该轮廓的温度变化曲线在图2b中呈现。在供应燃料108的最上面的床区域中存在干燥区102，其下方是热解区103，其下方是气化区(也称为还原区)104，并且在炉篦105上方的是煤燃烧区(也称为氧化区)106。在反应器的下端部处构造的氧化区106中(在那里气化剂(氧化介质，例如空气)107从下方吹入)发生煤的氧化反应。煤为燃料的干燥、加热和气化提供必要的热量。气体如以箭头109表示的那样在区102上方被向上拉出并且灰如以箭头110表示的那样优选地向下输出。这种典型的轮廓通过气体和燃料以逆流引导来实现。床高度可以通过相应的高度测量(燃料供应部对该高度测量做出反应)来保持稳定。气化器或井状反应器被实施成良好隔绝的，以便使热损失最小化。在炉篦区域中，通过供应氧化介质实现煤向灰的转化，所述灰在炉篦端部处运走。

因此在逆流气化器中可以实现煤的非常良好的燃尽。燃料实际上完全转化成可燃烧的气体，该气体在燃料床的上端部处逸出。

与同向流气化器相比，逆流气化器的特征在于明显更高的燃料灵活性(尤其关于粒度和含水量)、可实现的完全的灰燃尽、较高的冷气利用度以及更好的可扩展性。逆流气化器通常在几kW至约10MW燃料热功率的功率范围中使用。

通过适当地控制或选择氧化介质，可以检查在热的煤燃烧区中出现的温度并且由此防止灰熔化或灰烧结。

发明内容

本发明的任务是提供一种设备，通过该设备可以可靠地并且在连续的方法中无功率波动地、以高效率以及以炉篦灰的高燃尽质量热化学转化不同类型和质量的燃料，然而尤其是木材、木材残留物、包含木材的材料以及其他的固态生物残留物。

根据本发明，这利用具有权利要求1的特征的设备来实现。

本发明的另外的任务是通过供应氧化介质(例如由空气和再循环烟气构成的混合物或由空气和水蒸汽构成的混合物)控制在炉篦区域中的炽热床温度，从而根据所使用的燃料避免在炉篦上的灰烧结或灰熔化。

在本发明中使用具有多排可运动和不可运动的炉篦元件的阶梯式炉篦，该阶梯式炉篦具有两个炉篦区段，这两个炉篦区段基本上呈A形并且特别优选地对称地在其上端部的区域中布置在气化器室下方的中间区域中。炉篦区段在其上端部处具有最上排的可运动的炉篦元件并且在中间区域中在其上方布置有不可运动的山形墙。此外，该设备在炉篦区段的下端部的区域中具有除灰部并且在阶梯式炉篦的下方的区域中具有用于供应气态氧化介质的机构。

通过在阶梯式炉篦的上端部处的不可运动的山形墙和位于其下方的最上排的可运动的炉篦元件，使得待转化的燃料能够非常均匀且对称地分布到两个炉篦区段上，这有助于非常均匀的工艺过程。

此外，通过从阶梯式炉篦的下方通过炉篦区段向上供应气态氧化介质和附加地通过选择和配量氧化介质，可以非常精确地控制炽热床的温度，以避免在炉篦上的灰烧结或灰熔化。

在本发明的优选的改进方案中，除灰部基本上是气密的。除灰部的良好的密封性对于设备的运行安全性和可调节性是重要的。

在根据本发明的设备中，在连续运行中出现燃料的稳定的分层，该分层不混合。在实际的炽热床的下方形成具有不可热分解的灰组分的微薄的层，该灰组分接下来简称为灰。通过经由合适的驱动器的阶梯式炉篦的运动，燃料或者说煤分别在朝向下炉篦端部的方向上运输，其中，同时结束燃料或者说煤的转化并且最后通过处于炉篦端部处的排出开口排出剩余的灰。低的灰量也可以通过炉篦(炉篦开口)落下，因此优选地还将灰从炉篦下方的区域去除。

已经发现有利的是，将炉篦的炉篦中心的最上面元件实施成用于将燃料分开以用于向左和向右的进一步运输的一种山形墙。山形墙形成一种的分配楔和挡楔，其借助于最上面的炉篦元件向下支持燃料或者说煤的运输。由于由最上排的可运动的炉篦元件形成的最上面的炉篦层面或炉篦排将燃料交替地朝向两个炉篦区段推动，所以居中布置在最上面的炉篦层面上方的山形墙如障碍物那样起作用，以便实际上能够进一步推动燃料并且不仅仅使燃料往复运动。

即使这种几何形状当然不是强制性的，但在本发明的优选实施方式中，山形墙具有基本上A形的上部件，该上部件优选具有30°至90°、特别优选大约60°的楔角。楔角是有利的，因为该楔角防止灰沉积物的形成。

此外，为了防止山形墙的温度过高，山形墙进一步优选是水冷却的。

所述山形墙优选固定地与炉篦框架连接并且居中布置在由最上排的可运动的炉篦元件形成的最上面的炉篦层面的上方。

优选地，所有不可运动的炉篦元件也与固定式的炉篦框架连接。

在本发明的优选的实施方式中，两个炉篦区段的最上排的彼此对置的炉篦元件互相连接。因此山形墙下方的最上面的炉篦排被实施为一种双元件，该双元件借助于作为挡楔的山形墙将燃料分配到左边的和右边的炉篦侧上。

在本发明的优选的改进方案中，双元件的炉篦元件可以通过共同的居中的承载件连接，该承载件也可以连接到可运动的炉篦驱动器以及用于炉篦框架的冷却部上。

在本发明的另外的优选的实施方式中，可运动的炉篦驱动器由炉篦车形成，其行程运动优选是可设定的并且是恒定的。也就是说，行程运动优选在整个炉篦上以均匀的进给速度进行。炉篦的运动可以根据功率进行设定，其中，对于每个功率可以确定被限定的运动和暂停周期。

在本发明的另外的优选的实施方式中，炉篦元件之中的至少一部分炉篦元件、优选所有炉篦元件安装在由冷却介质穿流的管形的保持件上。管形的保持件理想地连接到炉篦框架的冷却部上，如这在本发明中是优选的那样。因此整个阶梯式炉篦可以以简单的方式冷却。

特别优选的是，在一个层面上的所有可运动的炉篦元件通过共同的驱动器、优选地通过炉篦车运动。由此总是只有一侧是推动的，这减慢了床的滑动并且因此尽可能少地干扰气化器床。

阶梯式炉篦由多排炉篦元件组成，其中，优选地，每隔一个炉篦排连接到可运动的炉篦驱动器、优选炉篦车上并且因此可以运动。因此最上面的炉篦排、从上面数第三炉篦排并且以此类推可运动地实施。

在本发明的另外的优选实施方式中，炉篦区段分别在上部区域中具有较短的炉篦元件并且在下部区域中具有较长的炉篦元件。

在这种情况下的优选的实施方式中本发明的主要优点在于，炉篦由三种不同的炉篦元件构成，即炉篦尖端处的双元件、由较短的炉篦元件形成的所谓的燃耗元件、以及由较长的炉篦元件形成的所谓的燃尽元件。在位于其上方的柱体形的气化器(炉篦中心)的区域中布置有较短的炉篦元件(燃耗元件)并且在炉篦的外部区域中布置有较长的炉篦元件(燃尽元件)以用于煤的燃尽和运走灰。燃尽元件是较长的。因此燃尽元件形成更大的支承面，燃料或者说煤的床可以支撑在该支承面上。通过支承面运走灰。此外，通过较长的炉篦元件，在炉篦的外部区域或者说下部区域上的煤的停留时间延长并且因此确保燃料的更完全燃尽。

如果在炉篦元件之间存在缝隙，则从炉篦的下方供应的氧化介质可以流经这些缝隙。

在此，在本发明的另外优选的实施方式中，缝隙可以通过以下方式形成，即，炉篦元件具有侧壁并且在侧壁中布置凹部，所述凹部分别在炉篦元件的前端部和后端部前面终止，从而相应在两个相邻的炉篦元件之间形成有限长度的缝隙，从所述炉篦的下方供应的氧化介质能够流动通过所述缝隙。

由此形成被限定的流动横截面，其中，然而确保的是，炉篦元件可以在其前端部和后端部处以其侧壁彼此抵靠并且因此确保了在相应的炉篦排中的被限定的位置。

炉篦本身优选由耐热和耐化学的材料(典型的是Cr-Ni钢)实施。

逆流气化器具有下边缘，其中，在本发明的优选的实施方式中，下边缘与炉篦区段的距离被选择成，使得燃料的料堆角从下边缘开始在最下排的炉篦元件处终止或在相应炉篦区段更上方终止。

因此可以防止燃料床的所谓“滑出”，办法是：逆流气化器的下边缘、尤其是其气化器管与炉篦之间的距离小到使得燃料床能够在料堆角内良好地支撑在最下面或者第二或倒数第二排燃尽元件上并且由此可靠地防止颗粒经由炉篦的最下边缘泄漏。也就是说，在气化器管的下边缘和炉篦之间的距离如此实施，使得散料堆的料堆角(通常在35-45°的范围内)通常不超出第一燃尽元件。

在炉篦处形成的灰必须定期地从气化器(反应器)中移除(排出)，因为否则的话该灰将堵塞反应器。燃料的灰含量越高，所需的除灰周期越短。

在已知的解决方案中，当足够量的灰已经积聚在炽热床的下方时，炉篦以一定距离在反应器的下方完全或部分地打开以排出灰。用于排出灰的解决方案因此在于，炉篦具有开口，灰通过所述开口向下导出，其中，开口被设计成，使得所述燃料(煤)在很大程度上被阻拦。但是根据燃料的特性和氧化介质的选择，由于在氧化区中存在的高温度(通常在800℃至1100℃之间)，在炉篦上或者在炉篦附近可能会造成形成灰烧结和炉渣。也就是说，在炽热床中形成稳定的结构，其对于炉篦开口而言过大并且因此在反应器中积聚并且导致更长时间的问题(结块)。例如，US2018/0079978 A1公开了用于平流固定床气化器的旋转圆形炉篦。炉篦具有缝隙形的开口，通过该开口将灰向下导出。每个开口具有在从炉篦的上侧至下侧的方向上锥形扩展的横截面。

在根据本发明优选的实施方式中，在每个炉篦区段的下端部或边缘处分别有在整个炉篦宽度上延伸的灰输送螺杆，通过该灰输送螺杆排出灰。在本发明的另外的优选的改进方案中，这两个螺杆通入到共同的灰收集螺杆中，该灰收集螺杆可以侧向地布置在阶梯式炉篦旁边。在灰收集螺杆的端部处，在螺杆的下方存在推动件(Schieber)，该推动件确保在运行期间的气化器的密封性。

在本发明的当然不强制性的改进方案中，为了保证密封性，推动件可以具有终端位置监控部。推动件优选总是水平地布置并且没有被灰覆盖。当推动件在除灰周期开始时打开时，则灰收集螺杆运动并将灰输送到自由的推动件横截面中。由此确保，推动件不是覆盖有灰(以便在除灰过程之后可以有序地闭合)并且灰收集螺杆由于被选择成短的除灰间隔而保持部分地覆盖有灰。布置在推动件下方的上升螺杆将灰最终输送到灰收集容器中。

在运行中，推动件打开仅持续几秒钟并且例如每三小时进行，其中，精确的间隔例如也与燃料的灰含量有关并且是可选择的。由此在除灰周期中使错误空气输入最小化。

在本发明的另外的优选的实施方式中，下炉篦灰经过横向输送器运走到侧向布置的灰螺杆中。然后横向螺杆可以通入到倾斜螺杆中，该倾斜螺杆将灰继续重新抛投到下炉篦灰推动件上。通过该推动件使下炉篦灰到达灰输送螺杆之中的一个灰输送螺杆上，下炉篦灰从那里被继续运输。下炉篦除灰可以仅在十个正常的除灰周期后激活一次，这是因为在炉篦下方收集到明显更少的灰。

在本发明的又一个另外的优选的实施方式中，用于供应气态氧化介质的机构分别具有用于空气和再循环烟气的接头。氧化介质经由混合管优选地在炉篦的下方居中地供应并且在炉篦的下方从该混合管中流出。因此可以确保处于炉篦上的整个燃料床可靠地供应有氧化介质。

通过受调节地向气化空气添加再循环烟气改变混合物(氧化介质)的氧气分压，由此煤燃耗减慢并且降低在炽热床中出现的温度。因此可以确保限定的炽热床温度。炽热床的温度优选在800℃至1000°C之间。

这种情况的发生是为了控制炽热床的温度并且因此避免灰的烧结或结渣。氧化介质的混合物可以根据燃料成分而变化。再循环烟气的混入的调节优选通过阀、尤其活门和与体积流量对应的被限定的压差来进行。

温度监控例如通过两个热电偶进行，所述热电偶在所述炽热床区域中布置在炉篦的上方。如果在那里超过被限定的温度，那么提高氧化介质中的再循环烟气的量。

附图说明

本发明的另外的特征和优点由以下参照附图对本发明的优选的不限制保护范围的实施例的描述得出。示出：

图1示出本发明的示例性实施方式的截面图，

图2a示出逆流气化器的示意图。

图2b示出关于气化器的各区的温度曲线，

图3示出根据本发明的阶梯式炉篦的侧视图，

图4示出阶梯式炉篦的最上面的区域的截面图，

图5a、图5b和图5c示出本发明连同除灰机构的外部视图，

图6a、图6b和图6c示出在炉篦尖端上的双元件的斜视图、俯视图和侧视图，

图7a、图7b和图7c示出阶梯式炉篦的燃耗元件的斜视图、俯视图以及侧视图，

图8a、图8b和图8c示出阶梯式炉篦的燃尽元件的斜视图、底视图和侧视图，以及

图9a及图9b示出用于供应氧化介质的混合管的侧视图和俯视图。

具体实施方式

在附图中呈现根据本发明的装置的实施方式，但是该装置仅是示例性的并且除了如在权利要求中定义的根据本发明的特征外，在本发明的范围内也可以关于许多部件不同地实施，而这在下面不需要特别提及。

图1示出根据本发明的具有对称的阶梯式炉篦1的设备的下部件的示例性的实施方式的截面图，并且图3示出图1的阶梯式炉篦1的斜视图。

阶梯式炉篦1具有两个炉篦区段1a、1b，所述两个炉篦区段A形地并且对称地布置，并且在所述两个炉篦区段上端部的区域中在中间区域中定位在具有气化器管22的逆流气化器的气化器室的下方。

在阶梯式炉篦1的两个炉篦区段1a、1b汇合的最上面区域中，用于向左和右分开燃料的山形墙2在炉篦中心中实施。所述山形墙2是水冷却的，以便保护其免受过高的温度并且具有A形的上部件2’，所述上部件优选具有30°至90°的楔角α、特别优选大约60°的楔角α，以便防止灰沉积的形成。

图4示出阶梯式炉篦1的最上面区域的截面图。山形墙2与固定式的炉篦框架16固定连接并且居中地布置在通过双炉篦元件3形成的最上面的炉篦层面上方。双炉篦元件3在本发明的所呈现的实施方式中基本上如两个炉篦元件3’一样实施，这两个炉篦元件也在位于下方的炉篦层面中使用，但在其朝向彼此的端部处互相连接。

在所呈现的实施方式中，整个阶梯式炉篦1基本上由三种不同的炉篦元件构成，并且更确切地说是在炉篦尖端或者说上炉篦端部处的双元件3、在优选基本上柱体形的气化器管22下方的作为所谓的燃耗元件的炉篦元件4和在阶梯式炉篦的用于燃尽煤和用于运走灰的下外部区域中的作为所谓的燃尽元件的较长的炉篦元件5。

图6a、图6b和图6c示出构成最上面的炉篦层面的双炉篦元件3的截面图、底视图以及侧视图。

图7a、图7b和图7c示出炉篦元件4的截面图、底视图以及侧视图，该炉篦元件在这里所描述的发明的范围内也被称为燃耗元件。

图8a、图8b和图8c最后示出炉篦元件5的截面图、底视图以及侧视图，该炉篦元件在这里所描述的发明的范围内也被称为燃尽元件。

在最上面的炉篦排中布置在山形墙2下方的双炉篦元件3借助于山形墙2作为挡楔将燃料分配到左炉篦侧和右炉篦侧上。双炉篦元件3具有共同的居中的承载件3”，配属给相应的炉篦区段1a、1b的炉篦元件3’通过所述承载件互相连接。承载件3”通过管形的保持件6与可运动的炉篦驱动器、即所谓的炉篦车7连接。在附图中所呈现的实施方式中，承载件3”呈U形并且从上方插装到保持件6上。与炉篦元件4和5相同，炉篦元件3’具有倒圆的前端部8，通过该前端部，该炉篦元件搁置在相应的位于下方的炉篦元件4、5的表面9上并且滑动。

燃尽元件5比炉篦元件3’和燃耗元件4更长，但在其他方面基本上相同设计。因此燃尽元件5形成比燃耗元件4更大的支承面，从而燃料的床可以更好地支撑在燃尽元件5上并且也更有效地进行灰进给。此外，通过较长的炉篦元件5，在炉篦的外部区域中的煤的停留时间延长并且因此确保煤的完全燃尽。

炉篦元件4和5同样具有U形的承载件10。可运动的炉篦元件4和5从上方插装到炉篦车7的保持件6上。

不可运动的炉篦元件4、5插装到管形的保持件11上，使得在承载件10和管形的保持件11之间存在良好的导热连接。这些管形的保持件11理想地连接到炉篦框架16的冷却部上并且由冷却介质、例如水穿流该保持件。然而单独供应冷却水当然也是可能的。

如在图6、图7和图8中可看出的那样，所有炉篦元件3、4、5具有侧壁12，在所述侧壁上布置有凹部13，其中，在凹部的后端部上，一方面在承载件3”、10的区域中并且另一方面在前端部8的区域中还保持有侧壁12，从而相应在两个相邻的炉篦元件之间形成有限长度的缝隙，从所述炉篦的下方供应的氧化介质能够流动通过所述缝隙。

此外，炉篦元件3、4、5至少在侧向凹部的区域中具有向下渐缩的横截面，在所呈现的实施方式中，该横截面通过窄的接片14布置在形成炉篦元件3、4、5的表面9的板的下方，从而使灰颗粒的下落变得容易。

阶梯式炉篦1的两个炉篦区段1a、1b分别由多个炉篦排构成，其中，仅每隔一个炉篦排被连接到可运动的炉篦车7上并且因此可以运动。最上面的炉篦排可运动地实施，从上面数第三个炉篦排同样如此，并且以此类推。

位于一个可运动层面上的所有炉篦元件3、4、5通过共同的炉篦车7运动。由此始终只有一侧是推动的，这使得床的滑动整体较慢并且因此对气化器床的干扰较小。

逆流气化器具有隔绝的气化器管22，该气化器管可以是柱体形的或多边形的(例如八边形)，并且该气化器管具有下边缘15，该下边缘优选处于从具有较短的燃耗元件4的炉篦排至具有较长的燃尽元件5的炉篦排的过渡区域的上方。在气化器管的下边缘15与炉篦之间的距离的尺寸被确定成，使得燃料床的料堆角(通常在35-45°的范围内)处于燃尽元件的最下排或第二排或倒数第二排的区域中，由此可防止颗粒经由炉篦的最下面的边缘15泄漏。

图5a至图5c示出根据本发明的具有除灰系统的设备的外部视图。在每个炉篦区段1a、1b的下端部上，在最后的炉篦排的下方的左边和右边分别存在一个灰螺杆23，通过该灰螺杆将灰排出，并且该灰螺杆在整个炉篦宽度上延伸。这两个灰螺杆23通入到共同的灰收集螺杆24中，该灰收集螺杆侧向地布置在设备的壳体外部和旁边。在灰收集螺杆24的端部上，在螺杆下方存在灰推动件21，该灰推动件确保在运行期间的设备的密封性。

灰推动件21优选水平地布置并且不被灰覆盖。当灰推动件21在除灰周期开始时打开时，则灰收集螺杆24运动并将灰输送到自由的推动件横截面中。由此确保，灰推动件21不被灰覆盖(以便在除灰过程之后可以有序地闭合)，并且灰收集螺杆24通过相应短地选择的除灰间隔保持不会被灰覆盖。布置在推动件21下方的上升螺杆25将灰最终输送到灰收集容器中。

可穿过炉篦元件3、4、5之间的缝隙并且称为下炉篦灰的灰在本发明的所呈现的实施方式中通过横向输送器17运走到侧向布置的下炉篦灰螺杆18中。然后，下炉篦灰螺杆18通入到下炉篦斜螺杆19，该下炉篦斜螺杆然后将灰重新抛投到下炉篦灰推动件20上。通过该推动件，使下炉篦灰到达沿炉篦布置的各灰螺杆23之中的一个灰螺杆上，该下炉篦灰从那里被进一步运输。下炉篦除灰可以例如仅在10个正常的除灰周期后激活一次，这是因为在炉篦下收集到明显更少的材料。

图9a和图9b示出用作为用于供应气态氧化介质的机构的混合管27的侧视图和俯视图。混合管27具有用于空气的供应管28的接头以及用于再循环烟气的供应管29的接头。氧化介质经由该混合管27居中地在炉篦下方供应并且从该炉篦在阶梯式炉篦1下方流出。氧化介质在此通常由空气和再循环烟气构成的混合物构成。空气与再循环烟气的良好混合在此通过混合管27确保，所述混合管在氧化介质排出到阶梯式炉篦1下方的空间中之前提供再循环烟气到燃烧空气中的非常好的混入。再循环烟气通过较薄的供应管29轴向地流入混合管。空气经由与再循环烟气的供应呈90°错开布置的较宽的供应管28流入混合管27。通过错开90°的流入开口、两个流入开口的直径的选择和流入开口下游的混合路段，出现空气和再循环烟气的非常好的混合。然后混合物经由混合管的向下指向的流出开口30进入阶梯式炉篦1下方的空间中。通过这种良好的混合确保，在炉篦下方不会导致空气或再循环烟气的射束形成，该射束形成会对煤在炉篦上的局部燃耗条件产生不利影响，并且氧化介质良好且均匀地分布在炉篦下方的空间中。

通过受调节地向气化空气添加再循环烟气改变混合物(氧化介质)的氧气分压，由此燃料的燃耗减慢并且降低在炽热床中出现的温度。因此可以确保限定的炽热床温度。炽热床的温度优选在800℃至1000℃之间，以避免灰的烧结或者说结渣。灰可以根据燃料成分而变化。再循环烟气的混入的调节通过阀、尤其活门和与体积流量对应的被限定的压差来进行。

最后，在图1中也可以看出，优选在哪个地点上在靠近炉篦的炽热床区域中进行温度测量。在那里例如可以布置两个热电偶31。如果在这些点处超过临界温度(例如1000℃)，那么可以增加氧化介质中的再循环烟气的份额。

炉篦区域26的外壳实施成隔绝的，以便最小化向外的热损失。优选地，进行多层的隔绝结构(例如耐火混凝土、隔绝混凝土、陶瓷棉、板材护套)。

附图标记列表：

1 阶梯式炉篦

1a 炉篦区段

1b 炉篦区段

2 山形墙

2’ 上部件

3 双炉篦元件

3’ 最上面的炉篦元件

3” 承载件

4 较短的炉篦元件

5 较长的炉篦元件

6 管形的保持件

7 炉篦车

8 前端部

9 表面

10 承载件

11 管形的保持件

12 侧壁

13 凹部

14 接片

15 逆流气化器的边缘

16 具有炉篦框架冷却部的炉篦框架

17 横向输送器

18 下炉篦灰螺杆

19 下炉篦斜螺杆

20 下炉篦灰推动件

21 灰推动件

22 逆流气化器的气化器管连同炉衬

23 灰螺杆

24 灰收集螺杆

25 上升螺杆

26 炉篦区域的外壳

27 混合管

28 用于空气的供应管

29 用于再循环烟气的供应管

30 用于氧化介质的流出开口

31 热电偶

101燃料床

102干燥区

103热解区

104 气化区

105 炉篦

106煤燃烧区，氧化区

107氧化剂供应

108燃料供应

109气体排出

110灰排出

α楔角

Claims (22)

1.一种用于固态燃料的热化学转化的设备，所述设备包括具有多排炉篦元件(3、4、5)的阶梯式炉篦(1)，其中，在所述阶梯式炉篦(1)的上端部上方的区域中布置有逆流气化器，所述逆流气化器具有基本上竖直布置的气化器管(22)，所述气化器管形成气化器室，其中，所述设备在下端部的区域中具有用于运出灰的机构，并且其中，在所述阶梯式炉篦(1)下方的区域中布置有用于供应气态氧化介质的机构(27)，其特征在于，所述阶梯式炉篦(1)具有多排可运动的和不可运动的炉篦元件(3、4、5)，所述阶梯式炉篦(1)具有两个炉篦区段(1a、1b)，所述两个炉篦区段大致A形地并且特别优选对称地布置，并且在所述两个炉篦区段的上端部的区域中布置在所述气化器室下方的中间区域中，所述两个炉篦区段(1a、1b)在所述两个炉篦区段的上端部处具有最上排的可运动的炉篦元件(3)，并且在所述中间区域中在所述最上排的可运动的炉篦元件上方布置有不可运动的山形墙(2)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述两个炉篦区段(1a、1b)的最上排的彼此对置的炉篦元件(3’)互相连接。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述山形墙(2)布置在处于最上排的互相连接的炉篦区段(1a、1b)上方的中间区域中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述山形墙(2)具有A形的上部件(2’)，所述上部件优选具有30°至90°、特别优选60°的楔角(α)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述炉篦区段(1a、1b)分别在上部区域中具有较短的炉篦元件(4)并且在下部区域中具有较长的炉篦元件(5)。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述较短的炉篦元件(4)布置在所述逆流气化器下方的区域中，并且所述较长的炉篦元件(5)布置在不处于所述逆流气化器下方的区域中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，各所述炉篦元件(3、4、5)具有侧壁(12)，并且在所述侧壁(12)中布置有凹部(13)，所述凹部分别终止在所述炉篦元件(3、4、5)的前端部和后端部的前方，使得相应在两个相邻的炉篦元件(3、4、5)之间形成有限长度的缝隙，从所述炉篦的下方供应的氧化介质能够流动通过所述缝隙。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，设有固定式的炉篦框架(16)，所有不可运动的炉篦元件(4、5)和所述山形墙(2)与所述炉篦框架连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，一个层面的所有可运动的炉篦元件(3、4、5)分别通过共同的驱动器、优选通过炉篦车(7)运动。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，各所述炉篦元件之中的至少一部分炉篦元件(4、5)安装在管形的保持件(11)上，所述保持件由冷却介质穿流。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，在可运动的炉篦车上布置有另外的保持件(6)。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述炉篦车(7)的行程运动是可设定的并且优选是恒定的。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，用于供应气态氧化介质的机构(27)相应具有用于空气和再循环烟气的接头。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其特征在于，至少一个热电偶(31)、优选两个热电偶(31)布置在所述阶梯式炉篦(1)上方，其中相应一个热电偶布置在一个炉篦区段(1a、1b)上方，其中，一个热电偶(31)或多个热电偶(31)与控制器件连接，所述控制器件与用于控制再循环烟气向所述机构(27)中的供应的阀连接。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述逆流气化器的气化器管(22)具有下边缘(15)，并且所述下边缘(15)与各所述炉篦区段(1a、1b)的距离被选择成，使得燃料的料堆角从所述下边缘(15)开始在最下排的炉篦元件(5)上或在相应炉篦区段(1a、1b)更上方终止。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其特征在于，在每个炉篦区段(1a、1b)的下端部处有相应一个在整个炉篦宽度上延伸的灰输送螺杆(23)，通过所述灰输送螺杆排出灰。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，两个灰输送螺杆(23)通入到共同的灰收集螺杆(24)中，所述共同的灰收集螺杆侧向布置在所述阶梯式炉篦旁边。

18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，在运行期间密封所述设备的灰推动件(21)位于所述灰收集螺杆(24)的端部处。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的设备，其特征在于，横向输送器(17)布置在所述阶梯式炉篦(1)的下方，下炉篦灰螺杆(18)连接到所述横向输送器上，所述下炉篦灰螺杆(18)通入下炉篦斜螺杆(19)中，所述下炉篦斜螺杆将灰抛投到下炉篦灰推动件(20)上，并且所述下炉篦灰推动件(20)将下炉篦灰输送到沿所述炉篦布置的各所述灰螺杆(23)之中的一个灰螺杆中。

20.根据权利要求18或19所述的设备，其特征在于，布置在所述灰推动件(21)下方的上升螺杆(25)将灰输送到灰容器中。

21.根据权利要求16至20中任一项所述的设备，用于运出灰的机构基本上是气密的。

22.根据权利要求1至21所述的方法，其特征在于，所述炉篦区域(26)的外壳实施成隔绝的。