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Technisches Umfeld
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Die
Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Energiegewinnung und des
Apparatebaus und betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Schwachgaserzeugung
aus Energieträgern insbesondere biogenen Materialien, welches
zur Gewinnung von Elektroenergie und Wärme verwendet werden
kann. Mit Hilfe dieser Vorrichtung bzw. des Verfahrens wird durch
unterstöchiometrische Zugabe eines Oxidationsmittels, wie
Luft, Wasserdampf oder reiner Sauerstoff, ein Schwachgas erzeugt,
welches motorisch zur kombinierten Breitstellung von Strom und Wärme eingesetzt
werden kann.
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In „Energie
aus Biomasse" von M. Kaltschmitt (Springer Verlag, 2001) wird
ein Überblick über den Stand der Technik und die
bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur thermischen Nutzung von
Biomasse zur Bereitstellung von Strom und Wärme abgebildet.
Neben klassischen Technologien der Verbrennung und Vergasung werden
auch moderne Technologien mit nachgeschalteter motorischer Nutzung
benannt. Zudem werden die technischen Herausforderungen bei der
thermischen Nutzung von biogenen Energieträgern auf Grund
ihrer spezifischen Eigenschaften abgebildet.
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Im
Festbettvergaser wird der zu vergasende Brennstoff in einer Schüttschicht,
die sich vom Eintragsort bis zum Ascheaustrag hin bewegt, dem Vergasungsmittel
ausgesetzt. Das Brennstoffbett sinkt auf Grund der Schwerkraft und
der kontinuierlichen Zersetzung in den einzelnen Zonen langsam nach unten
ab. In Relation zu der sich nach unten bewegenden Schüttung
wird das Oxidationsmittel im Gleich-, Gegen-, oder Querstrom zugegeben.
Problematisch bei diesen Ausführungen ist vor allem die gleichmäßige
Verteilung des Vergasungsmittels über den Reaktor und die
Empfindlichkeiten hinsichtlich der Brennstoffstückigkeit.
Zu dem werden hierbei nur geringe energetische Wirkungsgrade erzielt.
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Bei
den Wirbelschichtverfahren unterscheidet man in stationäre
und zirkulierende Wirbelschichten. Die Wirbelschicht entsteht, wenn
das Vergasungsmittel mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit
durch den Reaktor strömt und das Bettmaterial und den Brennstoff
aufwirbelt. Die Brennstoffteilchen sind typischer Weise deutlich
kleiner als in Festbettreaktoren. Im Vergleich zu Festbettvergasern werden
in solchen Reaktoren auch keine Temperatur- und Reaktionszonen ausgebildet,
so dass die einzelnen Reaktionen parallel ablaufen. Vorteilhaft
ist hier der intensive Wärmeaustausch zwischen Bettmaterial,
in der Regel Quarzsand, und dem Energieträger. Nachteilig
sind die hohe Partikelbeladung des Gases und die erzeugte Gasqualität
hinsichtlich höherer Kohlenwasserstoffe. Weitere Nachteile
der Wirbelschichtvergasung liegen bei den hohen technischen Aufwendungen
und den geringen Kaltgaswirkungsgraden.
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Zudem
weisen die bekannten Technologien der Vergasung hohe Empfindlichkeiten
bezüglich der Brennstoffart auf. Dabei unterscheiden sich
die Heizwerte biogenen Brennstoffe im wesentlichem nur durch den
Wassergehalt und sind weniger durch die Art der Biomasse beeinflusst
und liegen in einem engen Bereich von 16,4 bis 19,2 MJ/kgTS. Andere
Stoffeigenschaften weisen dagegen erhebliche Unterschiede auf. Aus
Sicht der thermochemischen Prozesse ist dabei besonders auf den
Aschegehalt, Chlor- und Schwefelgehalt und das Ascheschmelzverhalten
zu achten.
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Auf
Grund der hohen Prozesstemperaturen kommt es zu physikalischen Veränderungen
der Asche, so kann es zum Versintern bis hin zum völligen
Schmelzen kommen. Liegt ein niedriger Sinterbeginn vor, kann es
schnell zu Anbackungen im Feuerungsraum kommen, was zu veränderten
Strömungs- und Reaktionsbedingungen und letztlich zur Störungen
des stationären Anla genbetriebes führen kann.
Das Risiko solcher Versinterungen ist vor allem an Stellen hoher
Temperaturen also im Bereich der Sauerstoffzuführung hoch.
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Die
Bestandteile Kalium, Calcium und Magnesium charakterisieren im wesentlichem
dieses Verhalten. So führen hohe Kalium- und Magnesiumgehalte
zu einer Absenkung des Sinterbeginns, während durch die
Zugabe von calciumhaltigen Materialien der Gefahr der Verschlackung
durch Anhebung der kritischen Temperaturen reduziert werden kann. Beim
Einsatz von holzartiger Biomasse ist die Versinterungsgefahr auf
Grund des niedrigen Aschegehaltes und des relativ hohen Sinterbeginn
bei ca. 1200°C gering. Stroh als Reststoff aus der Landwirtschaft
weist dagegen höhere Aschegehalte und einen niedrigeren
Sinterbeginn auf. Problematisch stellen sich vor allem Getreidekörner
als Brennstoff dar, hier können bereits ab 650°C
Versinterungen auftreten.
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Aus
diesem Grund bevorzugen alle bekannten Technologien überwiegend
Holz mit einem Wassergehalt um 20% als Energieträger.
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Offenbarung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die
bekannten Techniken zur Schwachgaserzeugung weisen eine hohe Empfindlichkeit
bezüglich der Brennstoffeigenschaften, insbesondere dem
Wassergehalt, Stückigkeit und Sinterverhalten, auf. Zu
dem treten Probleme bei der Gasqualität in Bezug auf Teer-
und Staubgehalt auf. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Darstellung
einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Schwachgaserzeugung aus
verschiedensten Energieträgern, welches einen stabilen
Betrieb und eine hohe energetische Effizienz sowie eine gute Gasqualität
beim Einsatz verschiedenster Energieträger ermöglicht.
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Technische Lösung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet die Nutzung
des bei der partiellen Oxidation von Energieträgern anfallenden
Koks intern als Wärmeträger zur Wärmerückgewinnung.
Durch diese interne Wärmenutzung kann eine Steigerung des
energetischen Wirkungsgrades und damit eine effektivere Nutzung
von vorhandenen Energieressourcen ermöglicht werden. Die
Erfindung beinhaltet dazu apparative Gestaltungen, um dieses im
Reaktor, in dem der thermochemische Prozess abläuft, zu
realisieren. Des Weiteren beinhaltet die Erfindung eine spezielle apparative
Gestaltung am Gasaustritt des Reaktors zur Verbesserung der erzeugten
Schwachgasqualität. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ermöglicht damit bei der Schwachgaserzeugung
eine bessere Gasqualität.
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Die
Erfindung besteht aus einem Reaktor mit einem Transportsystem und
einem am oberen Ende speziell angeordneten Gasaustritt. In dem Reaktor wird
mit Hilfe einer Transporteinrichtung der Energieträger
in den unteren Bereich hinein transportiert. Über einen
Fallschacht gelangt zusätzlich heißer Koks aus
der Oxidationszone zu dem frischen Material. Bei dem weiteren Transport
erfolgt auf Grund der Durchmischung beider Materialien die Abkühlung des
Koks durch Wärmeabgabe an den neuen Energieträger.
Dieser wird erwärmt, getrocknet und teilweise oder auch
vollständig pyrolysiert. Der Transport des Materials erfolgt
bis zur Mitte des Reaktors. Die Transportvorrichtung reicht über
den gesamten Querschnitt des Reaktors und transportiert von beiden
Reaktorrändern Material zur Mitte hin. Hier ist eine zweite
Transportvorrichtung oder ein Rührelement in einem abgegrenzten
Raum angeordnet. Das Materialgemisch wird in diesem hoch transportiert. Am
oberen Ende erfolgt die Zugabe des Oxidationsmittels und das Material
wird bei hohen Temperaturen thermochemisch umgesetzt und ein Schwachgas wird
erzeugt. Die Transport- oder Rühreinrichtung ermöglicht
in diesem Bereich die ständige mechanische Beräumung
der Zuführungsstellen des Oxidationsmittels, um so Verschlackungen
und Ablagerungen entgegen zu wirken. Das Gas durchströmt
einen darüber befindlichen großen Gasraum. Der
unvollständig umgesetzte Koks gelangt in den trogförmig ausgebildeten
unteren Bereich des Reaktors hin zu den Fallschächten am
Rand des Reaktors. Hier erfolgt auf der einen Seite die Zumischung
zu dem neuen Energieträger und auf der anderen Seite der
partielle Rücktransport wieder hin zur Mitte des Reaktors,
wo er sich mit dem anderen Koks und dem bereits pyrolysierten neuen
Material mischt und ermöglicht damit eine weitere Aufheizung
des neuen Materials. Das gesamte Gemisch wird anschließend
wieder zur Oxidationszone befördert.
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Des
Weiteren beinhaltet die Erfindung eine weitere Transportvorrichtung,
welche den Abtransport von eventuell kokshaltiger Asche aus dem
Reaktor und deren vollständigen Umsatz ermöglicht.
Diese Transportvorrichtung ist in einer höheren Ebene als
die erste Transportvorrichtung angeordnet und ermöglicht
damit eine Regulierung des Füllstandes der Koksschüttung
im Reaktor. Gleichzeitig wird in dieser unter Zugabe von Oxidationsmittel
das Material vollständig thermisch umgesetzt, wobei auch
hier die Transportvorrichtung oder Rührelemente eine ständige
mechanische Beräumung der Austrittsöffnungen des
Oxidationsmittels gewährleisten. Die entstandene Asche
wird im Weitern in einen Behälter abtransportiert und das
entstandene Abgas gelangt über die Transportvorrichtung
in den Reaktor. Die Anordnung der Transportvorrichtung kann waagerecht
oder in einem Winkel von bis zu 45° zur Matellinie des
Reaktors erfolgen.
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Das
bei der partiellen Oxidation der Energieträger erzeugte
Gas durchströmt einen großen heißen Gasraum
und tritt am oberen Ende aus. Um die motorische Nutzbarkeit zu gewährleisten,
ist der Gasaustritt am Reaktor so angeordnet, dass das Gas in einem
Gaswirbel nach oben steigt und durch die zentrifugalen Kräfte
bereits im Reaktor Schmutzpartikel abgetrennt werden.
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Der
Gasaustritt ist dabei tangential, aber nach Innen in den Reaktor
hinein versetzt angeordnet, so dass die Innenkante des Gasaustrittes
sich allseitig von der Reaktorinnenwand abhebt. Das Gas wird dadurch
zu einer Wirbelströmung gezwungen, in der auf Grund der
wirkenden zentrifugalen Kräfte die Partikel zur Reaktorwand
hin befördert werden. Durch den in das Reaktorinnere hineinragenden Gasaustritt,
tritt nicht der mit Partikeln beladene Gasstrom der wandnahen Strömung
sondern ein Gasstrom mit geringerer Partikelbeladung aus dem Reaktor
aus.
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Vorteilhafterweise
ist der Reaktor stehend rohrförmig, mit rundem, ovalem,
quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Im unteren Bereich
erfolgt eine Querschnittsverkleinerung, vorzugsweise kanal-, halbrohr-
oder trogförmig. Hier ist die erste Transportvorrichtung
angeordnet, welche über den gesamten Querschnitt des Reaktors
Material hin zur Mitte befördert. Diese Vorrichtung ist
vorteilhafter Weise ein Schneckenförderer mit einer Neigung
zwischen 0 und 45°.
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Die
Zumischung des frischen Materials zu dem heißen Koks kann
auch über einen Fallschacht von oben in den Reaktor hinein
erfolgen.
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Die
interne Rückführung des Kokses als Wärmeträger
erfolgt aus dem Reaktorraum in die erste Transportschnecke über
eine schachtartige Zuführung, welche mit rundem, ovalem,
quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein kann.
Die erste Transporteinrichtung muss so aufgebaut sein, dass sie
nach der Zumischung des Kokses den Abtransport dieses größeren
Massenstromes im Vergleich zum Brennstoffmassenstrom ermöglicht. Aus
diesem Grund ist es vorteilhaft, diese als Schneckenförderer
auszuführen und am Reaktoreintritt im Querschnitt zu vergrößern.
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Die
erste Transportvorrichtung fördert vorteilhafter Weise
von beiden Seiten hin zur Reaktormitte. Hier ist ein rohrförmiger
Schacht mit der zweiten Transportvorrichtung angeordnet. In diesem
Segment wird das Materialgemisch nach oben befördert. Am
oberen Ende des Schachtes befinden sich die Zuführung des
Oxidationsmittels, wie Luft, Sauerstoff, Wasserdampf oder Gemische
dieser. Die zweite Transportvorrichtung ermöglicht weiterhin
die ständige mechanische Beräumung dieser Öffnungen. Aus
diesem Grund kann die Transportvorrichtung als Schneckenförderer,
aber auch als einfaches Rührelement ausgeführt
werden.
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Weiterhin
ist es von Vorteil die erste Transportvorrichtung als peforierten
Kanal oder Rohr auszuführen. Hiermit wird ermöglicht,
dass Pyrolysegase durch die Koksschüttung in den Gasraum
des Reaktors gelangen und nur der gebundene feste Kohlenstoff in
direkten Kontakt mit dem Oxidationsmittel kommt.
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Diese
erfindungsgemäße interne Rückführung
des heißen Kokses zur Wärmebereitstellung für die
Trocknung und Pyrolyse des frischen Energieträgers kann
auch vorteilhafter Weise über eine schachtartige Zuführung
in eine Transportvorrichtung erfolgen, in der es die notwendige
Wärme für die Trocknungs- und Pyrolyseprozesse
abgibt und über die gesamte Länge des Reaktors
hin zu einer weitern Transportvorrichtung befördert wird.
Diese liegt vorteilhafter Weise über der ersten Transportvorrichtung und
transportiert das Gemisch wieder hin zur Mitte des Reaktors. Dort
wird wie oben beschrieben Oxidationsmittel zugegeben und die Austrittsöffnungen noch
durch das Transportelement mechanisch beräumt. Die beschriebenen
Transportvorrichtungen sind vorteilhafter Weise Schneckenförderer
mit einer Neigung zwischen 0 und 45°.
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Vorteilhafter
Weise wird das Oxidationsmittel regenerativ vorgewärmt
in den Reaktor unter einem im Vergleich zum Reaktor geringen Überdruck
geleitet. Dabei erfolgt die Zuführung über einen
Verteilungsring am Ende der Transportvorrichtung. Über den
Verteilungsring wird das über ein oder mehrere Rohre in
den Reaktor geleitete Oxidationsmittel gleichmäßig
verteilt.
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Das
erzeugte Schwachgas folgt einer nach oben zum Gasaustritt hin gerichteten
Strömung, die sich im Verlauf als Wirbelströmung
ausbildet. Auf Grund der speziellen Anordnung des Gasaustrittes, der
tangential jedoch nach innen in den Reaktor versetzt erfolgt, wird
bereits im Reaktor eine Verbesserung der Gasqualität durch
Abtrennen von Partikeln erreicht. Aus diesem Grund ist die Gasaustrittsöffnung
vorteilhafterweise schlitz-, kanal- oder rohrförmig.
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Alle
Transport- und Rührvorrichtungen des Reaktors sind vorteilhafter
Weise aus hochtemperaturbeständigen Werkstoffen ausgeführt.
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Durch
die Erfindung können Energieträger nahezu vollständig
umgesetzt werden bei einer Reaktorleistung bis vorzugsweise 2 MW.
Auch höhere Leistungen sind nicht grundsätzlich
ausgeschlossen
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Das
erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Resttrocknung
und Pyrolyse der Energieträger im untersten Bereich des
Reaktors mit anschließender Vergasung bei hohen Temperaturen
bis zu 1200°C unter Zugabe eines Oxidationsmittels.
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Durch
die Zumischung von heißem Koks zum frischen organischen
Material und die beim weiteren Transport entstehende intensive Durchmischung
wird Wärmeenergie für die Trocknung und im weiteren
für die pyrolytische Zersetzung bereitgestellt. Dabei wird
in einem Temperaturbereich des frischen Materials bis 200°C
der Wasserdampf ausgetrieben. Anschließend erfolgt die
Pyrolyse des Materials bei Temperaturen bis 700°C. Die
dabei entstehenden Produkte, bestehend aus Pyrolysekoks und den
gasförmigen Bestandteilen, wie Kohlendioxid, Wasserdampf,
Wasserstoff, Kohlenmonoxid sowie kurz- und langkettige Kohlenwasserstoffe
werden weiter mit heißem Koks aus der Oxidationszone vermischt.
Die Vollständigkeit der pyrolytischen Zersetzung kann in
Abhängigkeit der spezifischen Brennstoffanforderungen durch
die Verweilzeit und durch Änderung der konkreten Abmessungen
der Transportvorrichtung angepasst werden. Auf Grund der spezifischen
Gesaltung der Transportvorrichtung in einem perforierten Rohr können
die gasförmigen Pyrolyseprodukte durch die Koksmischung
in den Gasraum des Reaktors strömen, so dass das entstandene
Gemisch aus festen Pyrolysematerialien und dem heißen Koks
zur Austrittsöffnung des Oxidationsmittels hin befördert
wird. Das Oxidationsmittel wird über ein oder mehrere Zuführungsleitungen
hin in ein Verteilsystem gefördert und dann gleichmäßig über
einen Verteilungsring in Kontakt mit dem Material gebracht. Diese
Zuführung kann je nach Lage der zweiten Transportvorrichtung
seitlich oder von oben angeordnet sein und ermöglicht eine
Gasströmung in den oberen Teil des Reaktors. Dies kann
dadurch realisiert werden, dass das Oxidationsmittel unter Druck
durch mehrere Öffnungen zugeführt wird und/oder
das entstandene Schwachgas im oberen Bereich abgesaugt wird. Da
an den Austrittsstellen des Oxidationsmittels lokal sehr hohe Temperaturen entstehen
können, besteht damit die Gefahr von Versinterungen und
Ascheschmelzen bis hin zu Ablagerungen und Behinderungen des stationären
Betriebes. Aus diesem Grund werden diese Gefahrenstellen von der
zweiten Transporteinrichtung ständig mechanisch beräumt.
Wird das Material nicht vollständig in Gaskomponenten umgewandelt,
entsteht Koks. Dieser Koks gelangt mit Temperaturen bis 800°C
in den unteren Teil des Reaktors zurück und stellt die Wärmeenergie
für die Trocknung und Pyrolyse des frischen Brennstoffes
bereit. Das entstandene Gas gelangt auf Grund der Strömung
im Reaktor in den oberen Bereich, hier erfolgt bei Temperaturen
bis zu 1200°C und durch hohe Verweilzeit die Umsetzung von
höheren Kohlenwasserstoffen. Zudem erfolgt auf Grund der
Anordnung des Gasaustritts eine Gaswirbelströmung, die
die Verweilzeit vergleichmässigt und daneben die Gasreinigung
hinsichtlich mitgerissener kleiner Kokspartikel auf Grund der Zentrifugalwirkung
ermöglicht. Die abgetrennten Partikel gelangen auf Grund
der Schwerkraft wieder zurück in die Koksschüttung.
Die Regulierung des Füllstandes dieser Schüttung
und den Austrag von Inertstoffen bzw. Asche wird mit einer weiteren
Transporteinrichtung realisiert. Um einen vollständigen
Umsatz zu gewährleisten wird hier wieder ein Oxidationsmittel,
wie Luft, Wasserdampf, Sauerstoff, sauerstoffhaltiges Abgas oder
Kombinationen dieser Stoffe hinzugegeben. Auch hier wird die Gefahr
der Versinterung durch ständige mechanische Bewegung des
Materials an den Austrittsöffnungen realisiert. Das entstandene Abgas
gelangt wieder in den unteren Reaktorteil und folgt der Hauptgasströmung
zum Gasaustritt.
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In
Abhängigkeit vom Durchsatz bzw. von der Verweilzeit wird
der Brennstoff im wesentlich in den gasförmigen Zustand überführt.
Den Reaktor verlässt so ein teerarmes, partikelarmes Schwachgas
mit den Hauptenergieträgern Kohlenmonoxid, Wasserstoff und
in geringem Maße Methan und den anderen nichtbrennbaren
Bestandteilen Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf.
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Auf
Grund der hohen Gasaustrittstemperatur kann das abgesaugte Schwachgas
zur regenerativen Vorwärmung des Oxidationsmittels oder
zu einer anderen Wärmenutzung verwendet werden. Das erzeugte
Gas ermöglicht gegebenenfalls nach einer weiteren Reinigung
die motorische Nutzung zur Bereitstellung von Elektroenergie und
Wärme.
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Als
vorteilhaft für die Transportvorrichtungen sind Förderschnecken,
welche durch Anpassen der jeweiligen Drehzahlen die Temperaturen
und die Geschwindigkeiten bzw. Verweilzeiten der Energieträger
in den einzelnen Re aktorteilen aktiv beeinflussen können.
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Kurze Beschreibung von Zeichnungen
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Die
Zeichnungen stellen zwei Möglichkeiten zur Realisierung
der beschriebenen Vorrichtung und des Verfahrens dar. Die Beschreibung
erfolgt an hand eines folgenden Ausführungsbeispiel.
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Die beste Art und Weise, die Erfindung
auszunutzen
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Die
Funktionsweise des Verfahrens in der Vorrichtung soll an einer Beispielausführung
erläutert werden.
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Der
Reaktor zur Schwachgaserzeugung hat eine Gesamthöhe (ohne
Füße) von 2,5 m und einen Innendurchmesser von
1 m. Der Schneckenförderer (1) ist waagerecht
am Reaktorboden angeordnet. Der in den Reaktor eingetragene Brennstoff
beträgt 158 kg/h mit einer durchschnittlichen Kantenlänge von
30 mm und maximal 100 mm. Am Reaktorrand wird über einen
Fallschacht (6) mit der Breite von 100 mm heißer
Koks zu dem frischen Material zugemischt. Während des Transports
des Gemisches wird der Koks abgekühlt und die Wärme
für die Trocknung und die pyrolytische Zersetzung des Brennstoffes
genutzt. Der Schneckenförderer geht von der Materialeinführung
bis zum gegenüberliegenden Ende des Reaktors. Hier wird
das Material in einem kurzen runden Schacht nach oben geschoben
und durch die dort befindliche zweite Transportvorrichtung ausgeführt
als Schneckenförderer (2) in den Reaktorraum zurück
gefördert. Die Schachtöffnungen zum Transport
des Gemisches sind dabei so gewählt, dass ein freier Durchtritt
gewährleistet ist. Die entstehenden gasförmigen
Pyrolyseprodukte gelangen in den Gasraum des Reaktors. Dies wird
ermöglicht, in dem die beiden übereinander liegenden
Schnecken in perforierten Rohren geführt werden, so dass
die Gase in den Reaktor strömen können und nur
die festen Pyrolyseprodukte zum Eintritt des Oxidationsmittels (4) befördert
werden. Am Ende der zweiten Schnecke befindet sich eine ovale sattelförmige Öffnung
des Führungsrohres nach oben zum Reaktor mit einem Durchmesser
von 300 mm, hier wird über den gesamten Umfang verteilt
das Oxidationsmittel nach unter in die Schnecke gerichtet zugeführt.
Als Oxidationsmittel wird regenerativ vorgewärmte Luft
verwendet, welche über eine Rohrleitung zum Verteilungsring
geführt wird. Das entstandene Gas strömt nach
oben zum Gasaustritt (5).
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Der
nicht umgesetzte Koks fällt über die obere Rohrkante
in die darunter befindliche Schüttung und wird dem frischem
Brennstoff zugemischt.
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Der
Füllstand wird über eine dritte Schnecke (3)
reguliert, welche tangential im Reaktor angeordnet ist. Dieser Schneckenförderer
befindet sich über der unteren Transportschnecke aber unterhalb
der Oberkante der zweiten Schnecke. Zudem ist diese Schnecke in
einem Winkel von 90° zu den beiden anderen Schnecke angeordnet.
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In
dieser Schnecke wird ein geringer Volumenstrom Oxidationsmittel
zugeführt, um den vollständigen Ausbrand zu gewährleisten.
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Die
Stellen, an denen lokal hohe Temperaturen auftreten können,
also im Reaktor am Ende des senkrechten Rohres, wo die vorgewärmte
Luft zudosiert wird und in der Schnecke, in der der Ausbrand der
Asche realisiert wird, werden mechanisch durch die Schneckenförderer
bzw. Rührer selbst beräumt. Somit werden Verschlackungen
und Versinterungen verhindert.
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Der
heiße Gasraum mit einer Höhe von 1,8 m wird von
dem erzeugten Schwachgas durchströmt und weist Temperaturen
bis 1200°C auf.
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Im
Reaktor ist die Gasaustrittsöffnung schlitzartig mit einer
Höhe von 300 mm und einer Breite von 100 mm angeordnet,
so dass ein Gaswirbel entsteht und das Gas auf Grund der Zentrifugalkraft
von mitgerissenen Partikeln befreit wird. Die Mitte des Gasaustritts
befindet sich dabei in einem Abstand von 350 mm zur Reaktormitte.
Dadurch werden die zur Wand trans portierten Partikel nicht mit ausgetragen
sondern fallen an der zylindrischen Wand zurück in die
Koksschüttung.
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Die
Gasmenge von 480 Nm3/h wird mit einem Gebläse
abgesaugt, die thermische Energie des Gases wird zur regenerativen
Luftvorwärmung und für andere Wärmenutzung
verwendet und die chemische Gasleistung von 400 kW wird in einem
Zündstrahlmotor zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt.
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- 1
- Transportvorrichtung
zur Materialzuführung
- 2
- zweite
Transportvorrichtung
- 3
- dritte
Transportvorrichtung bzw. Ausbrandschnecke
- 4
- Austrittsöffnung
des Oxidationsmittels
- 5
- Gasaustritt
- 6
- Schachtöffnungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - „Energie
aus Biomasse" von M. Kaltschmitt (Springer Verlag, 2001) [0002]