[go: up one dir, main page]

SE0801266A0 - Two stage carburetors using high temperature preheated steam - Google Patents

Two stage carburetors using high temperature preheated steam

Info

Publication number
SE0801266A0
SE0801266A0 SE0801266A SE0801266A SE0801266A0 SE 0801266 A0 SE0801266 A0 SE 0801266A0 SE 0801266 A SE0801266 A SE 0801266A SE 0801266 A SE0801266 A SE 0801266A SE 0801266 A0 SE0801266 A0 SE 0801266A0
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
reactor
steam
carburettor
temperature
stage
Prior art date
Application number
SE0801266A
Other languages
Swedish (sv)
Inventor
Blasiak Wlodzimierz
Yang Weihong
Original Assignee
Blasiak Wlodzimierz
Yang Weihong
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Blasiak Wlodzimierz, Yang Weihong filed Critical Blasiak Wlodzimierz
Priority to SE0801266A priority Critical patent/SE0801266A0/en
Priority to EP09755162A priority patent/EP2300568A2/en
Priority to PCT/SE2009/050630 priority patent/WO2009145724A2/en
Priority to AU2009251931A priority patent/AU2009251931A1/en
Priority to SE1051371A priority patent/SE534810C2/en
Priority to CA2726250A priority patent/CA2726250A1/en
Priority to BRPI0912280A priority patent/BRPI0912280A2/en
Priority to CN2009801244320A priority patent/CN102076830A/en
Priority to EA201001822A priority patent/EA017739B1/en
Priority to US12/994,907 priority patent/US20110078951A1/en
Priority to AP2010005514A priority patent/AP2010005514A0/en
Priority to JP2011511568A priority patent/JP2011522084A/en
Publication of SE0801266A0 publication Critical patent/SE0801266A0/en
Priority to ZA2010/09075A priority patent/ZA201009075B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/06Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated according to the moving bed type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06Continuous processes
    • C10J3/14Continuous processes using gaseous heat-carriers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06Continuous processes
    • C10J3/16Continuous processes simultaneously reacting oxygen and water with the carbonaceous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/34Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C10J3/36Fixed grates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/485Entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/721Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/09Mechanical details of gasifiers not otherwise provided for, e.g. sealing means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15Details of feeding means
    • C10J2200/152Nozzles or lances for introducing gas, liquids or suspensions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903Feed preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • C10J2300/092Wood, cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/094Char
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0956Air or oxygen enriched air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0973Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1625Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
    • C10J2300/1637Char combustion
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/145Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Tillämpningen av teknologin med partiell förbränning av inkommande kolhaltiga material är vida utbredd. Med den teknologin erhålls den icke brännbara gasen C02, och eftersom den ej avlägsnas leder detta till en utspädd syntesgas, och LCV (low caloric value - lågt värmevärde, ett mått den torra gasmassans förbrännings- värde) hos den framställda syntesgasen blir begränsat. Förekomsten av C02 leder dessutom till ett lågt partialtryck för de andra gasslagen, som inte är gynnsamt för andra värdefulla förgasningsrealdioner, t.ex. vattengasskift-reaktionen. Vätehalten i syntesgasen kommer därmed att påverkas. The application of the technology of partial combustion of incoming carbonaceous materials is widespread. With this technology, the non-combustible gas CO2 is obtained, and since it is not removed, this leads to a dilute synthesis gas, and LCV (low caloric value, a measure of the calorific value of the dry gas mass) of the synthesis gas produced is limited. The presence of CO2 also leads to a low partial pressure for the other gases, which is not favorable for other valuable gasification realions, e.g. the water gas shift reaction. The hydrogen content of the synthesis gas will thus be affected.

Idén att tillföra den mesta energin med användning av kännbart värme för förgas- ningsprocessen har nyligen undersökts, och positiva resultat har demonstrerats.The idea of supplying most of the energy using sensible heat for the gasification process has recently been investigated, and positive results have been demonstrated.

Uppfinningen av Yoshikawa, Kunio (Sagamihara-shi, JP) och Suzuld, Narumí (Taji- mi-shi, JP) i US 2004/ 0060236, ”Apparatus for gasifying solid fuel”, beskriver ett ekonomiskt småskaligt förgasningssystem för förgasning av fast bränsle till pyrolys- gas varvid upphettad ånga/ luft införs i en reformer tillsammans med pyrolyserad gas som ger en reformerad orenad gas med hög temperatur. I detta fall kommer ånga/ luft av hög temperatur att erhållas huvudsakligen genom användning av en regenerativ värmeväxlare med bikakestruktur som exempelvis beskrivits i US 6 837 910. Temperaturen hos det heta förgasningsmediet får ej vara över 1600 K (l323°C). Om ren ånga används för förgasningsprocessen med användning av den regeneratíva värmeväxlaren kommer ångans temperatur att vara vid nivån 700- 1250°C.The invention of Yoshikawa, Kunio (Sagamihara-shi, JP) and Suzuld, Narumí (Tajimi-shi, JP) in US 2004/0060236, "Apparatus for gasifying solid fuel", describes an economically small-scale gasification system for gasification of solid fuel to pyrolysis gas whereby heated steam / air is introduced into a reformer together with pyrolysed gas which gives a reformed crude gas with a high temperature. In this case, high temperature steam / air will be obtained mainly by using a regenerative heat exchanger with honeycomb structure as described, for example, in US 6,837,910. The temperature of the hot gasification medium must not exceed 1600 K (133 ° C). If pure steam is used for the gasification process using the regenerative heat exchanger, the temperature of the steam will be at the level 700-1250 ° C.

Andra kända system som utnyttjar luft/ånga/ syre med hög temperatur, så hög som l000°C, för en biomassa/ avfallsförgasningsprocess har även använts (Lucas C., Szewczyk D., Blasiak W., Mochida S., High Temperature Air and Steam Gasification of Densified Biofuels, Biomass and Bioenergy, volym 27, 6:e utgåvan, december 2004, s. 563-575). En tjärfri väterik gas har även föreslagits, där processen utförs med endast ånga vid en temperatur på 1000°C och vid ett konventionellt tryck på ca 1 atmosfär (Ponzio Anna, Yang Weihong, Lucas C, Blaziak W, Development of a Thermal Homogenous Gasifier System using High Temperature Agent, CLEAN AIR - International Journal on Energy for a Clean Environment, vol. 7, nr 4, 2007). 3 En annan utveckling av användningen av medium med hög temperatur för förgas- ningsprocesser, d.v.s. ren ånga för förgasning, har beskrivits i t.ex. US 2003 / 0233788, Lewis Frederick Michael (El Segundo, CA) ”Generation of an ultra- superheated steam composition and gasification therewith”, där en ny metod som utnyttjar kännbart värme hos ångan föreslås. Det är en metod för förgasning av kolhaltiga material till bränslegaser. Det omfattar bildning av en sammansättning av ultrasuperuppvärmd ånga (USS) huvudsakligen innehållande vattenånga, koldi- oxid och höggradigt reaktiva fria radikaler därav, vid en hög temperatur om 1316°C till ca 2760°C. USS-flamman bringas i kontakt med ett kolhaltigt material för snabb förgasning/reformering därav. En reglerad mängd syre för oxidation av bränslet för upphettning av ångan måste dessutom användas, vilket ökar driftkostnaden. Dess- utom erfordras ändå när temperaturen hos den rena ångan är lägre än 1802°C ett överskott av ånga för omvandling av allt kol. Kolomvandlingshastigheten är dessut- om långsam.Other known systems that use air / steam / oxygen with a high temperature, as high as 1000 ° C, for a biomass / waste gasification process have also been used (Lucas C., Szewczyk D., Blasiak W., Mochida S., High Temperature Air and Steam Gasification of Densified Biofuels, Biomass and Bioenergy, Volume 27, 6th Edition, December 2004, pp. 563-575). A tar-free hydrogen-rich gas has also been proposed, in which the process is carried out with only steam at a temperature of 1000 ° C and at a conventional pressure of about 1 atmosphere (Ponzio Anna, Yang Weihong, Lucas C, Blaziak W, Development of a Thermal Homogenous Gas System). using High Temperature Agent, CLEAN AIR - International Journal on Energy for a Clean Environment, vol. 7, no. 4, 2007). Another development of the use of high temperature medium for gasification processes, i.e. pure steam for gasification, has been described in e.g. US 2003/0233788, Lewis Frederick Michael (El Segundo, CA) “Generation of an ultra-superheated steam composition and gasification therewith”, proposing a new method that utilizes sensible heat in the steam. It is a method for gasifying carbonaceous materials into fuel gases. It involves the formation of a composition of ultra-superheated steam (USS) mainly containing water vapor, carbon dioxide and highly reactive free radicals thereof, at a high temperature of 1316 ° C to about 2760 ° C. The USS is brought into contact with a carbonaceous material for rapid gasification / reforming thereof. In addition, a controlled amount of oxygen for oxidizing the steam to heat the steam must be used, which increases the operating cost. In addition, when the temperature of the pure steam is lower than 1802 ° C, an excess of steam is required for the conversion of all carbon. The column conversion speed is also slow.

A11 känd teknik som nämnts ovan utnyttjar endast enstegsreaktorer, antingen en förgasare med fast bädd eller med fluidiserad bädd.The A11 prior art mentioned above uses only single-stage reactors, either a fixed bed carburettor or a fl unidised bed.

Det är känt att den termiska omvandlingen av biomassa/ avfall/ kol kan förstås som två huvudsakligen höggradigt endoterma steg: avspaltning av flyktiga komponenter och tjåromvandling. Såsom påvisats i tidigare studier kommer 90% av det flyktiga innehållet i den totala vikten av biomassa att frisättas omedelbart om den skulle uppvärmas till över 600°C. Det andra steget år en tjäromvandling. För att få tjärfri aska, d.v.s. 100% tjäromvandling, erfordras en mycket högre temperatur för den termiska omvandlingen av tjära. Vanligen bör denna temperatur vara högre än lO0O°C, beroende på asksmältpunkten.It is known that the thermal conversion of biomass / waste / carbon can be understood as two mainly highly endothermic steps: decomposition of volatile components and tar conversion. As demonstrated in previous studies, 90% of the innehåll content of the total weight of biomass will be released immediately if heated to above 600 ° C. The second step is a tar conversion. To obtain tar-free ash, i.e. 100% tar conversion, a much higher temperature is required for the thermal conversion of tar. Generally, this temperature should be higher than 100 ° C, depending on the ash melting point.

Förgasare av typen med fast bädd används i stor omfattning i småskalig energipro- duktion (< 10 MWfh) tack vare dess mycket enkla konstruktion och drift. Det är up- penbart att om utformningen av en förgasningsreaktor med fast bädd följer dessa två steg skulle den vara mer effektiv ur många synvinklar.Fixed bed type carburetors are widely used in small-scale energy production (<10 MWfh) thanks to its very simple design and operation. It is obvious that if the design of a gasification reactor with a fixed bed follows these two steps, it would be more efficient from many points of view.

Det finns omfattande studier på denna funktion för förgasare med fast bädd. Se- kundär luftinsprutning i förgasaren används ofta. Exempelvis rapporterade Pan et 4 al. (Y.G. Pan, X. Roca, E. Velo och L. Puianer, i Removal of tar by secondary air injection in fluidized bed gasiñcation of residual biomass and coal, Fuel 78 (1999)(14), s. 1703- 1709) 88,7 vikt-% tjärminskning genom insprutning av sekun- där luft just ovanför punkten för biomassans inmatning i den fluidiserade bädden vid en temperatur på 840-880°C.There are extensive studies on this feature for fixed bed carburetors. Secondary air injection into the carburettor is often used. For example, Pan et 4 al. (YG Pan, X. Roca, E. Velo och L. Puianer, i Removal of tar by secondary air injection in fl uidized bed gasiñcation of residual biomass and coal, Fuel 78 (1999) (14), s. 1703- 1709) 88 .7% by weight of tar reduction by injecting seconds of air just above the point of biomass feed into the fluidized bed at a temperature of 840-880 ° C.

Narv et al. (P.I. Narv, A. Orpso, M.P. Aznar och J. Corella, Biomass gasification with air in an atmospheric bubbling fludized bed. Effect of six operational variables on the quality of produced raw gas, Industrial and Engineering Chemistry Research 35 (1996) (7), s. 2 1 10-2120) utförde sekundär luftinsprutning i fribordet hos en förga- sare med fluidiserad bädd och observerade en temperaturökning om ca 70°C som resulterade i en tjårminskning från 28 till 16 g/ Nm3.Narv et al. (PI Narv, A. Orpso, MP Aznar and J. Corella, Biomass gasification with air in an atmospheric bubbling fl udized bed. Effect of six operational variables on the quality of produced raw gas, Industrial and Engineering Chemistry Research 35 (1996) (7 ), p. 2 1 10-2120) performed secondary air injection into the freeboard of a carburettor with a id unidised bed and observed a temperature increase of about 70 ° C which resulted in a tar reduction from 28 to 16 g / Nm 3.

The Asian Institute of Technology (AIT), Thailand modifierade en biomassaförgasare vilket resulterade i bränslegas med en tjärbildning på ca 50 mg/ Nmß, vilket år ca 40 gånger mindre än en enstegsreaktor under liknande driftförhållanden (T.A. Milne och RJ. Evans, Biomass Gasification ”Tars”: Their Nature, Formation and Conver- sion. NREL, Golden, CO, USA, rapport nr NREL/TP-570-25357 (1988). Detta kon- cept involverar en nedströmsfórgasare (downdraft) med luftintag i två nivåer. Den bildade tjäran vid biomassapyrolysprocessen passerar genom en högtemperatur- bädd för resterande tjära vid botten och sönderdelas vid den förhöjda temperaturen.The Asian Institute of Technology (AIT), Thailand modified a biomass carburetor which resulted in fuel gas with a tar formation of about 50 mg / Nmß, which is about 40 times smaller than a single-stage reactor under similar operating conditions (TA Milne and RJ. Evans, Biomass Gasification). Tars ”: Their Nature, Formation and Conversion. NREL, Golden, CO, USA, Report No. NREL / TP-570-25357 (1988) This concept involves a downstream carburetor with air intakes in two levels. The tar formed during the biomass pyrolysis process passes through a high-temperature bed of residual tar at the bottom and decomposes at the elevated temperature.

Bhattacharya et al. rapporterade i (S.C. Bhattacharya, M.R. Siddique och H.L., A study on Wood gasiñcation for low-tar gas production, Energy 24 (1999), s. 285- 296) en liknande förgasare där tjära bildad inuti själva förgasaren fungerade som ett filter som ytterligare betydligt reducerade tjärbildningen vid 19 mg/ Nm3 högre CO- och Pig-koncentration i bränslegasen.Bhattacharya et al. reported in (SC Bhattacharya, MR Siddique and HL, A study on Wood gasification for low-tar gas production, Energy 24 (1999), pp. 285-296) a similar carburettor where tar formed inside the carburettor itself acted as a filter that further significantly reduced tar formation at 19 mg / Nm3 higher CO and Pig concentration in the fuel gas.

Cao (Y Cao, Y Wang, J T Riley, W. Pan, a novel biomass air gasification process for producing tar-free higher heating value fuel gas.) etc. rapporterade ett arbete avse- ende en reaktor i två områden med fluidiserad bädd. I detta arbete insprutades en understödjande bränslegas och andra luftström i reaktorns övre område för minsk- ning av tjärkompositionerna. Experimentella resultat visade ett värmevårde på ca 5 MJ/ Nmß.Cao (Y Cao, Y Wang, J T Riley, W. Pan, a novel biomass air gasification process for producing tar-free higher heating value fuel gas.) Etc. reported work on a reactor in two areas with an unidentified bed. In this work, a supporting fuel gas and other air stream were injected into the upper area of the reactor to reduce the tar compositions. Experimental results showed a heat value of about 5 MJ / Nmß.

US 6 960 234 B2 utfärdat till Scott E. Hassett presenterade en mångfasetterad för- gasare och relaterade metoder. Det år en förgasare som kombinerar en sektion med förgasning i fast bädd och en med förgasning i ett flöde (entrained flow). Enligt detta patent kan aktivt kol bildas. Detta patent anger i själva verket en flerkomponent (luft) -insprutningsfórgasare US 6 647 903 B2 utfärdat till Charles W. Aguadas Ellis presenterar ett förfarande och anordning för generering och användning av brännbar gas med användning av luftinsprutning i två steg, vilket resulterar i mycket mindre tjära. I vissa arbetssätt kan även aktivt kol genereras.US 6,960,234 B2 issued to Scott E. Hassett presented a multifaceted carburetor and related methods. It is a carburettor that combines a section with fixed bed gasification and one with entrained fl ow gasification. According to this patent, activated carbon can be formed. This patent in fact discloses a fl component (air) injection carburetor US 6,647,903 B2 issued to Charles W. Aguadas Ellis presents a method and apparatus for generating and using combustible gas using two stage air injection, resulting in much less tar. In some ways, activated carbon can also be generated.

JP 6 256 775 introducerade fullständig förgasning av organiskt material i två steg för metansyntes. I detta arbete används ånga och syre som förgasningsmedium. Ändamålet med sekundär syre / luft- och / bränsle-insprutning i ovannämnda studier är att öka temperaturen i fribordet för sönderdelning av tjäran, och troligen förbätt- ring av ångreforrneringsreaktionen. lnsprutningen av sekundär luft ökar emellertid inte endast halten av utspädande komponenter, särskilt kväve, utan minskar även det brännbara innehållet som genereras av förgasningen. Detta resulterar i en minskning av lågt värmevärde (LCV) för de framställda gaserna. Insprutning av se- kundär luft leder dessutom till att det blir svårare att reglera produktgasens sam- mansättning.JP 6 256 775 introduced complete gasification of organic material in two steps for methane synthesis. In this work, steam and oxygen are used as the gasification medium. The purpose of secondary oxygen / air and / fuel injection in the above studies is to increase the temperature in the freeboard for decomposition of the tar, and probably to improve the vapor reforming reaction. However, the injection of secondary air not only increases the content of diluent components, especially nitrogen, but also reduces the combustible content generated by the gasification. This results in a reduction of low calorific value (LCV) for the gases produced. Injection of secondary air also makes it more difficult to regulate the composition of the product gas.

Ett annat problem är att de flesta av ovannämnda tillgängliga fastbäddsförgasare endast kan behandla grovt fast råmaterial (typiskt med diameter större än 0,5 mm), eftersom ñnkorniga partiklar leder till igensättning av hålrummen mellan de grova partiklarna, och även till svårighet att använda flytande kolhaltiga material.Another problem is that most of the above-mentioned available fixed bed carburetors can only process coarse solid raw material (typically with a diameter greater than 0.5 mm), since granular particles lead to clogging of the cavities between the coarse particles, and also to difficulty in using liquid carbonaceous material.

För att kunna framställa brännbara gaser med medelhögt och högt lågt värmevärde (LCV) och kunna förgasa både fasta och flytande/fmkorniga råmaterial samtidigt, och även framställa andra värdefulla material, såsom aktivt kol, föreslås här en ny fastbäddsförgasare. Förgasaren definieras i patentkrav 1. En metod att förgasa ett grovkornigt kolhaltigt råmaterial med en tvåstegsförgasare med två reaktorer, för erhållande av syntesgas, valfritt tillsammans med aktivt kol, där inget syre matas 6 till reaktorn i första steget, utan endast förupphettad ånga med en temperatur om minst 700°C beskrivs även. Metoden anges i patentkrav 5.In order to be able to produce combustible gases with a medium and high low calorific value (LCV) and to be able to gasify both solid and fl surface / fine-grained raw materials at the same time, and also to produce other valuable materials, such as activated carbon, a new fixed bed carburetor is proposed here. The carburettor is defined in claim 1. A method of gasifying a coarse-grained carbonaceous feedstock with a two-stage carburettor with two reactors, to obtain synthesis gas, optionally together with activated carbon, where no oxygen is fed to the reactor in the first stage, but only preheated steam with a temperature of at least 700 ° C is also described. The method is stated in claim 5.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN För en tvåstegsförgasare enligt känd teknik, som beskrivs i JP 6256775, som anges i ingressen i patentkrav 1, har ovannämnda ändamål fyllts med hjälp av de teknis- ka särdragen enligt den kärmetecknande delen av nämnda patentkrav.SUMMARY OF THE INVENTION For a two-stage carburetor according to the prior art, described in JP 6256775, stated in the preamble of claim 1, the above-mentioned objects have been fulfilled by means of the technical features according to the core-drawing part of said claim.

Enligt en aspekt avser uppfinningen följaktligen en tvåstegsförgasare.Accordingly, in one aspect, the invention relates to a two-stage carburetor.

I förgasaren enligt uppfinningen möjliggörs samtidigt förgasning av fast grovkornigt material å ena sidan och fast finkornigt och/ eller flytande material å. den andra.In the carburettor according to the invention, gasification of solid coarse-grained material on the one hand and solid fine-grained and / or surface material on the other hand is made possible at the same time.

Kolhaltigt grovkornigt material inmatas till den första reaktorn och kolhaltig (av- fal1s-) vätska och / eller kolhaltigt finkornigt fast material inmatas till den andra re- aktern.Carbonaceous coarse-grained material is fed to the first reactor and carbonaceous (waste) liquid and / or carbonaceous non-granular solid material is fed to the second reactor.

I en föredragen utföringsform av tvàstegsförgasaren är en avsmalnande del med ett reducerat tvärsnitt anordnat vid botten av den första reaktom och/ eller i toppen av den andra reaktorn, och företrädesvis även i botten av den andra reaktorn.In a preferred embodiment of the two-stage carburettor, a tapered part with a reduced cross-section is arranged at the bottom of the first reactor and / or at the top of the second reactor, and preferably also at the bottom of the second reactor.

I ytterligare en föredragen utföringsforrn av tvâstegsförgasaren leder ett eller flera, och företrädesvis samtliga inlopp for ånga, luft, syre och kolhaltig (avfalls-) vätska och/ eller kolhaltigt finkornigt fast material in i förgasaren tangentiellt i motsvaran- de delar av förgasaren, vilka delar har ett inre cirkulärt tvärsnitt.In a further preferred embodiment of the two-stage carburettor, one or more, and preferably all inlets for steam, air, oxygen and carbonaceous (waste) liquid and / or carbonaceous fine-grained solid material lead into the carburettor tangentially in corresponding parts of the carburettor, which parts has an inner circular cross section.

I ytterligare en föredragen utföringsform av tvåstegsförgasaren omfattar inloppen för kolhaltig (avfalls-) vätska och /eller kolhaltigt finkornigt fast material minst två in- lopp åtskilda med maximalt avstånd från varandra längs det invändiga cirkulära tvärsnittets omkrets.In a further preferred embodiment of the two-stage carburettor, the inlets for carbonaceous (waste) liquid and / or carbonaceous fine-grained solid material comprise at least two inlets separated by a maximum distance from each other along the circumference of the inner circular cross-section.

Enligt en annan aspekt avser uppfinningen ett förfarande för förgasning av ett grovkornigt kolhaltigt råmaterial, med användning av en tvåstegsförgasare med två 7 reaktorer, för framställning av syntesgas, valfritt tillsammans med aktivt kol. Ett sådant förfarande anges i patentkrav 5.In another aspect, the invention relates to a process for gasifying a coarse-grained carbonaceous feedstock, using a two-stage carburettor with two reactors, for producing synthesis gas, optionally together with activated carbon. Such a method is set out in claim 5.

Enligt en föredragen utföringsforrn av förfarandet inmatas externt genererad fö- rupphettad ånga med en temperatur på minst 7 OO°C även in i reaktorn i det andra steget. Med denna utföringsform kan den intema förbränningen i iörgasaren hållas till ett minimum, eftersom den erforderliga energin tillförs från externt håll. Följakt- ligen erfordras inte tillförsel av luft eller syre för värmegenerering genom inre för- bränning i denna utföringsform. När luft eller syre ej tillförs reaktom i det andra steget kan även utbytet av aktivt kol maximeras.According to a preferred embodiment of the process, externally generated preheated steam with a temperature of at least 70 DEG C. is also fed into the reactor in the second stage. With this embodiment, the internal combustion in the exhaust gas can be kept to a minimum, since the required energy is supplied from an external source. Consequently, the supply of air or oxygen for heat generation by internal combustion is not required in this embodiment. When air or oxygen is not supplied to the reactor in the second stage, the yield of activated carbon can also be maximized.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av förfarandet tillförs även luft till den andra reaktorn (d.v.s. utöver högtemperaturångan). Med denna utföringsform kan syntesgas med särskilt hög kvalitet erhållas, eftersom kol omvandlas även till CO, och inte endast till aktivt kol. Beroende på förhållandet ånga/ luft kan förbränning- en dessutom fortfarande undvikas (d.v.s. bildning av C02). Samtidigt kan förhållan- det COzaktivt kol även regleras genom reglering av förhållandet ånga/ luft.According to a further preferred embodiment of the process, air is also supplied to the second reactor (i.e. in addition to the high temperature steam). With this embodiment, synthesis gas of particularly high quality can be obtained, since carbon is also converted to CO, and not only to activated carbon. In addition, depending on the vapor / air ratio, combustion can still be avoided (i.e. formation of CO 2). At the same time, the CO-activated carbon ratio can also be regulated by regulating the steam / air ratio.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av förfarandet används rent syre (istället för luft). Enligt denna utföringsform kan förfarandet användas för industri- ella ändamål. Behovet av separation av biprodukter minimeras även, och oönskad utspädning av den gasformiga produkten hålls till ett minimum.According to a further preferred embodiment of the process, pure oxygen (instead of air) is used. According to this embodiment, the method can be used for industrial purposes. The need for separation of by-products is also minimized, and undesired dilution of the gaseous product is kept to a minimum.

Ytterligare utföringsformer och fördelar kommer att framgå ur den detaljerade be- skrivningen och patentkraven.Additional embodiments and advantages will be apparent from the detailed description and claims.

KORTFATPAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 visar ett systemflödesdiagram som allmänt åskådliggör den uppfinnings- enliga förgasningsprocessen för biomassa och fast avfall.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a system fate diagram that generally illustrates the inventive gasification process for biomass and solid waste.

Figur 2 visar en tvärsnittsvy av en utföringsform av förgasaren 21. l5 8 Figur 3 år en planvy över förgasaren som visar den tangentiella insprutningen av flytande råmaterial med inloppen 19a och 19b.Figure 2 shows a cross-sectional view of an embodiment of the carburettor 21. Figure 3 is a plan view of the carburettor showing the tangential injection of surface raw material with the inlets 19a and 19b.

DETALJERAD BESKRIVNINGEN AV UPPFINNINGEN OCH FÖREDRAGNA UTFÖ- RINGSFORMER DÄRAV Den bakomliggande idén till uppfinningen år att separera förgasaren i två steg: ett första steg för avspaltning av flyktiga komponenter, vilket första steg endast utnytt- jar externt genererad förupphettad ren ånga av hög temperatur (700°C-1000°C), och ett andra steg för termisk omvandling av tjära, företrädesvis med användning av en blandning av luft och ånga förupphettad till hög temperatur (över 700- l400°C) så- som visar i figur l.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION AND PREFERRED EMBODIMENTS THEREFORE The underlying idea of the invention is to separate the carburetor into two steps: a first step for decomposition of volatile components, the first step using only externally generated preheated 700 steam C-1000 ° C), and a second step for thermal conversion of tar, preferably using a mixture of air and steam preheated to a high temperature (above 700-1400 ° C) as shown in Figure 1.

I den första reaktom tillförs den energi som används för avspaltning av flyktiga ma- terial från både kännbart värme hos ångan, och från den heta ström som kommer från den andra reaktorn. Temperaturen i denna reaktor regleras till en nivå på minst 600°C genom kvantitet av och temperatur hos ångan.In the first reactor, the energy used to decompose volatile materials from both the sensible heat of the steam and from the hot current coming from the second reactor is supplied. The temperature in this reactor is regulated to a level of at least 600 ° C by quantity of and temperature of the steam.

I denna reaktor sker avspaltningsprocessen av flyktigt material från blandningen av högtemperaturånga och råmaterial (biomassa), efter det att biomassan upphettats av högtemperaturånga, enligt: kolhaltjgt råmaterial värme från högtemperaturånga (ll _--->flyktigt material (Cml-In, CO, H2, C02, 02 etc.) + tjära Samtidigt sker, på grund av närvaro av ånga, reaktion med de flyktiga komponen- terna: CmHn + H20 <-> CO + H2 (2) CO + HgO-a C02 + Hz (3) En del syre som frisatts från från pyrolysen och från den andra reaktorn reagerar enligt: cmHn + (m/z + n/4)o2-> mco + n/2H2o (4) CO + %O2 _) C02 (5) H2 + %O2 _) H20 (Ö) CO + HgÛ-á CO2+ Hg (7) Eftersom reaktortemperaturen i det första stegets reaktor år reglerad till en nivå på minst 600°C, uppehållstiden är reglerad, gaserna i den första reaktorn befinner sig i en miljö som i mycket hög utsträckning saknar syre, så kommer fast och flytande återstående tjära ej att reagera med oxidationsmedel. Därefter kommer samtliga av dessa att falla ned i den andra reaktorn genom gravitation.In this reactor, the decomposition process of volatile material from the mixture of high-temperature steam and raw material (biomass) takes place, after the biomass has been heated by high-temperature steam, according to: carbonaceous raw material heat from high-temperature steam (ll _---> fl volatile material (Cml-In, CO, H2 , CO 2, O 2, etc.) + tar At the same time, due to the presence of steam, a reaction takes place with the volatile components: CmHn + H 2 O <-> CO + H 2 (2) CO + HgO-a CO 2 + Hz (3) Some oxygen released from the pyrolysis and from the other reactor reacts according to: cmHn + (m / z + n / 4) o2-> mco + n / 2H2o (4) CO +% O2 _) CO2 (5) H2 + % O2 _) H20 (Ö) CO + HgÛ-á CO2 + Hg (7) Since the reactor temperature in the first stage reactor is regulated to a level of at least 600 ° C, the residence time is regulated, the gases in the first reactor are in an environment which to a very large extent lacks oxygen, solid and surface residual tar will not react with oxidizing agents. Thereafter, all of these will fall into the second reactor by gravity.

I den andra reaktorn tillförs den energi som används för tjäromvandlingsprocessen företrädesvis från kännbart värme hos blandningen av ånga och luft, och partiell oxidation av tjära. För åstadkommande av tjârfri omvandling bör temperaturen i den andra reaktorn vara högre än asksmältpunkten, för att bringa askan att bilda slagg. För trâbiomassa kan den normalt vara 1300°C.In the second reactor, the energy used for the tar conversion process is preferably supplied from sensible heat of the mixture of steam and air, and partial oxidation of tar. To achieve tar-free conversion, the temperature in the second reactor should be higher than the ash melting point, to cause the ash to form slag. For wood biomass, it can normally be 1300 ° C.

De huvudsakliga reaktionerna är när det inte finns någon insprutning av annat råmaterial (flytande och finakomiga partiklar): Förgasning: C + 02 => C02 -393,5 kJ/mol (8) C+H2O=>CO+H2+131,3kJ/rno1 (9) C + 21-120 => CO; +H2 +90,2 kJ/mol (10) - Partiell oxidation: C + 0,502 => CO -110,5 kJ/mol (1 l) - Boudouard-reaktion: C + C02 => 2CO -172,4 kJ/mol (12) - Vattengasskift: CO + H20 => C02 +H2 -41,1 kJ/mol (13) - Metanering: CO + 3H2 => CH4 + H20 -206,1 kJ/mOI (14) - Hydrogenering: C +2H2 => CI-L; -75 kJ/mol (15) Når ett andra råmaterial (flytande och ñnkomiga partiklar) insprutas i den andra reaktorn kommer samtliga reaktioner från (1) till (15) att ske.The main reactions are when there is no injection of other raw material (fl surface and fi sensitive particles): Gasification: C + O 2 => CO 2 -393.5 kJ / mol (8) C + H 2 O => CO + H 2 + 131.3 kJ / rno1 (9) C + 21-120 => CO; + H2 +90.2 kJ / mol (10) - Partial oxidation: C + 0.502 => CO -110.5 kJ / mol (1 l) - Boudouard reaction: C + CO2 => 2CO -172.4 kJ / mol (12) - Water gas shift: CO + H 2 O => CO 2 + H 2 -41.1 kJ / mol (13) - Methanation: CO + 3H 2 => CH 4 + H 2 O -206.1 kJ / mOI (14) - Hydrogenation: C + 2H2 => CI-L; -75 kJ / mol (15) When a second raw material (fl surface and incoming particles) is injected into the second reactor, all reactions from (1) to (15) will take place.

Många reaktioner sker samtidigt och det är svårt att kontrollera processen exakt såsom påpekats här. Genom noggrant val av processparametrarna (temperatur, reaktionstid och syre/ äng-förhållanden) är det enligt uppfinningen emellertid möj- ligt att maximera vissa önskade produkter, såsom aktivt kol och syntesgas.Many reactions occur simultaneously and it is difficult to control the process exactly as pointed out here. However, by carefully selecting the process parameters (temperature, reaction time and oxygen / meadow conditions), it is possible according to the invention to maximize certain desired products, such as activated carbon and synthesis gas.

Det aktiva kolet kan dessutom behandlas som en samframställning från termisk omvandling av kolbaserade material genom denna uppfinning. Framställningen av aktivt kol inkluderar vanligen två steg: förkolning av råmaterialet i frånvaro av syre vid hög temperatur (500- lOO0°C) för eliminering av huvuddelen av syre och väte samt aktivering av den förkolnade produkten vid en högre temperatur i närvaro av oxiderande gas såsom vatten, koldioxid eller bådadera. Aktiveringen skall utföras under väl kontrollerade förhållanden för erhållande av önskad omvandling.In addition, the activated carbon can be treated as a co-preparation from thermal conversion of carbon-based materials by this invention. The production of activated carbon usually involves two steps: charring the raw material in the absence of oxygen at high temperature (500-100 ° C) to eliminate the majority of oxygen and hydrogen and activating the charred product at a higher temperature in the presence of oxidizing gas such as water, carbon dioxide or both. Activation must be performed under well-controlled conditions to obtain the desired conversion.

Enligt uppfinningen förgasas först råmaterialet medelst ren ånga av hög temperatur (vid en nivå på minst 600°C) i den första reaktorn, varefter kolet företrädesvis akti- veras i den andra reaktorn medelst högtemperaturånga.According to the invention, the raw material is first gasified by means of pure high-temperature steam (at a level of at least 600 ° C) in the first reactor, after which the carbon is preferably activated in the second reactor by means of high-temperature steam.

Här erhålls högtemperaturånga, och valfritt luft eller syre, (över 700°C) huvud- sakligen genom användning av en regenerativ värmeväxlare med bikakestruktur såsom förklarats t.ex. i det amerikanska patentet nr 6 837 910, eller sökandens samtidigt inlämnade provisoriska amerikanska patentansökan nr 6 1 /O ll 031, vil- kas innehåll i relevanta delar införlivas häri genom hänvisning.Here, high-temperature steam, and optionally air or oxygen, (above 700 ° C) is obtained mainly by using a regenerative heat exchanger with a honeycomb structure as explained e.g. in U.S. Patent No. 6,837,910, or co-pending U.S. Patent Application Laid-Open No. 6 1/01131, the contents of which are incorporated herein by reference.

Figur 2 illustrerar en tvärsnittsvy av förgasaren 21. Kolhaltigt råmaterial kommer in i reaktorn överst, genom ett inmatningsinlopp 2, och fortsätter nedåt medan det förflyttas genom den första reaktorn 3, passerar sedan gallret 8, kommer sedan in i andra reaktorn 4, och passerar sedan gallret 5 tills det blir en smält aska på botten 6. Råmaterialet kan inkludera biomassa, kol, kommunalt fast avfall, eller någon kombination därav. ll I den första reaktorn 3 upphettas råmaterialet genom en kombination av kännbart värme medfört av högtemperaturångan (över 700°C), och kännbart värme som förs med av rökgaserna som erhålls genom tjäroxidation och förgasning i den andra re- aktorn 4. Högtemperaturånga som förs genom röret 7 för förgasning av råmaterialet i denna reaktor kommer in i en hals 20 genom en öppning (öppningar) 11. Mängden högtemperaturånga som tillförs genom öppningen 7 ställs in så att temperaturen vid punkt 3 (första reaktorn) hålls mellan 600-900°C, och företrädesvis över 700°C.Figure 2 illustrates a cross-sectional view of the carburetor 21. Carbonaceous feedstock enters the reactor at the top, through a feed inlet 2, and continues downward as it moves through the first reactor 3, then passes the grid 8, then enters the second reactor 4, and then passes the grid 5 until it becomes a molten ash on the bottom 6. The raw material may include biomass, coal, municipal solid waste, or any combination thereof. In the first reactor 3, the raw material is heated by a combination of sensible heat caused by the high-temperature steam (above 700 ° C), and sensible heat carried by the flue gases obtained by tar oxidation and gasification in the second reactor 4. High-temperature steam passed through the pipe 7 for gasification of the raw material in this reactor enters a neck 20 through an opening (openings) 11. The amount of high temperature steam supplied through the opening 7 is set so that the temperature at point 3 (first reactor) is kept between 600-900 ° C, and preferably above 700 ° C.

Vid punkten kring 8 (galler), kan heta förbränningsflarrnnor förekomma när överskottssyre brinner med pyrolysgaser som frisätts från råmaterialet.At the point around 8 (grid), hot combustion furnaces can occur when excess oxygen burns with pyrolysis gases released from the raw material.

Temperaturen i reaktor 3 regleras genom temperaturen och flödeshastigheten för ångan som insprutas från punkt 7, och temperaturen och kvantiteten hos överskottssyre från reaktor 4. Uppehållstiden för råmaterialet i reaktor 3 regleras huvudsakligen medelst gapet i gallret 8.The temperature in reactor 3 is regulated by the temperature and the rate of fate of the steam injected from point 7, and the temperature and quantity of excess oxygen from reactor 4. The residence time of the raw material in reactor 3 is mainly controlled by the gap in the grid 8.

För att erhålla en god omblandning mellan förgasningsmedium (ånga) med råmate- rialen föredrages en hals 20. Diametern för halsen är vanligen mindre än den hos härden i reaktorn 3. Lutningen 14 bör ligga kring 45-60°. Diametern för ånginmat- ningsöppningen bör vara 2-3 gånger mindre ån den för halsen 20.In order to obtain a good mixing between gasification medium (steam) with the raw material, a neck 20 is preferred. The diameter of the neck is usually smaller than that of the core in the reactor 3. The slope 14 should be around 45-60 °. The diameter of the steam inlet opening should be 2-3 times smaller than that of the neck 20.

Efter det att flyktiga komponenter har avspaltats från bränslet medelst högtempera- turånga i den första reaktorn 3, har återstoden fixerat kol blivit aktivt kol, tjära och fast askmaterial, som fortsätter förflytta sig nedåt genom gallret 8, kommer därefter in i en hals 20, sedan in i den andra reaktorn 4, där de oxideras och förgasas me- delst en blandning av högtemperatur-luft och -ånga. Temperaturen i reaktorn ökas ytterligare till en temperatur som med marginal ligger under askans mjuknings- punkt för bränslet ifråga vid gallret 5. Röret 9 bär blandningen av högtemperatur- luft och -ånga till öppningen 10, kommer sedan in i den andra halsen 18. För trä- pelletar från Sverige sträcker sig askmjukningspunkten från 1350-l400°C. Under drift hålls den maximala topptemperaturen i reaktor 4 minst 50°C under askmjuk- ningspunkten, varvid lOO°C under är den normala maximibetingelsen. 12 Temperaturen i reaktor 4 regleras genom förupphettningstemperaturen, flödes- hastigheten och förehållandet ånga till syre i blandningen, samt förhållandet ånga till kol.After volatile components have been decomposed from the fuel by means of high temperature steam in the first reactor 3, the residue fixert carbon has become activated carbon, tar and solid ash material, which continues to surface downwards through the grid 8, then enters a neck 20, then into the second reactor 4, where they are oxidized and gasified by means of a mixture of high temperature air and vapor. The temperature in the reactor is further increased to a temperature which is marginally below the softening point of the ash for the fuel in question at the grid 5. The tube 9 carries the mixture of high temperature air and steam to the opening 10, then enters the second neck 18. For wood - pellets from Sweden extend the ash softening point from 1350-1400 ° C. During operation, the maximum peak temperature in reactor 4 is kept at least 50 ° C below the ash softening point, with 100 ° C below being the normal maximum condition. 12 The temperature in reactor 4 is regulated by the preheating temperature, the rate of fate and the ratio of steam to oxygen in the mixture, and the ratio of steam to carbon.

Diametern för den andra halsen 18 är vanligen mindre än diametern för reaktor 4, och även mindre än den för den första halsen 20. Lutningen 17 bör vara kring 45- 60°C. Diametern hos ånginsprutningsöppningen bör vara 3-5 gånger mindre än den för halsen 18.The diameter of the second neck 18 is usually smaller than the diameter of reactor 4, and also smaller than that of the first neck 20. The slope 17 should be around 45-60 ° C. The diameter of the steam injection opening should be 3-5 times smaller than that of the neck 18.

Askan faller i 6 genom 18 och tas uti omgångar.The ash falls in 6 through 18 and is taken out in batches.

Syntesgasen strömmar ut genom utloppsröret 12. Eftersom temperaturen i den för- sta reaktorn är tillräckligt hög, och även ånga finns närvarande, förstörs den mesta tjäran och omvandlas till syntesgas. De huvudsakliga kemiska beståndsdelarna i syntesgasen är väte, kolmonoxid och metan samt koldioxid.The synthesis gas flows out through the outlet pipe 12. Since the temperature in the first reactor is high enough, and steam is also present, most of the tar is destroyed and converted into synthesis gas. The main chemical constituents of the synthesis gas are hydrogen, carbon monoxide and methane as well as carbon dioxide.

Förgasarens nya utformning har förmåga att fördelaktigt reglera förhållandet väte till kolmonoxid i syntesgasen, eftersom förgasaren har förmåga att inom vida grän- ser ha kontroll över förhållandet ånga till syre i förgasaren.The new design of the carburettor has the ability to advantageously regulate the ratio of hydrogen to carbon monoxide in the synthesis gas, since the carburettor has the ability to have control over the ratio of steam to oxygen in the carburettor within wide limits.

Genom reglering av temperaturen i den andra reaktorn 4, till kring 7 00°C, d.v.s. samma temperatur som i den första reaktorn 3, förbrukas dessutom alla tjäror och oljor av hög temperaturångan. Detta omvandlar mesta delen av det fixerade kolet till aktivt kol i reaktorn. Den kan därför även generera aktivt kol.By regulating the temperature in the second reactor 4, to around 700 ° C, i.e. In addition, at the same temperature as in the first reactor 3, all tar and oils of high temperature steam are consumed. This converts most of the fixed carbon to activated carbon in the reactor. It can therefore also generate activated carbon.

Uppñnningen kan även användas för att framställa aktivt kol. Det finns två metoder vid vilka aktivt kol bildas i förgasaren. Den första är en varvid endast den första reaktorn används, d.v.s. endast högtemperaturånga insprutas genom röret 7. Hög- temperaturblandningen av ånga och luft från röret 9 är stängd. En annan metod år ha båda reaktorerna igång, men att från rör 9 endast inspruta högtemperaturånga.The invention can also be used to produce activated carbon. There are two methods by which activated carbon is formed in the carburetor. The first is one in which only the first reactor is used, i.e. only high-temperature steam is injected through pipe 7. The high-temperature mixture of steam and air from pipe 9 is closed. Another method is to have both reactors running, but to inject only high-temperature steam from pipe 9.

I detta fall uppsamlas aktivt kol direkt i torrt tillstånd. Den andra metoden kan ge hög kvalitet hos aktivt kol från tjära, eftersom högtemperaturångan som insprutas från röret 9 gör att porerna i det aktiva kolet öppnar sig i den andra reaktorn 4. l5 13 Storleken (pordiametern) kan regleras medelst ångans temperatur i reaktorn 4.In this case, activated carbon is collected directly in the dry state. The second method can give high quality of activated carbon from tar, since the high temperature steam injected from the pipe 9 causes the pores of the activated carbon to open in the second reactor 4. The size (pore diameter) can be controlled by the temperature of the steam in the reactor 4.

Vanligen ökar en högre temperatur hos ångan porantalet i det aktiva kolet.Usually a higher temperature of the steam increases the number of pores in the activated carbon.

Uppfinningen kan således åstadkomma bildning av två produkter (gas och aktivt kol) från råmaterialet. Andelen av produkterna kan bestämmas i enlighet med ty- perna av råmaterial, produkternas pris och så vidare.The invention can thus bring about the formation of two products (gas and activated carbon) from the raw material. The proportion of products can be determined in accordance with the types of raw materials, the price of the products and so on.

Uppfinningen kan dessutom användas för att behandla både grovkorniga partiklar (diameter större än 0,5 cm) av kolhaltiga material och finkorniga partiklar och / eller flytande råmaterial.The invention can also be used to treat both coarse-grained particles (diameter greater than 0.5 cm) of carbonaceous materials and fine-grained particles and / or surface raw materials.

Figur 3 visar en tvärsnittsvy av förgasaren 21, som visar den tangentiella insprut- ningen av råmaterial av vätska/ñnkorniga partiklar. Två insprutningslansar 19 (19a och 19b) visas som är kopplade till reaktorn 4. Flytande råmaterial, såsom vätskerester uppsamlade efter en mikrougnspyrolysprocess för Automotive Shred- der Residue-ASR, och finkorniga eller pulvriserade råmaterial kan insprutas i reak- torn 4. Det insprutade råmaterialet kommer in i reaktorn 4 tangentiellt och blandas med luft/ ånga av hög temperatur som kommer från gallret 5. Den tangentiella in- sprutningen kan öka upphållstiden för det vätskefomiiga eller finkomiga råmateria- let. De medsläpade flödesgasema passerar genom det övre fastbäddsgallret 8, kommer därefter in i reaktorn 3 innan de lämnar förgasaren vid utloppsröret 12. lnsprutningsöppningen 19 skall föreligga vid den nedre delen av hården i reaktom 4 för ökning av uppehållstiden. För en småskalig förgasare är vanligen platsen för denna insprutningsöppning (-öppningar) 10 cm övanför den sluttande väggen 17.Figure 3 shows a cross-sectional view of the carburetor 21, showing the tangential injection of raw material of liquid / granular particles. Two injection lances 19 (19a and 19b) are shown connected to the reactor 4. Liquid raw materials, such as liquid residues collected after a microwave pyrolysis process for Automotive Shredder Residue-ASR, and granular or powdered raw materials can be injected into the reactor raw material. enters the reactor 4 tangentially and is mixed with high temperature air / steam coming from the grid 5. The tangential injection can increase the residence time of the liquid-form or fincoma raw material. The entrained exhaust gases pass through the upper fixed bed grid 8, then enter the reactor 3 before leaving the carburettor at the outlet pipe 12. The injection port 19 should be located at the lower part of the hard in the reactor 4 to increase the residence time. For a small-scale carburettor, the location of this injection opening (s) is usually 10 cm above the sloping wall 17.

Uppehållstiden kan regleras genom insprutningshastighet, insprutningslarisens vinkel i förhållande till förgasaren.The residence time can be regulated by the injection speed, the angle of the injection laris in relation to the carburettor.

I en föredragen utföringsform består förgasarens väggar av två skikt: ett yttre stål- höje, 5,0 mm tjockt, och ett inre hölje av fibrös keramisk isolering, företrädesvis en högtemperaturbeständig, högkvalitativ keram. Den keram som används vid väggen 13, 14 klarar drift vid en maximal temperatur på l400°C. Detta material är sam- mansatt av AlgOg 45%, SiOg 36%, FeqOg, O,9% och CaO 16%. Den keram som an- vänds vid väggen 15, 16 och 17 är företrädesvis anpassad att motstå en högre tem- 14 peratur på 1400- l500°C. Den maximalt tillåtna drifttemperaturen för detta vägg- material är 1600°C. Materíalets sammansättning är AlgOg, 61%, SiOg 26%, FezOß, O,5%, CaO 2,6°/o, ZrOg 2,95%, och BaO 3,3%. De keramiska materialen är uppbur- na av ett stålhölje.In a preferred embodiment, the walls of the carburettor consist of two layers: an outer steel height, 5.0 mm thick, and an inner housing of ös brittle ceramic insulation, preferably a high temperature resistant, high quality ceramic. The ceramic used at the wall 13, 14 can withstand operation at a maximum temperature of 140 ° C. This material is composed of AlgOg 45%, SiOg 36%, FeqOg, 0.9% and CaO 16%. The ceramic used at the walls 15, 16 and 17 is preferably adapted to withstand a higher temperature of 1400-1500 ° C. The maximum permissible operating temperature for this wall material is 1600 ° C. The composition of the material is AlgO 2, 61%, SiO 2 26%, Fe 2 O 3, 0.5%, CaO 2.6 ° / o, ZrO 2 2.95%, and BaO 3.3%. The ceramic materials are supported by a steel casing.

I en föredragen utföringsform används eldfasta keramiska rör som gallren 8 och 5.In a preferred embodiment, refractory ceramic tubes such as grids 8 and 5 are used.

Sammansättningen för dessa keramiska rör kan t.ex. vara 97% ZrOg, och 3 % MgO.The composition of these ceramic tubes can e.g. be 97% ZrO 3, and 3% MgO.

En högtemperaturblandning av luft/ ånga genom röret 9 kommer in i halsen 18 som föreligger nedanför gallret 5. Denna högtemperaturblandning av luft och ånga kan hålla askan i smält tillstånd i halsen 6, faller slutligen ned i botten 6, och kan tas ut i omgångar.A high temperature mixture of air / steam through the pipe 9 enters the throat 18 located below the grid 5. This high temperature mixture of air and steam can keep the ash in a molten state in the throat 6, finally falls into the bottom 6, and can be taken out in batches.

Exempel 1: 97 kg/ h trâpelletar med en diameter runt 8 mm matas in i den första reaktorn frän toppen 1 medelst gravitation vid rumstemperatur (15°C). Träpelletarnas egenskaper visas i tabell 1. 90 Nm3 / h av den högförupphettade blandningen av luft och ånga insprutas i förgasaren genom inloppet 9. Den förupphettade blandningens tempera- tur är 1332°C. Syrekoncentrationen i denna blandning är 9% (vol), och ångkoncent- rationen i blandningen är 51% (vol). Denna högförupphettade blandning av luft och ånga passerar reaktorema 4 och 3, träffar därefter tråpelletarna som insprutas från 1. Den erhållna brännbara gasen flödar ut från 12. Temperaturen för syntetgasen vid utloppet 12 är 554°C. Den erhållna syntesgasens låga värmevärde (LI-IV) är 8,1 MJ /Nm3. Koncentrationen av väte, CO och Cl-Li i den framställda syntesgasen är 16,4 %, 25,1% respektive 4,3% (volym i tonvikt).Example 1: 97 kg / h wooden pellets with a diameter of around 8 mm are fed into the first reactor from the top 1 by gravity at room temperature (15 ° C). The properties of the wood pellets are shown in Table 1. 90 Nm3 / h of the highly preheated mixture of air and steam is injected into the carburettor through the inlet 9. The temperature of the preheated mixture is 1332 ° C. The oxygen concentration in this mixture is 9% (vol), and the vapor concentration in the mixture is 51% (vol). This highly preheated mixture of air and steam passes through reactors 4 and 3, then hits the droplets injected from 1. The resulting combustible gas flows out of 12. The temperature of the synthetic gas at outlet 12 is 554 ° C. The low calorific value (LI-IV) of the synthesis gas obtained is 8.1 MJ / Nm3. The concentration of hydrogen, CO and Cl-Li in the synthesis gas produced is 16.4%, 25.1% and 4.3% respectively (volume in weight).

Tabell 1 Primär- och elementaranalys av det använda råmaterialen Primäranalys Tfäpeiietaf (WP) Total fukthalt (ss1s717o) 8% Askhalt (SS-187171) 0,5-0,6% (torr) LHV (SS-ISO562) 17,76 MJ / kg (såsom det erhölls) Flyktiga substanser (SS-ISO) 84 % (torr) Densitet 630-650 kg/ m3 Elementaranalys (torra sammansättningar) Träpelletar Svavel (SS- 187177) S 0,01-0,02°/ø Kol (Leco-600) C 50% Väte (Leco-600) H 6,0-6,2% Kväve (Leco-600) N <0,1% Syre (beräknat) O 43-44% Asksmälttemperaturer (oxiderande betingelser) Träpelletar 1350- 1400°C 1450- 1500°C 1 500°C 1500- 1550°C Initial deformation, IT Mjukning, ST Hemisfärisk, HT Temperatur vid flytande tillstånd, FT Exempel 2: 60 kg/ h av avfallshärlett bränsle (RDF), ett pelletfonnigt bränsle framställt av pap- persfiber blandade med andra substanser såsom textilfiber, träspån och plaster, användes som råmaterial med en diameter kring 8 mm, och inmatades i den första reaktorn från toppen 1 genom sin vikt, d.v.s. genom verkan av gravitation, vid rumstemperatur (l5°C). Tråpelletamas egenskaper visas i tabell 1. 101 Nm3 / h av den högförupphettade blandningen av luft och ånga sprutas in i fórgasaren 9. Tem- peraturen för den föruppvärmda blandningen är 1447°C. Syrekoncentrationen i l0 16 denna blandning år 10% (vol), och ångkoncentrationen i blandningen år 4 % (vol).Table 1 Primary and elemental analysis of the raw materials used Primary analysis Tfäpeiietaf (WP) Total moisture content (ss1s717o) 8% Ash content (SS-187171) 0.5-0.6% (dry) LHV (SS-ISO562) 17.76 MJ / kg (as obtained) Volatiles (SS-ISO) 84% (dry) Density 630-650 kg / m3 Elemental analysis (dry compositions) Wood pellets Sulfur (SS-187177) S 0.01-0.02 ° / ø Carbon ( Leco-600) C 50% Hydrogen (Leco-600) H 6.0-6.2% Nitrogen (Leco-600) N <0.1% Oxygen (calculated) O 43-44% Ash melt temperatures (oxidizing conditions) Wood pellets 1350 - 1400 ° C 1450- 1500 ° C 1 500 ° C 1500- 1550 ° C Initial deformation, IT Softening, ST Hemispheric, HT Temperature at liquid state, FT Example 2: 60 kg / h of waste-derived fuel (RDF), a pelletized fuel made from paper bers mixed with other substances such as textiles, wood chips and plastics, was used as a raw material with a diameter of about 8 mm, and was fed into the first reactor from the top 1 by its weight, ie. by the action of gravity, at room temperature (15 ° C). The properties of the trawl pellets are shown in Table 1. 101 Nm3 / h of the preheated mixture of air and steam is injected into the carburettor 9. The temperature of the preheated mixture is 1447 ° C. The oxygen concentration in this mixture is 10% (vol), and the vapor concentration in the mixture is 4% (vol).

Denna högförupphettade blandning av luft och syre passerar reaktorerna 4 och 3, träffar därefter träpelletarna som insprutas från 1. Den erhållna brännbara gasen strömmar ut från 12. Temperaturen hos syntesgasen vid utloppet 12 är 804°C. Den bildade syntesgasens låga värmevärde (LHV) är 9,5 MJ / Nmß. Koncentrationen av väte, CO och CH4 i den bildade syntesgasen är 10,4%, 15,3% respektive 6,4% (vo- lym i torrt tillstånd).This highly preheated mixture of air and oxygen passes through reactors 4 and 3, then hits the wood pellets injected from 1. The resulting combustible gas flows out of 12. The temperature of the synthesis gas at outlet 12 is 804 ° C. The low calorific value (LHV) of the synthesis gas formed is 9.5 MJ / Nmß. The concentration of hydrogen, CO and CH4 in the synthesis gas formed is 10.4%, 15.3% and 6.4% respectively (volume in the dry state).

Tabell 2 Primär- och elementaranalys av de använda råmaterialen Primär analys Avfallshärlett bränsle (RDF) 2,9 % 6,0 % (torr) 26,704 MJ / kg (såsom det erhölls) 84,4 % (torr) 472 kg/ m3 Total fukthalt (SS 187 170) Askhalt (SS- 187171) LHV (SS-ISO562) Flyktiga substanser (SS-ISO) Densitet Elementaranalys (torra sammansättningar) RDF Svavel (SS- 187 177) S 0,09 % Kol (Leco-600) C 63,3 % Väte (Leco-600) H 8,9 % Kväve (Leco-600) N 0,3 % Syre (Calculated) O 20,95 % Asksmälttemperaturer (oxlderande betingelser) RDF Initial deformation, IT 1210°C Mjukning, ST 1220°C Hemisfärisk, HT 1230°C Temperatur vid flytande tillstånd, FT 1240°CTable 2 Primary and elemental analysis of the raw materials used Primary analysis Waste-derived fuel (RDF) 2.9% 6.0% (dry) 26,704 MJ / kg (as obtained) 84.4% (dry) 472 kg / m3 Total moisture content (SS 187 170) Ash content (SS- 187171) LHV (SS-ISO562) Volatiles (SS-ISO) Density Elemental analysis (dry compositions) RDF Sulfur (SS- 187 177) S 0.09% Carbon (Leco-600) C 63.3% Hydrogen (Leco-600) H 8.9% Nitrogen (Leco-600) N 0.3% Oxygen (Calculated) O 20.95% Ash melt temperatures (oxidizing conditions) RDF Initial deformation, IT 1210 ° C Softening, ST 1220 ° C Hemispherical, Autumn 1230 ° C Temperature at fl surface state, FT 1240 ° C

Claims (10)

10 15 20 25 30 17 PATENTKRAV10 15 20 25 30 17 PATENT REQUIREMENTS 1. Tvåstegsförgasare (21) för framställning av syntesgas, och valfritt, aktivt kol, utgående från ett grovkornigt kolhaltigt råmaterial, vilken förgasare omfattar: - ett inlopp (7) för ånga; - ett inlopp (9) för ånga, valfritt tillsammans med luft eller syre; - en första, övre reaktor (3), försedd med ett inlopp (2) för ett grovkornigt kolhaltigt råmaterial (1), och ett utlopp (12) för syntesgas; och - en andra, nedre reaktor (4); varvid den första och andra reaktorn är separerade genom ett organ (8) för be- gränsning av det grovkorníga kolhaltiga råmaterialets passage från den första reak- torn till den andra reaktorn genom verkan av gravitet, varvid den första reaktorn har förmåga att drivas vid en temperatur på minst 600°C, och den andra reaktorn har förmåga att drivas vid en högre temperatur, kännetecknad av att den andra reaktorn är försedd med ett inlopp (19) för ett ñnkornigt fast kolhaltigt råmaterial och/ eller ett flytande kolhaltigt råmaterial, inlopp (7) är beläget nära den första re- aktorns botten, så att förupphettad ånga med en temperatur om minst 700°C kan inmatas till första reaktorn nedifrån via inlopp (7), och av att inlopp (9) år beläget nåra den andra reaktorns botten, så att förupphettad ånga med en temperatur om åtminstone 700°C, valfritt tillsammans med förupphettad luft eller syre med en temperatur på åtminstone 700°C, kan inmatas till den andra reaktorn nedifrån via inlopp (9).A two-stage carburettor (21) for producing synthesis gas, and optionally activated carbon, starting from a coarse-grained carbonaceous raw material, which carburettor comprises: - an inlet (7) for steam; an inlet (9) for steam, optionally together with air or oxygen; - a first, upper reactor (3), provided with an inlet (2) for a coarse-grained carbonaceous raw material (1), and an outlet (12) for synthesis gas; and - a second, lower reactor (4); the first and second reactors being separated by a means (8) for limiting the passage of the coarse-grained carbonaceous feedstock from the first reactor to the second reactor by the action of gravity, the first reactor being capable of being operated at a temperature at least 600 ° C, and the second reactor is capable of being operated at a higher temperature, characterized in that the second reactor is provided with an inlet (19) for a granular solid carbonaceous feedstock and / or a liquid carbonaceous feedstock, inlet (7 ) is located near the bottom of the first reactor, so that preheated steam with a temperature of at least 700 ° C can be fed to the first reactor from below via inlet (7), and from the fact that inlet (9) is located near the bottom of the second reactor, so that preheated steam with a temperature of at least 700 ° C, optionally together with preheated air or oxygen with a temperature of at least 700 ° C, can be fed to the second reactor from below via inlet (9). 2. Tvåstegsförgasare enligt patentkrav 1, vari en halsdel (20, 18) med ett reducerat tvärsnitt är anordnad i botten av den första reaktorn och/ eller i toppen av den andra reaktorn, och företrädesvis även i botten av den andra reaktorn.Two-stage carburettor according to claim 1, wherein a neck part (20, 18) with a reduced cross-section is arranged at the bottom of the first reactor and / or at the top of the second reactor, and preferably also at the bottom of the second reactor. 3. Tvåstegsförgasare enligt patentkrav 1 eller 2, vari en eller flera och före- trädesvis samtliga av inloppen (7, 9, 19) mynnar tangentiellt i förgasaren i motsva- rande delar (20, 18, 16) av förgasaren, vilka har invändiga cirkulära tvärsnitt. 10 20 25 30 18Two-stage carburettor according to claim 1 or 2, wherein one or more and preferably all of the inlets (7, 9, 19) open tangentially into the carburettor in corresponding parts (20, 18, 16) of the carburettor, which have internal circular cross section. 10 20 25 30 18 4. Tyåstegsförgasare enligt patentkrav 3, vari inloppet (19) omfattar minst två inlopp (19a, 19b) separerade med maximalt avstånd från varandra längs det cirkulära tvårsnittets omkrets.The two-stage carburettor according to claim 3, wherein the inlet (19) comprises at least two inlets (19a, 19b) separated by a maximum distance from each other along the circumference of the circular cross-section. 5. F örfarande för förgasning av ett grovkornigt kolhaltigt råmaterial med användning av en tvåstegsförgasare med två reaktorer för framställning av syntes- gas, valfritt tillsammans med aktivt kol, omfattande stegen att: (a) ett grovkornigt kolhaltigt råmaterial inmatas till reaktorn i det första steget av förgasaren; (b) det grovkorniga kolhaltiga råmaterialet utsätts för ånga i reaktorn i det första steget vid en drifttemperatur på minst 600°C i reaktorn, för åstadkommande av förgasning av det kolhaltiga råmaterialet; (c) eventuella fasta och flytande kolhaltiga material som erhållits från steg (b) utsätts för ånga och luft eller ånga och syre i det andra ste- gets reaktor som arbetar vid en högre drifttemperatur än i steg (b) för erhållande av valfri kombination av de följande: aktivt kol; CO; C02; och förbränningsvärme; kännetecknat av att inget syre matas till det första stegets reaktor, utan endast förupphettad ånga med en temperatur på minst 700°C.A process for gasifying a coarse-grained carbonaceous feedstock using a two-stage carburetor with two synthesis gas production reactors, optionally together with activated carbon, comprising the steps of: (a) feeding a coarse-grained carbonaceous feedstock to the reactor in the first step; of the carburetor; (b) the coarse-grained carbonaceous feedstock is subjected to steam in the reactor in the first stage at an operating temperature of at least 600 ° C in the reactor, to effect gasification of the carbonaceous feedstock; (c) any solid and liquid carbonaceous materials obtained from step (b) are exposed to steam and air or steam and oxygen in the second stage reactor operating at a higher operating temperature than in step (b) to obtain any combination of the following: activated carbon; CO; CO 2; and combustion heat; characterized in that no oxygen is fed to the first stage reactor, but only preheated steam with a temperature of at least 700 ° C. 6. Förfarande enligt patentkrav 5, omfattande ett ytterligare steg (d) enligt vilket ett finkornigt fast kolhaltigt, eller flytande kolhaltigt råmaterial samtidigt ma- tas till det andra stegets reaktor i förgasaren.A process according to claim 5, comprising a further step (d) according to which a granular solid carbonaceous, or liquid carbonaceous raw material is simultaneously fed to the reactor of the second stage in the carburettor. 7. Förfarande enligt patentkrav 5 eller 6, varvid (c) ångan i steg förupphet- tas till en temperatur på minst 700°C.A process according to claim 5 or 6, wherein (c) the steam is preheated in steps to a temperature of at least 700 ° C. 8. Förfarande enligt patentkrav 7, varvid förhållandet ånga/ luft eller ånga / syre som används i steg (c) väljs så att den inre förbränningen minimeras, och så att utbytet av CO och/ eller aktivt kol maximeras.A process according to claim 7, wherein the ratio of steam / air or steam / oxygen used in step (c) is selected so that the internal combustion is minimized, and so that the yield of CO and / or activated carbon is maximized. 9. Förfarande enligt något av patentkraven 5-8, varvid syre anvånds i stället för luft. 19A method according to any one of claims 5-8, wherein oxygen is used instead of air. 19 10. Förfarande enligt patentkrav 7 eller 8, varvid ingen luft eller syre tillförs förgasaren. l0 15 20 SAM MANDRAG En förgasare beskrivs som kombinerar två reaktorer och som utnyttjar externt ge- nererad förupphettad ånga av hög temperatur som insprutas till den första reak- torn, där upphettningsbehovet för förgasning täcks av kännbart värme från ångan. Förgasaren kan producera syntesgas med medelhögt och högt lågt värmevärde. Den första reaktorn är en förgasningssektion med fast bädd där grovkomigt råmaterial förgasas, och den andra reaktorn är en förgasningssektion med strömmande (entra- ined) bädd där vätskeformigt och finkornigt råmaterial fórgasas. Fast grovkornigt råmaterial befrias först från flyktiga komponenter i den första fastbäddsreaktorn i förgasaren med hjälp av högtemperaturånga, och utsätts därefter i den andra reak- torn för en högre temperatur som är tillräcklig för att sönderdela och förstöra tjäror och oljor. Aktivt kol kan framställas som samtidig produkt. Förgasaren kan användas med olika fasta och flytande råmaterial. Förgasaren har förmåga att förgasa dessa olika råmaterial samtidigt.A method according to claim 7 or 8, wherein no air or oxygen is supplied to the carburettor. l 15 15 SAM SUMMARY A carburettor is described which combines two reactors and which uses externally generated preheated steam of high temperature which is injected into the first reactor, where the heating need for gasification is covered by sensible heat from the steam. The carburettor can produce synthesis gas with medium and high low calorific value. The first reactor is a solid bed gasification section where coarse-grained raw material is gasified, and the second reactor is a gas-fired section with entrained bed where liquid and granular raw material is gasified. Solid coarse-grained raw material is first freed from volatile components in the first fixed-bed reactor in the carburettor by means of high-temperature vapor, and is then exposed in the second reactor to a higher temperature sufficient to decompose and destroy tar and oils. Activated carbon can be produced as a simultaneous product. The carburettor can be used with various solid and surface raw materials. The carburettor has the ability to gasify these different raw materials simultaneously.
SE0801266A 2008-05-29 2008-05-29 Two stage carburetors using high temperature preheated steam SE0801266A0 (en)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0801266A SE0801266A0 (en) 2008-05-29 2008-05-29 Two stage carburetors using high temperature preheated steam
CA2726250A CA2726250A1 (en) 2008-05-29 2009-05-29 A two-stage high-temperature preheated steam gasifier
PCT/SE2009/050630 WO2009145724A2 (en) 2008-05-29 2009-05-29 A two-stage high-temperature preheated steam gasifier
AU2009251931A AU2009251931A1 (en) 2008-05-29 2009-05-29 A two-stage high-temperature preheated steam gasifier
SE1051371A SE534810C2 (en) 2008-05-29 2009-05-29 Two stage carburetors using high temperature preheated steam
EP09755162A EP2300568A2 (en) 2008-05-29 2009-05-29 A two-stage high-temperature preheated steam gasifier
BRPI0912280A BRPI0912280A2 (en) 2008-05-29 2009-05-29 a two stage high temperature preheated steam gasifier
CN2009801244320A CN102076830A (en) 2008-05-29 2009-05-29 Two-stage high-temperature preheating steam gasifier
EA201001822A EA017739B1 (en) 2008-05-29 2009-05-29 A two-stage high-temperature preheated steam gasifier
US12/994,907 US20110078951A1 (en) 2008-05-29 2009-05-29 Two-stage high-temperature preheated steam gasifier
AP2010005514A AP2010005514A0 (en) 2008-05-29 2009-05-29 A two-stage high-temperature preheated steam gasifier.
JP2011511568A JP2011522084A (en) 2008-05-29 2009-05-29 Two-stage high-temperature preheating steam gasifier
ZA2010/09075A ZA201009075B (en) 2008-05-29 2010-12-17 A two-stage high-temperature preheated steam gasifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0801266A SE0801266A0 (en) 2008-05-29 2008-05-29 Two stage carburetors using high temperature preheated steam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SE0801266A0 true SE0801266A0 (en) 2009-12-21

Family

ID=41377827

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0801266A SE0801266A0 (en) 2008-05-29 2008-05-29 Two stage carburetors using high temperature preheated steam
SE1051371A SE534810C2 (en) 2008-05-29 2009-05-29 Two stage carburetors using high temperature preheated steam

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1051371A SE534810C2 (en) 2008-05-29 2009-05-29 Two stage carburetors using high temperature preheated steam

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20110078951A1 (en)
EP (1) EP2300568A2 (en)
JP (1) JP2011522084A (en)
CN (1) CN102076830A (en)
AP (1) AP2010005514A0 (en)
AU (1) AU2009251931A1 (en)
BR (1) BRPI0912280A2 (en)
CA (1) CA2726250A1 (en)
EA (1) EA017739B1 (en)
SE (2) SE0801266A0 (en)
WO (1) WO2009145724A2 (en)
ZA (1) ZA201009075B (en)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012528925A (en) * 2009-06-02 2012-11-15 サーモケム リカバリー インターナショナル インコーポレイテッド Gasifier with integrated fuel cell power generation system
MY151894A (en) * 2009-07-17 2014-07-14 Green Energy And Technology Sdn Bhd Advanced thermal reactor
US9085738B2 (en) * 2009-09-14 2015-07-21 General Electronic Company Method and apparatus for drying solid feedstock using steam
CN102191089A (en) * 2011-03-29 2011-09-21 万贤法 Two-stage high-temperature preheated steam biomass gasification furnace
US9650254B2 (en) * 2011-04-01 2017-05-16 Dalian University Of Technology Method for preparation of active carbon by pyrolysis of organics
CA2832887A1 (en) 2011-04-11 2012-10-18 ADA-ES, Inc. Fluidized bed method and system for gas component capture
WO2012168945A1 (en) 2011-06-10 2012-12-13 Bharat Petroleum Corporation Limited Process for co-gasification of two or more carbonaceous feedstocks and apparatus thereof
HRP20171055T1 (en) 2011-06-23 2017-10-06 Xylowatt S.A. Carbonaceous solid fuel gasifier
BRPI1105768A2 (en) * 2011-09-01 2016-05-03 Guradoor Sl dual gasification pyrolysis reactor device
CN103084129B (en) * 2011-10-28 2014-11-26 北京低碳清洁能源研究所 Multi-stage plasma cracking carbonaceous material reactor and method for producing acetylene by using same
US10738249B2 (en) 2012-01-30 2020-08-11 Aries Gasification, Llc Universal feeder for gasification reactors
US9242219B2 (en) * 2012-01-30 2016-01-26 PHG Energy, LLC Fluidized bed biogasifier and method for gasifying biosolids
DE102012202143B3 (en) * 2012-02-13 2013-05-29 Technische Universität Bergakademie Freiberg Process and apparatus for slag bath gasification of solid fuels
EP2851411B1 (en) * 2012-05-18 2018-10-10 Japan Blue Energy Co., Ltd. Gasification apparatus
KR101318980B1 (en) 2012-09-19 2013-10-17 아주대학교산학협력단 Apparatus and method for generating synthetic natural gas
CA2884778C (en) 2012-09-20 2019-06-11 ADA-ES, Inc. Method and system to reclaim functional sites on a sorbent contaminated by heat stable salts
ITTO20121122A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-22 Salvatore Marasa PIRO-GASIFICATION REACTOR.
US11242494B2 (en) 2013-01-28 2022-02-08 Aries Clean Technologies Llc System and process for continuous production of contaminate free, size specific biochar following gasification
US8721748B1 (en) * 2013-01-28 2014-05-13 PHG Energy, LLC Device with dilated oxidation zone for gasifying feedstock
DE102013101368B4 (en) 2013-02-12 2023-04-27 Gidara Energy B.V. fluidized bed gasifier
US9376639B2 (en) * 2013-03-15 2016-06-28 Terrapower, Llc Method and system for performing gasification of carbonaceous feedstock
CN104017608B (en) * 2014-05-14 2017-03-15 上海尧兴投资管理有限公司 Jet-flow bed producing synthesis gas from coal gasification furnace
JP6526499B2 (en) * 2015-06-29 2019-06-05 株式会社神鋼環境ソリューション Burner
CN105542869B (en) * 2015-12-10 2018-09-21 上海尧兴投资管理有限公司 The gasification furnace of producing synthesis gas from coal
CN105713678A (en) * 2016-03-11 2016-06-29 郭宾 Multifunctional gasifier and combined cycle energy system
WO2017206281A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 中油锐思技术开发有限责任公司 Cooling and gasification device, waste water composite heat carrier generator, and composite heat carrier generation method
CN105841129B (en) * 2016-06-01 2018-05-18 中油锐思技术开发有限责任公司 Waste water composite heat carrier generator and composite heat carrier generation method
GB2551314B (en) * 2016-06-06 2021-03-17 Kew Tech Limited Equilibium approach reactor
EP3309240A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-18 WS-Wärmeprozesstechnik GmbH Method and device for gasification of biomass
RU175131U1 (en) * 2016-12-09 2017-11-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) DEVICE FOR THERMAL CONVERSION OF BIOMASS
JP6899102B2 (en) * 2017-09-29 2021-07-07 株式会社ジャパンブルーエナジー Biomass gasifier
JP7088734B2 (en) * 2018-05-10 2022-06-21 エネサイクル株式会社 Reformer
AU2019386897A1 (en) * 2018-11-28 2021-07-22 Kbi Invest & Management Ag Reactor and process for gasifying and/or melting of feed materials
GB201900676D0 (en) * 2019-01-17 2019-03-06 Chalabi Rifat Al Process for producing activated carbon and hydrogen
JP7341075B2 (en) * 2020-01-22 2023-09-08 三菱重工業株式会社 Gasification system and gasification method
CN112029538B (en) * 2020-08-17 2021-09-24 新奥科技发展有限公司 Coupling gasification system and method of pulverized coal and lump coal
IT202000025321A1 (en) * 2020-10-26 2022-04-26 Ers Eng S R L ORGANIC MATERIAL GASIFICATION PROCESS AND PLANT TO IMPLEMENT SUCH A PROCESS
EP4026886B1 (en) * 2021-01-06 2023-10-11 GIDARA Energy B.V. Process for producing synthesis gas through thermochemical conversion of biomass and waste materials
KR102312365B1 (en) * 2021-03-26 2021-10-15 주식회사 한양 에프엔티 High temperature reformer
KR102467994B1 (en) * 2021-05-11 2022-11-17 주식회사 한양 에프엔티 High temperatue reformer with capsule type reforming furnace
WO2023102579A1 (en) * 2021-12-01 2023-06-08 Cochrane William Thomas Gasifier
EP4281408A4 (en) * 2022-02-18 2025-03-05 Antarctica Labs Pte, Ltd PYROLITIC REACTOR FOR RECOVERING CARBON FROM CERTAIN PLASTICS AND SYSTEM AND METHOD FOR RECOVERING CARBON FROM CERTAIN PLASTICS

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3844733A (en) * 1972-03-23 1974-10-29 Us Interior Two-stage downflow gasification of coal
US3817723A (en) * 1972-03-23 1974-06-18 Secretary Two-stage gasification of pretreated coal
US3945809A (en) * 1975-07-08 1976-03-23 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Method and apparatus for removing coarse unentrained char particles from the second stage of a two-stage coal gasifier
US4069024A (en) * 1977-05-09 1978-01-17 Combustion Engineering, Inc. Two-stage gasification system
US4177740A (en) * 1978-03-10 1979-12-11 Enterprises International, Inc. Apparatus for generating heat from waste fuel
DE3032212C2 (en) * 1980-08-27 1986-09-18 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Process for the production of H 2 and CO-containing gases by gasification of coke
GB2086411B (en) * 1980-10-27 1984-03-28 British Gas Corp Efg process
GB8423949D0 (en) * 1984-09-21 1984-10-31 English Electric Co Ltd Fluidised-bed gasifier
JP3572121B2 (en) * 1995-08-21 2004-09-29 三菱重工業株式会社 Gasification furnace and gasification method for organic waste
US6074623A (en) * 1997-10-14 2000-06-13 Vick; Steven C. Process for thermal destruction of spent potliners
TWI241392B (en) * 1999-09-20 2005-10-11 Japan Science & Tech Agency Apparatus and method for gasifying solid or liquid fuel
US6647903B2 (en) * 2000-09-14 2003-11-18 Charles W. Aguadas Ellis Method and apparatus for generating and utilizing combustible gas
WO2002046331A1 (en) * 2000-12-04 2002-06-13 Emery Energy Company L.L.C. Multi-faceted gasifier and related methods
JP3973840B2 (en) * 2001-01-18 2007-09-12 独立行政法人科学技術振興機構 Solid fuel gasifier
US7229483B2 (en) * 2001-03-12 2007-06-12 Frederick Michael Lewis Generation of an ultra-superheated steam composition and gasification therewith
CN100519706C (en) * 2003-12-31 2009-07-29 财团法人工业技术研究院 Carbide gasification reaction system
CA2606846C (en) * 2005-05-02 2013-12-10 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for producing synthesis gas
AU2006254673A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Plasco Energy Group Inc. A system for the conversion of coal to a gas of a specified composition
GR1005536B (en) * 2006-03-07 2007-06-07 Λαμπρος Ελευσινιωτης Two-stage combined cocurrent-countercurrent gasifier
WO2008013794A2 (en) * 2006-07-24 2008-01-31 Clean Energy, L.L.C. Conversion of carbonaceous materials to synthetic natural gas by pyrolysis, reforming, and methanation

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0912280A2 (en) 2015-10-20
EA017739B1 (en) 2013-02-28
EP2300568A2 (en) 2011-03-30
WO2009145724A3 (en) 2010-08-12
CN102076830A (en) 2011-05-25
EA201001822A1 (en) 2011-06-30
CA2726250A1 (en) 2009-12-03
SE1051371A1 (en) 2010-12-22
AU2009251931A1 (en) 2009-12-03
SE534810C2 (en) 2011-12-27
US20110078951A1 (en) 2011-04-07
JP2011522084A (en) 2011-07-28
AP2010005514A0 (en) 2010-12-31
WO2009145724A2 (en) 2009-12-03
ZA201009075B (en) 2012-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE0801266A0 (en) Two stage carburetors using high temperature preheated steam
CA2806344C (en) A method of gasifying carbonaceous material and a gasification system
WO2002057395A1 (en) Apparatus for gasifying solid fuel
CN107995921A (en) Gasification system
IN2014MN01477A (en)
US9353321B2 (en) Method and apparatus for reduction of tar in gasification of carbonaceous materials
Liu et al. Gasification characteristics of refuse derived fuels in a fluidized bed: Effect of process parameters and catalytic reforming
JP2023540328A (en) Two-stage synthesis gas generation with separated char and product gas input to the second stage
KR101858776B1 (en) Method and equipment for producing coke during indirectly heated gasification
WO2021191925A1 (en) Gasification system design and process for reduction in tar formation
CA2901660A1 (en) Treatment of a feedstock material
CN111778072A (en) A device and method for removing tar from combustible solid waste gas at high temperature with oxygen enrichment
US20250153129A1 (en) Plant, device and process
JP7118341B2 (en) Hydrogen production equipment
JP2008169354A (en) Process and apparatus for thermal hydrocracking of coal
JP4863889B2 (en) Coal hydrocracking process
EP3000865B1 (en) Method for converting the rdf fraction into a synthesis gas
WO2025043162A1 (en) High efficiency gasification
JP2025018716A (en) Fuel gas generating device and fuel gas generating method
Kawamoto et al. Hydrogen recovery by gasification and reforming technology using an effective catalyst
Cui 96lo2050 Electrochemical methane oxidatlon to syngas on the Pt electrode in a cell with the solid oxygen-conducting electrolyte
Jaber 02fOO366 Partial oxidation of methane to synthesis gas over Fih-hexaaluminate-based catalysts
WO2012011799A2 (en) System and method for thermal cracking of a hydrocarbons comprising mass
EA007798B1 (en) Method of laminar coal gasification

Legal Events

Date Code Title Description
NAV Patent application has lapsed