RU2009102824A

RU2009102824A - Способ и система обжига шихты из биомассы

Info

Publication number: RU2009102824A
Application number: RU2009102824/03A
Authority: RU
Inventors: Раймон ГИОМАРК (FR); Раймон ГИОМАРК
Original assignee: Био 3Д Аппликасьон (Fr); Био 3Д Аппликасьон
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2010-08-10
Also published as: CA2656283A1; WO2008000960A2; JP2009541569A; US20090193679A1; EP2044369A2; FR2903177A1; FR2903177B1; WO2008000960A3

Abstract

1. Способ обжига шихты из растительной биомассы (B), включающий в себя следующие этапы: ! генерируют рабочий газовый поток в устройстве генерирования тепла (G), причем указанный рабочий газовый поток представляет собой инертный газ, содержащий в основном CO2; ! формируют слой материала с высокой температурой, называемого тепловыделяющим слоем; ! производят термическую обработку шихты из биомассы (B) рабочим газовым потоком, причем данный рабочий газовый поток поглощает газообразные компоненты, содержащие водяной пар и летучие органические вещества (COV), образующиеся из шихты из биомассы во время термической обработки; ! производят рециркуляцию по меньшей мере части упомянутого водяного пара за счет прохождения по меньшей мере части отработавшего газового потока через тепловыделяющий слой. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что химически активный тепловыделяющий слой состоит в основном из углеродных компонентов с высокой температурой, полученных за счет сжигания сухой биомассы при подаче O2. ! 3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что горение тепловыделяющего слоя происходит при температуре, регулируемой подачей кислорода в центральную часть данного слоя. ! 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает в себя, кроме того, сжигание во время прохождения отработавшего газового потока через тепловыделяющий слой газообразных органических компонентов, образующихся из шихты из биомассы (B) и присутствующих в отработавшем газовом потоке, причем при сжигании высвобождается тепловая энергия, подходящая для использования непосредственно в данном способе и/или для выработки эле�

Claims

1. Способ обжига шихты из растительной биомассы (B), включающий в себя следующие этапы:

генерируют рабочий газовый поток в устройстве генерирования тепла (G), причем указанный рабочий газовый поток представляет собой инертный газ, содержащий в основном CO₂;

формируют слой материала с высокой температурой, называемого тепловыделяющим слоем;

производят термическую обработку шихты из биомассы (B) рабочим газовым потоком, причем данный рабочий газовый поток поглощает газообразные компоненты, содержащие водяной пар и летучие органические вещества (COV), образующиеся из шихты из биомассы во время термической обработки;

производят рециркуляцию по меньшей мере части упомянутого водяного пара за счет прохождения по меньшей мере части отработавшего газового потока через тепловыделяющий слой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что химически активный тепловыделяющий слой состоит в основном из углеродных компонентов с высокой температурой, полученных за счет сжигания сухой биомассы при подаче O₂.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что горение тепловыделяющего слоя происходит при температуре, регулируемой подачей кислорода в центральную часть данного слоя.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает в себя, кроме того, сжигание во время прохождения отработавшего газового потока через тепловыделяющий слой газообразных органических компонентов, образующихся из шихты из биомассы (B) и присутствующих в отработавшем газовом потоке, причем при сжигании высвобождается тепловая энергия, подходящая для использования непосредственно в данном способе и/или для выработки электроэнергии посредством специальных систем (VAP).

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно производит рециркуляцию отработавшего газового потока для рекуперации газа, подходящего для использования в рабочем газовом потоке, причем линия рециркуляции включает в себя фильтрование отработавшего газового потока после прохождения данного потока через тепловыделяющий слой.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при генерировании газового потока для обжига

сжигают карбонизованную биомассу при подаче O₂ образованием топочных газов, содержащих в основном CO₂;

конденсируют пары H₂O, содержащиеся в топочных газах, для рекуперации остаточного газа, содержащего в основном диоксид углерода CO₂.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что остаточный газ пропускают по меньшей мере через один теплообменник (E1, E2, E3) для нагрева до температуры термической обработки, а затем вновь вводят в цикл обработки для использования при термической обработке шихты из карбонизуемой биомассы (B), причем тепловую энергию, необходимую для нагревания остаточного газа до температуры термической обработки, получают за счет сжигания сухой биомассы.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочий газовый поток генерируют за счет сжигания твердого топлива, причем при данном сжигании образуется также по меньшей мере часть тепловыделяющего слоя.

9. Система обжига шихты из растительной биомассы (B), включающая в себя

генерирующее устройство (G), предусмотренное для генерирования инертного рабочего газового потока, содержащего в основном CO₂, и образования слоя материала с высокой температурой, называемого тепловыделяющим слоем;

установку термической обработки (1), предусмотренную для приема шихты из биомассы (B) и ее обработки рабочим газовым потоком, причем данная установка термической обработки (1) содержит термическую печь (10) и средства (17, 19, 21, 22, 191, 192) для загрузки шихты из биомассы (B) в термическую печь (10) и выгрузки шихты из биомассы (B) из термической печи (10);

средства (15, 16) для осуществления газового обмена, предусмотренные для коммуникации между генерирующим устройством (G) и установкой термической обработки (1).

10. Система по п.9, отличающаяся тем, что генерирующее устройство (G) содержит теплогенератор (G), предусмотренный для генерирования

по меньшей мере части рабочего газового потока;

по меньшей мере части тепловыделяющего слоя,

причем генератор содержит термический реактор (R) или топку для сжигания твердого топлива, или устройство смешанного типа, позволяющее сжигать и твердое и газообразное топливо.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что теплогенератор (G) снабжен системой охлаждения за счет циркуляции жидкого теплоносителя.

12. Система по п.10, отличающаяся тем, что теплогенератор содержит топку с колосниковой решеткой, предусмотренную для приема тепловыделяющего слоя и выполненную с возможностью перемещения отработавшего газа, выходящего из установки термической обработки (1).

13. Система по п.10, отличающаяся тем, что теплогенератор содержит устройство подачи кислорода.

14. Система по п.10, отличающаяся тем, что теплогенератор содержит камеру дожигания пиролизных газов, образующихся при обжиге шихты из биомассы (B) и/или при неполном сгорании твердого топлива.

15. Система по п.10, отличающаяся тем, что теплогенератор содержит по меньшей мере один теплообменник (E1, E2), предусмотренный для осуществления теплообмена как между топочными газами и рабочим газовым потоком, так и между текучей средой, состоящей в основном из водяного насыщенного пара, и рабочим газовым потоком, при этом текучая среда в основном состоит из водяного пара, образующегося как при обжиге шихты из биомассы (B), так и в контуре охлаждения части данной системы.

16. Система по п.9, отличающаяся тем, что печь (10) выполнена в форме цилиндрического блока (10), содержащего внутренний цилиндр (12), вложенный во внешний цилиндр (11), определяющий пространство для обработки шихты из биомассы, причем внутренний цилиндр (12) обладает свободой вращения относительно продольной оси (A1) по отношению к внешнему цилиндру (11) и вмещает шихту из карбонизуемой растительной биомассы (B).

17. Система по п.16, отличающаяся тем, что внутренний цилиндр (12) содержит перфорированную внутреннюю стенку (12) и по меньшей мере один элемент (121), выступающий на упомянутой внутренней стенке, при этом данный элемент (121) обеспечивает движение и перемешивание шихты из биомассы (B) во время обработки.

18. Система по п.16, отличающаяся тем, что внешний цилиндр (11) содержит теплоизолирующую оболочку (111) и цельную внутреннюю стенку, охватывающую внутренний цилиндр (12) и ограничивающую пространство для обработки шихты из биомассы (B).

19. Система по п.16, отличающаяся тем, что термическая печь (10) содержит дефлектор (132) почти по всей длине цилиндра (12), предусмотренный для направления рабочего газового потока к нижней части рабочего пространства с целью распределения данного потока по всей шихте из биомассы (B).

20. Система по п.16, отличающаяся тем, что термическая печь (10) содержит по меньшей мере две щетки (18), смонтированные в контакте, с одной стороны, с внутренней стенкой внешнего цилиндра (11), а с другой стороны, с внешней поверхностью стенки внутреннего цилиндра (12) для разграничения зоны (13) ввода рабочего газового потока в термическую печь (10) и зоны (14) вывода газового потока после обработки шихты из биомассы (B), причем данные щетки предназначены для очистки внешней поверхности стенки внутреннего цилиндра (12) для удаления частиц шихты из биомассы (B), удерживающихся на внутреннем цилиндре (12).

21. Система по п.16, отличающаяся тем, что установка термической обработки (1) дополнительно содержит приводные устройства (25), предназначенные для осуществления вращения внутреннего цилиндра (12) вокруг продольной оси (A1).

22. Система по п.16, отличающаяся тем, что на торце (EO) внутреннего цилиндра (12) и внешнего цилиндра (11) предусмотрено отверстие, позволяющее загружать шихту из биомассы (B) во внутренний цилиндр (12) перед обработкой и выгружать шихту из биомассы (B) после обработки, при этом другой торец (EF) закрыт, причем данное отверстие плотно закрыто крышкой (23), позиционируемой устройством плунжерного типа (24).

23. Система по п.16, отличающаяся тем, что

в положении (81), называемом положением загрузки, цилиндрический блок (10) расположен вертикально, при этом торец (EO) с отверстием во внутреннем (11) и внешнем (12) цилиндрах находится вверху, так что шихта из обрабатываемой биомассы (B1) может быть загружена во внутренний цилиндр (12);

в положении (84), называемом технологическим, цилиндрический блок (10) расположен горизонтально, при этом торцевое отверстие внутреннего (12) и внешнего (12) цилиндров плотно закрыто закрывающим устройством (23, 24);

в положении (88), называемом положением выгрузки, цилиндрический блок (10) расположен вертикально, при этом торец (EO) с отверстием во внутреннем (12) и внешнем (11) цилиндрах находится внизу, так что шихта из обработанной биомассы (B2) может быть выгружена в приемное устройство (17).

24. Система по п.16, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя устройство удаления газовой смеси из рабочего пространства, предусмотренное для поддержания в рабочем пространстве небольшого разрежения.