DE102017106347A1

DE102017106347A1 - Process and apparatus for the allothermal production of fuel gases

Info

Publication number: DE102017106347A1
Application number: DE102017106347.1A
Authority: DE
Inventors: Daniel Schweitzer
Original assignee: Universitaet Stuttgart
Current assignee: Universitaet Stuttgart
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur allothermen Herstellung eines Brenngases (2) aus kohlenstoffhaltigem Brennstoff (7) mittels einer Vorrichtung (1) mit einem zwischen einem Verbrenner (3) und einem Vergaser (4) umlaufenden Bettmaterial (6), wobei der in dem Vergaser (4) unter Zufuhr von Wasserdampf (17) zum Brenngas (2) reagiert. Um auf eine aufwendige Brenngasrückführung zur Unterstützung der Erwärmung des Bettmaterials (6) im Verbrenner (3) verzichten zu können, wird Energie vom Vergaser (4) in den Verbrenner (3) mittels eines von einem Teil des Brenngases (2) in dem Vergaser (4) reduzierten und mit dem Bettmaterial (6) umlaufenden Hilfsstoff (9) transportiert und der Hilfsstoff (9) in dem Verbrenner (3) unter Abgabe von Energie wieder oxidiert.The invention relates to a method and a device (1) for the allothermal production of a fuel gas (2) from carbonaceous fuel (7) by means of a device (1) with a bed material (6) circulating between a burner (3) and a carburettor (4). in which the gasifier (4) reacts with the supply of water vapor (17) to the fuel gas (2). In order to be able to dispense with an expensive fuel gas recirculation to support the heating of the bed material (6) in the combustor (3), energy from the gasifier (4) is injected into the combustor (3) by means of one of a part of the fuel gas (2) in the gasifier (3). 4) transported and with the bed material (6) circulating excipient (9) and the excipient (9) in the combustor (3) re-oxidized while releasing energy.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur allothermen Herstellung eines Brenngases aus kohlenstoffhaltigem Brennstoff mittels einer Vorrichtung mit einem zwischen einem Verbrenner und einem Vergaser umlaufenden Bettmaterial, wobei der Brennstoff in dem Vergaser unter Zufuhr von Wasserdampf zum Brenngas reagiert.The invention relates to a method and apparatus for allothermic production of a fuel gas from carbonaceous fuel by means of a device with a circulating between a combustor and a gasifier bed material, wherein the fuel in the gasifier reacts with the supply of water vapor to the fuel gas.

Gattungsgemäße, Wasserdampfvergasung genannte Verfahren und Vorrichtungen hierzu dienen der Herstellung von Brenngas, beispielsweise auch Produktgas oder Synthesegas genannt. Bei dieser Wasserdampfvergasung handelt es sich um ein allothermes Vergasungsverfahren. Dies bedeutet, dass die Gesamtenthalpieänderung der Vergasung positiv ist und dem Vergaser, in dem die Vergasungsreaktionen stattfinden, Energie, beispielsweise thermische Energie von einem Verbrenner zugeführt werden muss.Generic, steam gasification said method and apparatus for this purpose are used to produce fuel gas, for example, also called product gas or synthesis gas. This steam gasification is an allothermic gasification process. This means that the total enthalpy change of the gasification is positive and energy must be supplied to the gasifier in which the gasification reactions take place, for example thermal energy from a combustor.

Bei den sogenannten Zweibett-Vergasungsverfahren wird zwischen einem Vergaser und einem Verbrenner umlaufendes Bettmaterial als Wärmeträger verwendet, so dass über das Bettmaterial thermische Energie von dem Verbrenner in den Vergaser überführt wird. Dabei muss die Prozesstemperatur des Verbrenners größer als die Prozesstemperatur des Vergasers sein. Das Bettmaterial wird vom Verbrenner zusammen mit gegebenenfalls weiteren Reaktionsprodukten der Verbrennung in den Vergaser und von dort wieder zusammen mit Reaktionsprodukten wie beispielsweise Vergasungskoks in den Verbrenner überführt. Das Grundprinzip dieses Verfahrens ist in der US 3,912,465 A offenbart.In the so-called twin-gasification process circulating bed material is used as a heat transfer medium between a gasifier and a combustor, so that thermal energy is transferred from the combustor into the gasifier via the bed material. The process temperature of the burner must be greater than the process temperature of the carburettor. The bed material is transferred from the combustor together with optionally further reaction products of the combustion in the gasifier and from there again together with reaction products such as gasification coke in the combustor. The basic principle of this procedure is in the US 3,912,465 A disclosed.

Erfahrungen haben gezeigt, dass die Verbrennung des Vergasungskoks nicht genügend Energie umsetzt, um das Bettmaterial ausreichend aufzuheizen und damit die Vergasung in ausreichender Weise aufrecht zu erhalten. Es wurde daher zur Erhöhung der thermischen Energie im Verbrenner und damit zur besseren Aufheizung des Bettmaterials vorgeschlagen, einen Teil des Brenngases als sogenanntes Rückführgas und gegebenenfalls brennbare Waschlösung aus der Reinigung des Brenngases dem Verbrenner zuzuführen. Dies erfordert eine aufwendige Verrohrung der Vorrichtung, die Installation von hochwertigen Brennern und erhöht die Investkosten einer derartigen Vorrichtung und verringert die Effektivität insbesondere bei kleineren Vorrichtungen.Experience has shown that the combustion of the gasification coke does not convert enough energy to heat the bed material sufficiently and thus to maintain the gasification sufficient. It has therefore been proposed to increase the thermal energy in the combustor and thus for better heating of the bed material to supply a portion of the fuel gas as a so-called recycle gas and optionally combustible wash solution from the purification of the fuel gas to the combustor. This requires a costly piping of the device, the installation of high-quality burners and increases the investment costs of such a device and reduces the effectiveness, especially for smaller devices.

Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Vergasung von kohlenstoffhaltigem Brennstoff mittels Wasserdampfvergasung.The object of the invention is the advantageous development of a method and a device for the gasification of carbonaceous fuel by steam gasification.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren des Anspruchs 1 und die Vorrichtung des Anspruchs 9 gelöst. Die von den Ansprüchen 1 und 9 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens beziehungsweise der Vorrichtung wieder.The object is achieved by the method of the claim 1 and the device of the claim 9 solved. The of the claims 1 and 9 dependent claims give advantageous embodiments of the method or the device again.

Das vorgeschlagene Verfahren dient der allothermen Herstellung eines Brenngases aus kohlenstoffhaltigem Brennstoff. Kohlenstoffhaltiger Brennstoff können kohlenwasserstoffhaltige Verbindungen, beispielsweise Biomasse, insbesondere Hackschnitzel, Pellets, organische Abfälle oder dergleichen sein. In anderen Anwendungen kann der kohlenstoffhaltige Brennstoff auch fossiler Brennstoff wie beispielsweise Braunkohle oder dergleichen sein.The proposed method serves for the allothermal production of a fuel gas from carbonaceous fuel. Carbonaceous fuel may be hydrocarbonaceous compounds, for example biomass, in particular wood chips, pellets, organic wastes or the like. In other applications, the carbonaceous fuel may also be fossil fuel such as lignite or the like.

Das Brenngas, beziehungsweise dem Brenngas zugrundeliegende Rohgas wird in bevorzugter Weise nachgereinigt. Beispielsweise können Filter zur Eliminierung von Schwebstoffen, Wäscher beispielsweise zur Entfernung von Teer und/oder anderen organischen oder anorganischen Komponenten vorgesehen sein. Eine brennbare Waschlösung und/oder Filterrückstände können in den Verbrenner im Sinne einer Nachverbrennung oder einer zusätzlichen Energiequelle wieder rückgeführt werden. Das Brenngas kann beispielsweise in Gasmotoren oder anderen Umwandlungsverfahren verbrannt werden, um beispielsweise mechanische und/oder thermische Energie zu erzeugen. Weiterhin kann aus dem Brenngas nach Abtrennung von restlichen Gaskomponenten wie beispielsweise Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid Wasserstoff erzeugt werden. Weiterhin kann das Brenngas in die Einzelkomponenten aufgetrennt oder als Grundstoff für verschiedene Syntheseverfahren verwendet werden.The fuel gas, or the fuel gas underlying raw gas is preferably purified. For example, filters for eliminating particulate matter, scrubbers, for example, for removing tar and / or other organic or inorganic components may be provided. A flammable wash solution and / or filter residues may be recycled to the combustor for post-combustion or additional energy source. For example, the fuel gas may be burned in gas engines or other conversion processes to produce, for example, mechanical and / or thermal energy. Furthermore, hydrogen can be generated from the fuel gas after removal of residual gas components such as carbon dioxide or carbon monoxide. Furthermore, the fuel gas can be separated into the individual components or used as a raw material for various synthesis processes.

Das vorgeschlagene Verfahren wird mittels einer Vorrichtung mit einem zwischen einem Verbrenner und einem Vergaser, beispielsweise im Wirbelschichtverfahren betriebenen Reaktoren umlaufenden Bettmaterial durchgeführt, wobei der Brennstoff dem Vergaser zugeführt und unter Zufuhr von Energie zu Brenngas vergast wird. Der dabei als Nebenprodukt entstehende Vergasungskoks wird in den Verbrenner überführt und in dem Verbrenner unter Zufuhr von Luft oder in speziellen Anwendungen reinem Sauerstoff beispielsweise bei Temperaturen zwischen 850°C und 950 °C verbrannt. Das auf diese Prozesstemperatur erwärmte Bettmaterial wird in den Vergaser überführt, so dass der in den Vergaser laufend oder intermittierend zugeführte Brennstoff unter Zufuhr von Wasserdampf beispielsweise bei Temperaturen von 750 - 900°C zum Brenngas reagiert. Das Bettmaterial kann zumindest teilweise katalytische Fähigkeiten aufweisen, beispielsweise aus Sand, Olivin oder Kalkstein hergestellt sein.The proposed method is carried out by means of a device with a circulating between a combustor and a gasifier, for example, fluidized bed reactors bed material, wherein the fuel is supplied to the gasifier and gasified while supplying energy to fuel gas. The thereby produced as a by-product gasification coke is transferred to the combustor and burned in the burner under supply of air or in special applications pure oxygen, for example at temperatures between 850 ° C and 950 ° C. The heated to this process temperature bed material is transferred to the gasifier, so that the running in the carburetor or intermittently supplied fuel with supply of water vapor, for example, at temperatures of 750 - 900 ° C to the fuel gas. The bed material may have at least partial catalytic capabilities, for example made of sand, olivine or limestone.

Um in dem Verbrenner ausreichende Temperaturen in Höhe von 850°C - 950°C zu erzielen beziehungsweise aufrecht zu erhalten, ohne eine Rückführgaseinrichtung vorsehen zu müssen, wird Energie vom Vergaser in den Verbrenner mittels eines Hilfsstoffs, beispielsweise eines Redox-Systems transportiert, welches reversibel oxidierbar und reduzierbar ausgebildet ist. Dieser Hilfsstoff wird im Vergaser durch den Brennstoff beziehungsweise das Brenngas reduziert oder teilreduziert und mit dem umlaufenden Bettmaterial vom Vergaser in den Verbrenner transportiert. Im Verbrenner wird der entsprechend reduzierte Hilfsstoff unter Einwirkung von Sauerstoff und unter Abgabe von thermischer Energie wieder oxidiert. Dies bedeutet, dass der Hilfsstoff einen energetischen Anteil des gebildeten Brenngases in Form von chemischer Energie direkt und ohne weitere notwendige Verrohrung und weitere Vorrichtung einer Rückführgaseinrichtung in den Verbrenner überführt. In dem Verbrenner reagiert der Hilfsstoff dabei mit dem vorhandenen Sauerstoff und erzeugt thermische Energie, welche die Verbrennung des mit dem Bettmaterial aus dem Vergaser mitgeführten, während der Vergasung entstehenden Vergasungskoks intensiviert und dabei das Bettmaterial in ausreichendem Maße aufheizt.In order to achieve or maintain sufficient temperatures in the combustor in the amount of 850 ° C - 950 ° C, without a Having to provide recirculating gas device, energy is transported from the carburetor into the combustor by means of an adjuvant, such as a redox system, which is formed reversibly oxidizable and reducible. This excipient is reduced in the carburetor by the fuel or the fuel gas or partially reduced and transported with the circulating bed material from the carburetor in the combustor. In the combustor, the correspondingly reduced auxiliary substance is oxidized again under the action of oxygen and with the release of thermal energy. This means that the excipient transfers an energetic portion of the fuel gas formed in the form of chemical energy directly and without further necessary piping and other device of a recirculation gas device into the combustor. In the combustor, the excipient reacts with the oxygen present and generates thermal energy which intensifies the combustion of the gasification coke entrained with the bed material from the gasifier and produced during the gasification, thereby heating the bed material to a sufficient extent.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist der Hilfsstoff als Redox-System aus unterschiedlich oxidier- und reduzierbaren Metalloxiden, beispielsweise Eisenoxiden gebildet. Die Metalloxide können zumindest mittels der Komponenten Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid des Brenngases und gegebenenfalls weiteren, während des Vergasungsprozesses gebildeter Komponenten wie Methan und dergleichen im Vergaser beispielsweise gemäß folgender allgemeiner Reduktionsreaktionen CO + MeO_α ⇀ CO₂ + MeO_α-1 H₂ + MeO_α ⇀H₂O + MeO_α-1 und die zumindest teilreduzierten Metalloxide im Verbrenner gemäß folgender Oxidationsreaktion $\begin{matrix} M e O_{α - 1} + \frac{1}{2} O_{2} ⇀ M e O_{α} & Δ H^{o} < 0 \end{matrix}$

umgesetzt werden.According to an advantageous embodiment of the proposed method, the adjuvant is formed as a redox system of differently oxidizable and reducible metal oxides, for example iron oxides. The metal oxides can, at least by means of the components hydrogen and / or carbon monoxide of the fuel gas and optionally further, formed during the gasification process components such as methane and the like in the gasifier, for example, according to the following general reduction reactions

CO + MeO _α ⇀ CO ₂ + MeO _α-1

H ₂ + MeO _α ⇀H ₂ O + MeO _α-1

and the at least partially reduced metal oxides in the combustor according to the following oxidation reaction

\begin{matrix} M e O_{α - 1} + \frac{1}{2} O_{2} ⇀ M e O_{α} & Δ H^{O} < 0 \end{matrix}

be implemented.

Es versteht sich, dass neben Eisenoxiden weitere reversible Redox-Systeme von Metalloxiden und von Metallverbindungen mit unterschiedlichen Oxidationsstufen für sich oder in Kombination untereinander im Sinne der Erfindung in vorteilhafter Weise eingesetzt werden können und von der Erfindung umfasst sind.It is understood that in addition to iron oxides other reversible redox systems of metal oxides and metal compounds with different oxidation states can be used for themselves or in combination with each other within the meaning of the invention in an advantageous manner and are encompassed by the invention.

Die beispielsweise als Mineralien ausgebildeten Bestandteile des Hilfsstoffs können in vorteilhafter Weise in ein Substrat eingebettet zusammen, das heißt in einer Mischung mit dem Bettmaterial umlaufend vorgesehen sein. Vorteilhafte Anteile des Hilfsstoffs können mit dem Bettmaterial und den mit diesem mitgeführten Reaktionskomponenten wie Vergasungskoks, Asche und dergleichen vermischt sein. Weiterhin kann der Hilfsstoff ähnliche hydrodynamische Eigenschaften wie das Bettmaterial aufweisen. Der Hilfsstoff und/oder die Materialien mit diesem können katalytische Eigenschaften aufweisen und damit gegebenenfalls vorhandene katalytische Eigenschaften des Bettmaterials ergänzen oder ersetzen.The components of the excipient formed, for example, as minerals may advantageously be embedded in a substrate together, that is to say provided in a mixture with the bed material. Advantageous proportions of the excipient may be mixed with the bed material and the reaction components entrained with it, such as gasification coke, ash and the like. Furthermore, the adjuvant may have similar hydrodynamic properties as the bed material. The adjuvant and / or the materials with this can have catalytic properties and thus supplement or replace any existing catalytic properties of the bed material.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens kann die durch den Hilfsstoff in den Verbrenner durch Hilfsstoff eingetragene Energie mittels des Anteils des Hilfsstoffs im Bettmaterial gesteuert werden. Damit können beispielsweise bei unterschiedlicher Dosierung, unterschiedlichem Brennwert oder ähnlichen Parametern des Brennstoffs gleichmäßige Betriebsbedingungen in der Vorrichtung eingestellt werden.According to an advantageous embodiment of the proposed method, the energy introduced by the excipient into the combustor by excipient can be controlled by means of the proportion of the excipient in the bed material. Thus, for example, at different doses, different calorific value or similar parameters of the fuel uniform operating conditions can be set in the device.

Die vorgeschlagene Vorrichtung dient der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens und enthält einen Verbrenner mit einer Zufuhreinrichtung für Luft oder Sauerstoff sowie mit einer Abfuhreinrichtung für Rauchgas. Außerdem enthält die Vorrichtung einen Vergaser mit einer Zufuhreinrichtung für Wasserdampf, einer Zufuhreinrichtung für den Brennstoff und mit einer Abfuhreinrichtung für das Brenngas. Zwischen Vergaser und Verbrenner ist zyklisch umlaufend Bettmaterial vorgesehen. Der Hilfsstoff kann mittels einer Zufuhreinrichtung in den Vergaser, in den Verbrenner oder dazwischen liegende Bereiche der Vorrichtung eingebracht und mit dem Bettmaterial vermischt werden.The proposed device is used to carry out the proposed method and includes a combustor with a supply device for air or oxygen and with a discharge device for flue gas. In addition, the apparatus includes a carburetor with a supply of water vapor, a supply means for the fuel and with a discharge device for the fuel gas. Between carburetor and combustor bedding material is provided cyclically. The excipient can be introduced by means of a feed device in the carburetor, in the burners or intermediate areas of the device and mixed with the bed material.

Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens.The invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the single figure. This shows a schematic representation of an apparatus for carrying out the proposed method.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung die Vorrichtung 1 zur allothermen Herstellung des Brenngases 2, das für verschiedene Nutzungspfade eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung 1 wird bevorzugt mittels einer Wirbelschichttechnik betrieben.The figure shows a schematic representation of the device 1 for the allothermal production of the fuel gas 2 which can be used for various usage paths. The device 1 is preferably operated by means of a fluidized bed technique.

Die Vorrichtung 1 gliedert sich in den Verbrenner 3 und den Vergaser 4. Zwischen Verbrenner 3 und Vergaser 4 ist umlaufend das Bettmaterial 6 vorgesehen, welches die im Verbrenner 3 und im Vergaser 4 gebildete Reaktionsprodukte wie beispielsweise Vergasungskoks 8 transportiert. Das Bettmaterial 6 ist beispielsweise aus Olivin, Sand oder Kalkstein gebildet. Zusätzlich ist dem Bettmaterial 6 der Hilfsstoff 9 anteilig beigemischt, welcher beispielsweise aus einem Substrat mit Metalloxiden gebildet ist. Der Hilfsstoff 9 wird abhängig von dessen Bedarf mittels der Zufuhreinrichtung 10, beispielsweise einer Förderschnecke oder dergleichen dem Bettmaterial 6 zugeführt. Hierbei kann der Hilfsstoff 9 in Form von Partikeln, beispielsweise granulat- oder pulverförmig vorgehalten werden.The device 1 is divided into the burner 3 and the carburetor 4 , Between burner 3 and carburetor 4 is circulating the bedding material 6 provided, which in the burner 3 and in the carburetor 4 formed reaction products such as gasification coke 8th transported. The bedding material 6 is made of olivine, sand or limestone, for example. Additionally is the bedding material 6 the excipient 9 proportionately mixed, which is formed for example from a substrate with metal oxides. The excipient 9 depends on its needs by means of the supply device 10 , For example, a screw conveyor or the like the bed material 6 fed. Here, the excipient 9 in the form of particles, for example granulated or powdered.

In den Verbrenner 3 wird Luft 12 oder Sauerstoff mittels der Zufuhreinrichtung 13 zugeführt. In dem Verbrenner wird der im Vergaser 4 entstehende Vergasungskoks 8 mittels der Luft 12 verbrannt. Das entstehende Rauchgas 14 wird mittels der Abführeinrichtung 15 abgeführt. Die Betriebstemperatur von 850°C bis 950°C erhitzt das Bettmaterial 6.In the burner 3 gets air 12 or oxygen by means of the supply device 13 fed. In the gasifier is the carburetor 4 resulting gasification coke 8th by means of the air 12 burned. The resulting flue gas 14 is by means of the discharge device 15 dissipated. The operating temperature of 850 ° C to 950 ° C heats the bedding material 6 ,

Das umlaufende, in dem Verbrenner 3 erwärmte Bettmaterial 6 und der Hilfsstoff 9 werden in den Vergaser 4 verbracht. In den Vergaser 4 wird mittels der Zufuhreinrichtung 16 Wasserdampf 17 und mittels der Zufuhreinrichtung 11 laufend oder getaktet Brennstoff 7 zugeführt. Durch das erwärmte Bettmaterial 6 wird in dem Vergaser 4 eine Betriebstemperatur von 750°C bis 850°C eingestellt und der Brennstoff 7 bildet mit dem Wasserdampf 17 das Rohgas 18. Hierbei kann das Bettmaterial 6 katalytisch wirksam ausgebildet sein. Gleichzeitig wird von dem entstehenden Rohgas 18, der Vorstufe des Brenngases 2 der Hilfsstoff 9 unter Bildung von Wasserdampf und Kohlendioxid reduziert. Auf diese Weise speichert der Hilfsstoff 9 Energie in Form von chemischer Energie.The orbiting, in the combustor 3 heated bedding 6 and the excipient 9 be in the carburetor 4 spent. In the carburetor 4 is by means of the feeder 16 Steam 17 and by means of the supply device 11 running or timed fuel 7 fed. Through the heated bed material 6 gets in the carburetor 4 set an operating temperature of 750 ° C to 850 ° C and the fuel 7 forms with the water vapor 17 the raw gas 18. Here, the bed material 6 be formed catalytically effective. At the same time, the resulting raw gas is produced 18 , the precursor of the fuel gas 2 the excipient 9 reduced with the formation of water vapor and carbon dioxide. In this way, the adjuvant 9 stores energy in the form of chemical energy.

Durch das umlaufende Bettmaterial 6 werden der in dem Vergaser 4 aus dem Brennstoff 7 gebildete Vergasungskoks 8 und der zumindest teilreduzierte Hilfsstoff 9 mit dem Bettmaterial 6 wieder in den Verbrenner 3 verbracht. In dem Verbrenner 3 wird der Hilfsstoff 9 mittels des Sauerstoffs der Luft 12 und unter exothermen Reaktionen oxidiert. Hierdurch wird die Erwärmung des Bettmaterials 6 unterstützt, so dass -wie in allothermen Verfahren des Stands der Technik üblich - eine aufwendige Rückführung von Rohgas 18 oder Brenngas 2 in den Verbrenner 3 zur Unterstützung der Erwärmung des Bettmaterials 6 unterbleiben kann.By the circulating bed material 6 be in the carburetor 4 from the fuel 7 formed gasification coke 8th and the at least partially reduced excipient 9 with the bed material 6 back into the burner 3 spent. In the burner 3 becomes the excipient 9 by means of oxygen of air 12 and oxidized under exothermic reactions. This will cause the heating of the bed material 6 supports, so that - as usual in allothermal methods of the prior art - a complex recycling of raw gas 18 or fuel gas 2 in the burner 3 in support of heating the bedding material 6 can be omitted.

Das Rohgas 18 kann zur Entfernung von Flugkoks mittels der Filtereinrichtung 19 und von Teer und anderen festen Bestandteilen mittels des Wäschers 20 unter Erhalt des Brenngases 2 gereinigt werden. Der gefilterte Flugkoks 21 und die Waschlösung 22 des Wäschers 20 können über die Rückführleitungen 23, 24 dem Verbrenner 3 zur Unterstützung der Erwärmung des Bettmaterials 6 zugeführt werden.The raw gas 18 can be used to remove coke by means of the filter device 19 and tar and other solid ingredients by means of the scrubber 20 be cleaned with the preservation of the fuel gas 2. The filtered coke 21 and the washing solution 22 the scrubber 20 can via the return lines 23 . 24 the burner 3 in support of heating the bedding material 6 be supplied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: Brenngasfuel gas
33: VerbrennerNitro
44: Vergasercarburettor
66: Bettmaterialbed material
77: Brennstofffuel
88th: VergasungskoksVergasungskoks
99: Hilfsstoffexcipient
1010: Zufuhreinrichtungfeeder
1111: Zufuhreinrichtungfeeder
1212: Luftair
1313: Zufuhreinrichtungfeeder
1414: Rauchgasflue gas
1515: Abführeinrichtungremoval device
1616: Zufuhreinrichtungfeeder
1717: WasserdampfSteam
1818: Rohgasraw gas
1919: Filtereinrichtungfiltering device
2020: Wäscherwasher
2121: FlugkoksFlugkoks
2222: Waschlösungwash solution
2323: RückführleitungReturn line
2424: RückführleitungReturn line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 3912465 A [0003]US 3912465 A [0003]

Claims

Verfahren zur allothermen Herstellung eines Brenngases (2) aus kohlenstoffhaltigem Brennstoff (7) mittels einer Vorrichtung (1) mit einem zwischen einem Verbrenner (3) und einem Vergaser (4) umlaufenden Bettmaterial (6), wobei der Brennstoff (7) dem Vergaser (4) zugeführt und unter Zufuhr von Wasserdampf (17) zum Brenngas (2) reagiert, dadurch gekennzeichnet, dass Energie vom Vergaser (4) in den Verbrenner (3) mittels eines von einem Teil des Brenngases (2) in dem Vergaser (4) reduzierten und mit dem Bettmaterial (6) umlaufenden Hilfsstoff (9) transportiert wird und der Hilfsstoff (9) in dem Verbrenner (3) unter Abgabe von Energie wieder oxidiert wird.Process for the allothermal production of a fuel gas (2) from carbonaceous fuel (7) by means of a device (1) with a bed material (6) circulating between a combustor (3) and a carburetor (4), the fuel (7) passing to the gasifier (7). 4) and reacts with the supply of water vapor (17) to the fuel gas (2), characterized in that energy from the gasifier (4) in the burner (3) by means of a part of the fuel gas (2) in the gasifier (4) reduced and with the bed material (6) circulating excipient (9) is transported and the excipient (9) in the combustor (3) is re-oxidized while releasing energy.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsstoff (9) aus oxidier- und reduzierbaren Metalloxiden gebildet ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the auxiliary material (9) is formed from oxidizable and reducible metal oxides.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxide zumindest mittels der Komponenten Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid des Brenngases (2) reduziert werden.Method according to Claim 2 , characterized in that the metal oxides are reduced at least by means of the components hydrogen and / or carbon monoxide of the fuel gas (2).

Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die reduzierten Metalloxide mittels in den Verbrenner (3) zugeführtem Sauerstoff unter Abgabe thermischer Energie oxidiert werden.Method according to Claim 2 or 3 , characterized in that the reduced metal oxides are oxidized by means of oxygen supplied to the combustor (3) while giving off thermal energy.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsstoff (9) in ein Substrat eingebettet mit dem Bettmaterial (6) vermischt ist.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the auxiliary material (9) embedded in a substrate is mixed with the bed material (6).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsstoff (9) aus Partikeln mit einem mittleren Durchmesser zwischen 0,05 und 5,0 mm, bevorzugt zwischen 0,1 mm und 1 mm vorgehalten wird.Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the auxiliary substance (9) is made up of particles having an average diameter between 0.05 and 5.0 mm, preferably between 0.1 mm and 1 mm.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Verbrenner (3) mittels des Hilfsstoffs (9) eingetragene Energie mittels eines Anteils des Hilfsstoffs in dem Bettmaterial (6) gesteuert wird.Method according to Claim 6 , characterized in that the energy introduced into the combustor (3) by means of the excipient (9) is controlled by means of a proportion of the excipient in the bed material (6).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren als Wirbelschichtverfahren durchgeführt wird.Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the method is carried out as a fluidized bed process.

Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Verbrenner (3) mit einer Zufuhreinrichtung (13) für Luft (12) oder Sauerstoff und einer Abführeinrichtung (15) für Rauchgas (14), einem Vergaser (4) mit einer Zufuhreinrichtung (16) für Wasserdampf (17), einer Zufuhreinrichtung (11) für den Brennstoff (7) und einer Abfuhreinrichtung für das Brenngas (2), einem den Brennstoff (7) umlaufend zwischen dem Verbrenner (3) und dem Vergaser (4) transportierenden sowie einem den Hilfsstoff (9) aufnehmenden Bettmaterial (6).Device (1) for carrying out the method according to one of Claims 1 to 8th with a combustor (3) with an air (12) or oxygen supply device (13) and a flue gas discharge device (15), a carburetor (4) with a water vapor supply device (16), a supply device (11) for the fuel (7) and a discharge device for the fuel gas (2), a the fuel (7) circulating between the combustor (3) and the carburetor (4) and a transporting the auxiliary material (9) receiving bed material (6 ).

Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zufuhreinrichtung (10) für den Hilfsstoff (9) vorgesehen ist.Device (1) according to Claim 9 , characterized in that a supply device (10) for the auxiliary material (9) is provided.