FI120770B

FI120770B - Method and device for gasification of fuel in a fluidized bed reactor

Info

Publication number: FI120770B
Application number: FI20011925A
Authority: FI
Inventors: Matti Nieminen; Esa Kurkela
Original assignee: Valtion Teknillinen
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2010-02-26
Also published as: DK1432779T3; EP1432779B1; EP1432779A1; JP2005504167A; DE60221549T2; FI20011925A0; WO2003029389A1; PT1432779E; ATE368719T1; JP4445261B2; DE60221549D1; ES2292803T3; FI20011925A

Abstract

The invention relates to a method and apparatus for gasifying fuel in a fluidised bed reactor (1) containing fluidised solid material particles. The fuel (8) is introduced into the reactor bottom part, and product gas (10) formed in gasification is led from the reactor top to a separator, such as a cyclone (11), which separates solid particles from the gas for recirculation to the reactor. In accordance with the invention, a bubbling fluidised bed (2) containing coarser particles, and above this, a circulating bed containing finer particles are maintained in the reactor by recirculating the particles separated from the product gas to the reactor, to the top of the bubbling fluidised bed or above this. The reactor may comprise a lower part (2) for the bubbling fluidised bed and an upper part (4) larger in cross-section for the circulating fluidised bed, the speed of the ascending gas flow in the circulating bed being equal to or lower than that of the bubbling bed. The separating limit in the cyclone may be adjusted such that the discharged product gas flow entrains solid particles, which have a binding effect on tacky ash particles. The product gas is cooled in two successive heat exchangers (19, 20) before filtration of the gas. The method is suitable for gasification of biomasses and recycled fuels forming tars and/or containing chlorine, thus providing a solution to the problems of fouled and clogged gas ducts.

Description

Menetelmä ja laitteisto polttoaineen kaasuttamiseksi leijukerrosreaktorissa -FÖrfarande och anordning för förgasning av bränsle i en flytbäddsreaktor Tämän keksinnön kohteena on menetelmä polttoaineen kaasuttamiseksi nousevassa 5 kaasuvirrassa kiinteitä leijumateriaalipartikkeleja sisältävässä leijukerrosreaktorissa, jossa menetelmässä polttoainetta syötetään reaktorin alaosaan ja syntynyt tuotekaasu johdetaan reaktorin yläpäästä erottimeen, jolla kaasusta erotetaan kiintopartikkeleja, jotka palautetaan reaktoriin. Lisäksi keksintö kohdistuu menetelmän soveltamiseen tarkoitettuun kaasutuslaitteistoon.The present invention relates to a process for gasifying fuel in an ascending gas stream from a reactor in a fluidized bed reactor containing solid fluidized material particles, in which a process is carried out in a fluidized bed reactor. , which are returned to the reactor. In addition, the invention relates to a gasification apparatus for applying the method.

10 Kaasutettavaksi soveltuvia polttoaineita ovat hienojakoiseen muotoon saatetut biopolttoaineet sekä jätteet, kuten sahanpuru, yhdyskuntajäte, pakkausmateriaalit sekä muovijätteet. Saatava tuotekaasu voidaan hyödyntää voimalaitoksissa korvaamalla sillä laitoksen polttoainetta, kuten hiiltä, öljyä tai maakaasua.10 Fuels suitable for gasification include finely divided biofuels and wastes such as sawdust, municipal waste, packaging materials and plastic waste. The resulting product gas can be utilized in power plants by replacing the plant's fuel, such as coal, oil or natural gas.

Leijukerrosreaktoreita on olemassa kahta päätyyppiä, joista toinen perustuu pääasi-15 assa stationääriin, kuplivaan leijupetiin (BFB = Bubbling Fluidised-Bed). Suhteellisen karkeajakoisista leijupartikkeleista muodostuva kupliva leijukerros pysyy paikallaan reaktoritilaan puhalletun nousevan ilmavirran kannattamana. Ilmavirran nopeus on tyypillisesti suuruusluokkaa 1 m/s. Kaasuvirran kiintoainepitoisuus selvärajaisen kuplivan leijukerroksen yläpuolella on alhainen. BFB-reaktorissa leijukerroksen 20 yläpuolisen reaktoritilan lämpötilaa on mahdollista korottaa lisäilman syötöllä tai :*·.· alentaa ruiskuttamalla kaasuvirtaan jäähdytysvettä. Hiilikonversion kohottamiseksi • « :*··. voidaan kaasuvirrassa olevia pölypartikkeleja erottaa erillisellä syklonilla, josta par- • tikkelit palautetaan reaktoritilan pohjalle. Tämäntyyppisiä ns. Winkler-kaasuttimia ,,.. · on kuvattu DE-julkaisuissa 195 48 324 ja 27 51911.There are two main types of fluidized bed reactors, one of which is based on a stationary, bubbling fluidized bed (BFB = Bubbling Fluidized-Bed). The bubbling fluidized bed of relatively coarse-grained fluidized particles remains in place supported by the rising airflow blown into the reactor space. The air flow velocity is typically on the order of 1 m / s. The solids content of the gas stream above the well-defined bubbling fluidized bed is low. In a BFB reactor, it is possible to increase the temperature of the reactor space above the fluidized bed 20 by supplying additional air or: * ·. · Lowering it by injecting cooling water into the gas stream. To increase carbon conversion • «: * ··. the dust particles in the gas stream can be separated by a separate cyclone, from which • the particles are returned to the bottom of the reactor space. These types of so-called Winkler carburettors are described in DE 195 48 324 and 27 51911.

• · • · · 25 Toinen leijukerrosreaktorien päätyyppi on kiertopetireaktori (CFB = Circulating• · • · · 25 Another main type of fluidized bed reactor is the circulating bed reactor (CFB = Circulating

Fluidised-Bed), jossa kiinteät leijupartikkelit nousevat reaktoriin puhalletun ilmavir- ran mukana. Ilmavirran nopeus, tyypillisesti suuruusluokkaa 5 m/s, on korkeampi ja :***: leijupartikkelien koko pienempi kuin BFB-reaktorissa. Leijupartikkelit kulkeutuvat • · · tuotekaasun mukana sykloniin, jossa partikkelit ja polttoaineesta peräisin oleva hiil- • · · 30 tojäännös erotetaan ja palautetaan reaktoritilan pohjalle. Kaasutusreaktion vaatiman • · *·;·* viipymäajan saavuttamiseksi kiertopetireaktorit on tehty oleellisesti BFB-reaktoreita ·***; korkeammiksi. Muita kiertopetireaktorin tyypillisiä ominaisuuksia ovat tasainen lämpötila sekä verrattain tasainen kiintoainesuspension sakeus reaktoritilassa, ilman • · BFB-reaktorille tunnusomaista selvärajaista leijupetiä. Muuan tyypillinen CFB- 2 reaktoriin perustuva polttoaineen kaasutusprosessi on kuvattu FI-kuulutusjulkaisussa 62554,Fluidized-Bed), in which solid fluidized particles rise into the reactor with the blown air stream. The air flow velocity, typically of the order of 5 m / s, is higher and: ***: the size of the fluidized particles is smaller than in the BFB reactor. The fluidized particles are transported • • · with the product gas to a cyclone, where the particles and the carbon • · · 30 residue from the fuel are separated and returned to the bottom of the reactor space. In order to achieve the residence time required for the gasification reaction, the circulating bed reactors are made essentially BFB reactors. higher. Other typical features of a circulating bed reactor are a uniform temperature and a relatively uniform consistency of the solid suspension in the reactor space, without the clear fluidized bed characteristic of the BFB reactor. A typical CFB-2 reactor-based fuel gasification process is described in FI publication 62554,

Nykyisillä menetelmillä ja laitteilla tapahtuvassa hienojakoisten biomassojen ja muovipitoisten jätteiden kaasutuksessa on ongelmaksi osoittautunut runsas terva-5 maisten yhdisteiden muodostuminen. Ennen voimalaitoksessa tapahtuvaa polttoa tuotekaasu suodatetaan tuhkan ja raskasmetallien poistamiseksi suodattimilla, joiden toimintalämpötila on alueella 200 - 450 °C. Tätä varten reaktorista 800 - 1000 °C:n lämpötilassa saatava kaasu joudutaan jäähdyttämään lämmönvaihtimella, jolloin tervoja kondensoituu kaasukanavien, lämmönvaihtimen ja suodattimen pinnoille aihe-10 uttaen tukkeutumia. Toinen ongelmien aiheuttaja nykyisissä kaasutusprosesseissa on polttoaineen sisältämä kloori, jota on runsaasti etenkin muovijätteissä tms. jätepolttoaineissa. Kloori reagoi leijupartikkeleina käytetyn tai polttoaineen mukana tulleen kalsiumin kanssa muodostaen yhdisteitä, jotka nekin tarttuvat kaasukanaviin ja lämmönvaihtimiin aiheuttaen niissä tukkeutumia. Ilmiön on havaittu olevan voi-15 makkaimmillaan jäähtyvän tuotekaasun ollessa lämpötilavälillä n. 720 - 780 °C.With the gasification of finely divided biomasses and plastic-containing wastes by current methods and equipment, the abundant formation of tar-like compounds has proved to be a problem. Prior to combustion in the power plant, the product gas is filtered to remove ash and heavy metals with filters with an operating temperature in the range of 200 to 450 ° C. To this end, the gas from the reactor at a temperature of 800 to 1000 ° C has to be cooled by a heat exchanger, whereby tars condense on the surfaces of the gas ducts, the heat exchanger and the filter, causing blockages. Another cause of problems in current gasification processes is the chlorine contained in the fuel, which is abundant, especially in plastic waste and similar waste fuels. Chlorine reacts with the calcium used as fluidized particles or with the fuel to form compounds that also adhere to the gas ducts and heat exchangers, causing blockages in them. The phenomenon has been found to be at its maximum with the product gas cooling at a temperature in the range of about 720 to 780 ° C.

Yllä mainitut ongelmat on todettu hakijan BFB-reaktorilla suorittamissa puujätteen, kuten sahanpurun, sekä runsaasti muovia sisältävän jätteen kaasutuskokeissa. Kummallakin polttoainetyypillä tervojen muodostuminen oli runsasta huolimatta siitä, että polttoaine syötettiin kuplivan leijukerroksen sisään. Osa hienojakeisesta polttoai-20 neesta nousi kaasuuntumatta ilmavirran mukana reaktoritilan leijupartikkeleista lä-: hes vapaaseen yläosaan. Muovipitoisella polttoaineella pyrolyysin tuloksena syntyi j runsain määrin raskaita hiilivetyjä, jotka eivät ehdi hajota suhteellisen matalassa lei- • ·· .*./ jupedissä. Nämä yhdisteet nousevat reaktorin kiintoaineesta lähes tyhjään yläosaan, *** | jossa katalysoivien hiukkaspintojen puute estää niiden hajoamisen. Tästä syystä mo- [ 25 nissa tunnetuissa leijukerroskaasuttimissa toteutettu kaasuttimen yläosan virtaus- ***** poikkipinnan laajennus ja suuri reaktorin korkeus eivät ole ratkaisu tervaongelmaan.The above problems have been identified in the applicant's gasification tests of wood waste, such as sawdust, and plastic-rich waste in a BFB reactor. For both fuel types, tar formation was abundant despite fuel being fed into the bubbling fluidized bed. Some of the finely divided fuel rose without gassing with the air flow from the fluidized particles in the reactor space to the almost free top. Pyrolysis with plastic-containing fuel resulted in a large amount of heavy hydrocarbons, which do not have time to decompose in a relatively low leachate. These compounds rise from the reactor solids to the almost empty top, *** wherein the lack of catalytic particle surfaces prevents their decomposition. For this reason, the expansion of the flow ***** cross-section of the carburetor top and the high reactor height implemented in many known fluidized bed gasifiers are not a solution to the tar problem.

• · ·• · ·

Hakijan suorittamissa kokeissa tervapitoisuuden alenema reaktoritilan leijupartikkeleista tyhjässä yläpäässä 900 °C:ssa 10 sekunnin viiveajalla oli alle 5 %, ja tuotekaa-sukanavissa esiintyi tukkeutumia, joiden todettiin johtuvan sekä kondensoituneista :***: 30 tervoista että hienojakoisessa pölyssä olevista kalsium/klooriyhdisteistä.In the experiments performed by the applicant, the reduction in tar content of the reactor fluidized particles at the empty top at 900 ° C with a delay of 10 seconds was less than 5%, and blockages in the product gas channels were found due to both condensed: ***: 30 tar and finely divided calcium / chlorine dust.

··· • · · • Hakija on tutkinut samojen polttoaineiden kaasutusta myös tunnetulla CFB-reaktorilla. Näissä kokeissa sahanpurun tervaongelmaa onnistuttiin helpottamaan .·*·, käyttämällä leijupartikkeleina kalkkikiveä tai dolomiittia, jotka kalsinoiduttuaan kai- • « siumoksidiksi katalysoivat tervojen hajoamista. Ongelmana on kuitenkin suuresta ** 35 virtausnopeudesta johtuva kalkin jauhautuminen ja siitä seuraava suuri kalkin kulu tus ja pölymäärän kasvu. Klooripitoisilla polttoaineilla kalkista ei ollut sanottavaa 3 apua, otaksuttavasti vapautuvan HCl:n ja kalkkipartikkelien viimeksi mainittuja deaktivoivan reagoimisen johdosta. Tahmeista kalsium/klooriyhdisteistä johtuva kaasukanavien tukkeutumisongelma oli niin ikään jäljellä. Jätepolttoaineella suoritetussa kokeessa tuotekaasukanava tukkeutui 30 tunnin ajossa lähes täysin. Kerrostu-5 man todettiin sisältävän runsaasti kalsiumia ja klooria. Ongelma ei myöskään riipu käytetystä leijumateriaalista, sillä jätepolttoaine sisältää itsessään riittävästi kalkkia tukkimaan kaasukanavat. US-patentissa 5 658 359 ongelma on ratkaistu syöttämällä tuotekaasuun erikseen karkeaa nuohoavaa ainetta, kuten hiekkaa, mutta epäkohtana tässä ovat lisälaitteista johtuvat kustannukset sekä karkean hiekan kuluttava vaikutus 10 kaasukanaviin j a lämmönvaihtimeen.··· • · · • The applicant has also studied the gasification of the same fuels with a known CFB reactor. In these experiments, the tar problem of sawdust was alleviated by using limestone or dolomite as fluidized particles, which, after calcination to calcium oxide, catalyze the decomposition of tars. However, the problem is the lime grinding due to the high ** 35 flow rate and the consequent high lime consumption and dust increase. Chlorine-containing fuels had no significant effect on lime, presumably due to the deactivating reaction of HCl and the latter, which deactivated the lime particles. The problem of gas duct obstruction due to sticky calcium / chlorine compounds also remained. In a test with waste fuel, the product gas duct was almost completely blocked in a 30-hour run. Layer 5 was found to be rich in calcium and chlorine. The problem also does not depend on the fluidized material used, as the waste fuel itself contains enough lime to block the gas ducts. In U.S. Patent No. 5,658,359, the problem is solved by separately feeding a coarse carbon black, such as sand, into the product gas, but the disadvantages here are the cost of additional equipment and the abrasive effect of the coarse sand on the gas ducts and heat exchanger.

Hakijan aikaisemmassa FI-hakemuksessa 981817 on esitetty CFB-rektoria käyttävä kaasutusmenetelmä, jossa petimateriaali muodostuu kovan ja karkean sekä helposti jauhautuvan ja huokoisen materiaalin seoksesta. Tavoitteena on saada aikaan tilanne, jossa tuhkan tahmeat alkalimetallit sitoutuvat hienojakeisiin kalsiumhiukkasiin ja 15 kulkeutuvat nopeasti läpi kiertosyklonin ulos kaasuttimesta. Hakemuksen esimerkeissä nousevan kaasuvirtauksen nopeus on CFB-kaasuttimelle tavanomainen 5 m/s, ja tehokkaan kiertosyklonin erottama pöly palautetaan pedin alaosaan karkeamman hiekkapedin sisään. Näin tehostetaan kierrossa olevan kalkin nopeaa jauhautumista ja voidaan saavuttaa hyvä hiilikonversion melko alhaisessakin lämpötilassa, koska 20 kierrossa mukana oleva hiilipitoinen kiintoaines palautetaan reaktorin pohjalla olevaan hapettavaan vyöhykkeeseen. Kuvattu menetelmä soveltuu runsaasti alkaleja si- : sältäville materiaaleille, joissa kloori sitoutuu polttoaineen natriumiin tai kaliumiin.The applicant's previous FI application 981817 discloses a gasification method using a CFB rector, in which the bed material consists of a mixture of hard and coarse and easily grindable and porous material. The aim is to achieve a situation in which the sticky alkali metals in the ash bind to the fine calcium particles and rapidly pass through the circulating cyclone out of the carburetor. In the examples of the application, the velocity of the rising gas flow is 5 m / s typical for a CFB carburetor, and the dust separated by an efficient circulating cyclone is returned to the bottom of the bed inside a coarser sand bed. This enhances the rapid grinding of the circulating lime and good carbon conversion can be achieved even at a relatively low temperature, as the carbonaceous solids present in the 20 cycles are returned to the oxidizing zone at the bottom of the reactor. The described method is suitable for alkali-rich materials in which chlorine binds to the sodium or potassium of the fuel.

• · · *" j Sen sijaan hakijan tekemissä kokeissa on osoittautunut, että materiaaleissa, joissa on • * · natriumiin ja kaliumiin nähden ylimäärin klooria, kuten on tavanomaista jätepoltto-*** | 25 aineissa, esiintyy voimakasta kalsium- ja klooripitoisen kerrostuman muodostumista syklonin jälkeiseen kaasuputkeen.• · · * "j On the other hand, tests performed by the applicant have shown that materials with an excess of chlorine relative to sodium and potassium, as is the case in conventional waste incineration plants, show a strong formation of calcium and chlorine deposits in the cyclone. to the gas pipeline after.

m φm φ

Keksinnön tarkoituksena on muodostaa edellä selostettuihin ongelmiin ratkaisu, joi- • · la tervoista ja/tai kalsium/klooriyhdisteistä johtuva kaasukanavien ja lämmönvaihti- :·, men likaantumis- ja tukkeutumisongelma voidaan estää tai sitä voidaan olennaisesti • · · 30 helpottaa samalla, kun kiinteän leijumateriaalin kulutus prosessissa pysyy kohtuulli- **;·' sena. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että reaktorissa yllä- • · * • \· pidetään kaasuvirran avulla karkeampia leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on suurempi kuin 0,2 mm ja enintään 1,5 mm, sisältävää kuplivaa leijupetiä sekä sen yläpuolella olevaa hienompia leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on 50-300 pm, • · 35 sisältävää kiertopetiä, ja että tuotekaasusta erotetut kierrätettävät partikkelit palaute- * · · ** *: taan reaktoriin kuplivan leijupedin yläosaan tai sen yläpuolelle.The object of the invention is to provide a solution to the problems described above, in which the problem of fouling and clogging of gas ducts and heat exchangers due to tars and / or calcium / chlorine compounds can be prevented or substantially alleviated while the solid fluidized material consumption in the process remains reasonable **; · '. The process according to the invention is characterized in that a bubbling fluidized bed containing coarser fluidized material particles with a size of more than 0.2 mm and a maximum of 1.5 mm is maintained in the reactor by means of a gas flow, as well as finer fluidized material particles above it. the size is 50-300 pm, • · 35 containing a circulating bed, and that the recyclable particles separated from the product gas are returned to the top of the fluidized bed bubbling to or above the reactor.

44

Keksinnön keskeisenä ajatuksena on täten kuplivan leijupedin ja kiertopedin yläpitäminen prosessissa rinnakkain siten, että nämä pedit toimivat oleellisesti erikseen toinen toisiinsa sekoittumatta. Tällä päästään optimaaliseen prosessiin, jossa kummankin perusratkaisun, BFB-kaasutuksen ja CFB-kaasutuksen, edut yhdistyvät.The central idea of the invention is thus to maintain the bubbling fluidized bed and the rotating bed in the process in parallel, so that these beds operate substantially separately without mixing with each other. This achieves an optimal process where the advantages of both basic solutions, BFB gasification and CFB gasification, are combined.

5 Keksinnössä reaktorin alaosan kupliva leijupeti edellyttää matalahkoa kaasun virtausnopeutta, jolloin riittävä viipymäaika saavutetaan nykyisiä CFB-reaktoreita oleellisesti matalammassa reaktorissa. Polttoaine kaasuuntuu kuplivassa leijupedis-sä, mistä kaasu siirtyy ylempään kiertopetiin, jossa kiertävät hienojakoiset leijupar-tikkelit omaavat katalysoivaa hiukkaspintaa tervojen hajoamiselle. Hienojakoisten 10 kiertävien partikkelien leijutukseen riittää kuplivan pedin matala virtausnopeus, joka antaa riittävän viipymäajan ja alentaa partikkelien törmäilystä johtuvaa murenemista ja pölyn muodostusta. Erityisenä etuna kiertopartikkelien palauttamisesta kuplivan leijupedin yläreunan tasalle tai sen yläpuolelle on vielä se, ettei partikkelien tarvitse voittaa kuplivan pedin korkeaa, suuruusluokkaa 50 - 200 mbar olevaa painehäviötä, 15 kuten on laita tunnetuissa BFB-reaktoreissa, joissa palautus tapahtuu kuplivan pedin alaosaan tai reaktoritilan pohjalle.In the invention, the bubbling fluidized bed at the bottom of the reactor requires a low gas flow rate, whereby a sufficient residence time is achieved in a reactor substantially lower than current CFB reactors. The fuel gasifies in a bubbling fluidized bed, from where the gas passes to an upper circulating bed where the circulating finely divided fluidized particles have a catalytic particle surface for tar decomposition. For the fluidization of the fine circulating particles 10, a low flow rate of the bubbling bed is sufficient, which provides a sufficient residence time and reduces the crumbling and dust formation due to the collision of the particles. A particular advantage of returning the circulating particles to or above the top of the bubbling fluidized bed is that the particles do not have to overcome the high pressure drop of the bubbling bed of the order of 50-200 mbar, as is the case in known BFB reactors.

Muovipitoisille jätteille ja monille biopolttoaineille on ominaista se, että ne sisältävät runsaasti haihtuvia aineita ja/tai niistä muodostuva hiiltojäännös on erittäin reaktiivista. Tämän johdosta niiden leijukerroskaasutuksessa päästään helposti yli vaadi-20 tun 95 %:n hiilikonversion, eikä syklonipölyn mahdollisimman tarkka erottaminen : .·. ja palauttaminen leijukerrokseen sen tähden ole yhtä keskeistä kuin esim. edellä • · · · .·. : mainituissa tunnetuissa Winkler-kaasuttimissa. Tämä antaa mahdollisuuden säätää • *· erottimen erotusrajaa siten, että tuotekaasussa olevia pienimpiä kiintopartikkeleja ei • · » * , palauteta takaisin reaktoriin osana kiertopetiä, vaan ne jätetään jäähdytettävään tuo- [ 25 tekaasuvirtaukseen, jossa niillä voidaan oleellisesti helpottaa kalsium/klooriyh- disteistä johtuvaa tukkeutumisongelmaa. Jos erottimessa kiintopartikkelien erotusra-ja on n. 50 - 70 pm, saadaan tuotekaasuvirtaan 10 - 70 pm suuruisia kiintopartikkeleja, jotka alentavat tahmeiden, tarttuvien komponenttien osuutta kaasun kiintoai-neesta, sitovat niitä ja estävät tahmeaa ainesta tarttumasta kaasukanaviin, lämmön- :***: 30 vaihtimeen ja kaasunsuodattimeen. Kuplivan leijupedin partikkelikoko voi olla esim.Plastic-containing wastes and many biofuels are characterized by their high volatile matter content and / or the high reactive carbon residue they form. As a result, their fluidized bed gasification easily achieves the required 95% carbon conversion, and the most accurate separation of cyclone dust possible:. and returning to the fluidized bed is therefore not as central as e.g. above • · · ·. ·. : in said known Winkler carburetors. This makes it possible to adjust the separation limit of the separator so that the smallest solid particles in the product gas are not returned to the reactor as part of the circulating bed, but are left in a cooled product stream to substantially facilitate clogging due to calcium / chlorine compounds. . If the separator has a solids separation limit of about 50 to 70 μm, solid particles of 10 to 70 μm are obtained in the product gas stream, which reduce the proportion of sticky, sticky components in the gas solids, bind them and prevent the sticky substance from adhering to the gas ducts. : 30 for exchanger and gas filter. The particle size of the bubbling fluidized bed can be e.g.

• · · välillä 0,3 -1,5 mm, ja erottimen mainitulla erotusrajalla kiertopetiin voidaan pa-lauttaa fraktio, jossa partikkelikoko on välillä 50 - 300 pm. Viimeksi mainitun ko- • · *·;·* koluokan partikkelit kohoavat kaasuvirrassa, jonka nopeus on sama tai alempi kuin kuplivassa pedissä ja edullisesti esim. 1 - 1,5 m/s. Kiertopedin sisältävä reaktoritilan 35 ylempi osa voidaan muodostaa alempaa, kuplivan pedin sisältävää osaa laa- » · 5 jemmaksi siten, että laajennus kompensoi kaasutuksen tuottaman kaasuvirran kasvun ja estää virtauksen nopeutumisen.• · · between 0.3 and 1.5 mm, and at said separation limit of the separator, a fraction with a particle size between 50 and 300 μm can be returned to the circulating bed. Particles of the latter size class rise in a gas flow having a velocity equal to or lower than in a bubbling bed and preferably e.g. 1 to 1.5 m / s. The upper part of the reactor space 35 containing the circulating bed can be made wider than the lower part containing the bubbling bed, so that the expansion compensates for the increase in the gas flow produced by the gasification and prevents the acceleration of the flow.

Keksinnön mukaan reaktoriin voidaan syöttää kahta eri leijupartikkelikokoa niin, että karkeammat partikkelit muodostavat reaktorissa kuplivan leijupedin ja hienoja-5 koisemmat partikkelit muodostavat kiertopedin. Lisättävät partikkelit, jotka voivat olla esim. hiekkaa, sijoittuvat tällöin edullisesti edellä mainituille kuplivan pedin ja kiertopedin vaihteluväleille. Vaihtoehtoisesti voi syöte kuitenkin muodostua pelkästään karkeahkoista, esim. suuruusluokkaa 0,3 -1,5 mm olevista kiintopartikkeleista, joiden materiaali on murenevaa, jolloin materiaali jauhauduttuaan kuplivassa pedissä 10 siirtyy ilmavirran kohottamana kiertopedin leijumateriaaliksi. Kuplivassa pedissä ja kiertopedissä muodostuvasta hienoimmasta jakeesta saadaan edelleen erottimesta tuotekaasuvirtaan jatkava kiintoainefraktio, jolla estetään tahmeasta tuhkasta johtuvaa kaasukanavien ja lämmönvaihtimen tukkeutumista. Erityisen sopiva hienoneva leijumateriaali on kalkki, mutta myös esim. magnesiumoksidi ja kaoliini voivat tulla 15 kysymykseen.According to the invention, two different fluidized particle sizes can be fed to the reactor so that the coarser particles form a bubbling fluidized bed in the reactor and the finer particles form a circulating bed. The particles to be added, which may be e.g. sand, are then preferably located within the above-mentioned ranges of the bubbling bed and the rotating bed. Alternatively, however, the feed may consist only of coarse solid particles, e.g. of the order of 0.3-1.5 mm, the material of which is friable, whereby the material, after grinding in the bubbling bed 10, is transferred to the fluidized bed of the circulating bed. The finest fraction formed in the bubbling bed and the circulating bed further gives a solid fraction from the separator to the product gas stream, which prevents clogging of the gas ducts and the heat exchanger due to the sticky ash. Particularly suitable chopping fluid is lime, but magnesium oxide and kaolin, for example, can also be used.

Kaasukanavien tukkeutumisen minimoimiseksi on edelleen edullista jäljestää tuote- kaasun jäähdytys siten, että se tapahtuu kahdessa peräkkäisessä vaiheessa kahdella eri lämmönvaihtimella, joista ensimmäinen jäähdyttää kaasun lämpötilavälille 600 - 720 °C ja toinen edelleen lämpötilaan 450 °C tai sen alapuolelle. Ensimmäinen 20 lämmönvaihdin siirtää kaasun tukkeutumien kannalta kriittisen lämpötilavälin 720 - : 780 °C ohi siten, että kalsium- ja klooripitoiset tuhkakomponentit menettävät tart- J tumiskykynsä ja tukkeutumien vaara toisessa, matalammassa lämpötilassa toimivas- • ·♦ sa lämmönvaihtimessa ja kaasun suodattimessa eliminoituu. Ensimmäinen lämmön-[ vaihdin puolestaan mitoitetaan edullisesti väljäksi niin, että kaasun virtausnopeus [ 25 siinä on alhainen, ja kaasuputket voidaan jäljestää pystysuuntaisiksi, jolloin tarttu- * : misriski on pienimmillään.To minimize clogging of the gas ducts, it is further advantageous to trace the cooling of the product gas in two successive stages with two different heat exchangers, the first cooling the gas to a temperature between 600 and 720 ° C and the second further to 450 ° C or below. The first heat exchanger 20 passes the critical temperature range of 720 to 780 ° C for gas blockages, so that the calcium and chlorine-containing ash components lose their adhesion and the risk of blockages in the second, lower temperature heat exchanger and gas filter. The first heat exchanger, on the other hand, is preferably dimensioned loosely so that the gas flow rate is low, and the gas pipes can be traced vertically, with the lowest risk of entrapment.

• · · • · ♦ • · «• · · • · ♦ • · «

Lisätoimenpide, jolla edelleen voidaan toijua tukkeutumien syntymistä on sorbentin, ··, kuten sopivan natrium-, kalium- tai kalsiumyhdisteen, syöttäminen lämmönvaihti- • *· messa tai sitä ennen tuotekaasuvirtaan tuhkapartikkelien sitomiseksi.An additional step by which the occurrence of blockages can be further introduced is the introduction of a sorbent, such as a suitable sodium, potassium or calcium compound, in or before the heat exchanger into the product gas stream to bind the ash particles.

• · • « · 30 Keksinnön mukainen, edellä kuvattua menetelmää soveltava kaasutuslaitteisto käsit-.*··. tää sinänsä tunnettuina elementteinä leijukerrosreaktorin, kiinteistä partikkeleista muodostuvan leijumateriaalin, syöttöyhteen nousevan kaasuvirtauksen tuottamiseksi reaktoriin, polttoaineen syöttöyhteen, syöttöyhteen leijumateriaalin lisäämiseksi re- • · aktoriin, reaktorin yläpäästä alkavan kaasunpoistokanavan, erottimen kiintoainepar- tikkelien erottamiseksi reaktorista poistuneesta tuotekaasusta sekä palautusyhteen erotettujen partikkelien palauttamiseksi reaktoriin.• · • «· 30 The gasification apparatus according to the invention, applying the method described above, comprises. * ··. known as per se elements for producing a fluidized bed reactor, a fluidized material of solid particles, an ascending gas flow to the reactor, a fuel supply connection, a feed connection for adding the fluidized material to the reactor,

66

Laitteistolle on keksinnön mukaan tunnusomaista se, että reaktoriin on jäljestettävissä karkeampia leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on suurempi kuin 0,2 mm ja 5 enintään 1,5 mm, sisältävä kupliva leijupeti ja sen yläpuolella oleva hienompia leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on 50 - 300 pm, sisältävä kiertopeti, jolloin pa-lautusyhde erottimesta reaktoriin palaaville partikkeleille päättyy kuplivan leijupedin yläosan tasolle tai sen yläpuolelle.According to the invention, the apparatus is characterized in that a bubbling fluidized bed containing coarser fluidized material particles with a size of more than 0.2 mm and up to 1.5 mm can be traced into the reactor and a finer fluidized bed containing 50-300 μm particles above it. a circulating bed, wherein the return connection from the separator to the particles returning to the reactor terminates at or above the level of the top of the bubbling fluidized bed.

Reaktoritila käsittää edullisesti alemman osan kuplivaa leijupetiä varten sekä ylem-10 män, poikkipinnaltaan laajemman osan kiertopetiä varten. Ylemmän ja alemman osan halkaisijoiden suhde on sopivimmin välillä 1,15 - 1,5. Osien välillä voi olla kartiomaisesti laajeneva osa, jonka kartiokulma reaktoritilan pystyakseliin nähden on loiva, mielellään alle 10° ja edullisimmin alle 7°. Laajennuksella mahdollistetaan se, ettei kaasun virtausnopeus kasva kiertopedissä korkeammaksi kuin kuplivassa 15 pedissä.The reactor space preferably comprises a lower part for a bubbling fluidized bed and an upper part with a wider cross-section for a circulating bed. The ratio of the diameters of the upper and lower parts is preferably between 1.15 and 1.5. There may be a conically expanding part between the parts, the conical angle of which is gentle with respect to the vertical axis of the reactor space, preferably less than 10 ° and most preferably less than 7 °. The expansion allows the gas flow rate in the rotating bed not to increase higher than in the bubbling 15 beds.

Erottimen, joka erottaa reaktorin kiertopetiin palaavat kiintopartikkelit kaasuvirtaan jäävistä hienommista partikkeleista, muodostaa edullisesti sykloni. Voidaan käyttää alhaiselle, edullisesti alle 15 m/s virtausnopeudelle mitoitettua väljää syklonia, jonka aiheuttama painehäviö on alhainen, edullisesti alle 15 mbar. Tällöin kiertopedin par-20 tikkelien paluu reaktoriin helpottuu, ja tuotekaasuun jää kiintopartikkeleita, jotka t » · ί·» J kykenevät nuohoamaan kaasukanavan seinämiä pölystä ja sitomaan tahmeita, tarttu- • · !. ’ ·: via tuhkakomponenttej a.The separator which separates the solid particles returning to the reactor circulating bed from the finer particles remaining in the gas stream is preferably a cyclone. A loose cyclone rated for a low flow rate, preferably less than 15 m / s, can be used with a low pressure drop, preferably less than 15 mbar. This facilitates the return of the par-20 particles of the circulating bed to the reactor, leaving solid particles in the product gas, which are able to soot the walls of the gas duct from dust and bind sticky, • ·! '·: Via ash components a.

• * » • · ·• * »• · ·

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheiseen pii- • · rustukseen, joka on esimerkki keksinnön mukaisesta, kuplivan leijupedin sekä • · ... 25 ylemmän kiertopedin käsittävästä kaasutuslaitteistosta.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which is an example of a gasification apparatus according to the invention comprising a bubbling fluidized bed and an upper rotary bed.

• · • a·• · • a ·

Piirustuksen mukainen kaasutuslaitteisto käsittää leijukerrosreaktorin 1, joka muo-dostuu lieriömäisestä alemmasta osasta 2, sen yläpuolella olevasta kartiomaisesti laajenevasta osasta 3 sekä lieriömäisestä ylemmästä osasta 4, jolloin ylempi osa 4 on • «« poikkipinnaltaan alempaa osaa 2 laajempi. Reaktioastiassa 1 lähellä sen pohjaa on • * · : ·' 30 arina 5, jonka alle syötetään kaasutusilmaa tai -höyryä syöttöyhteestä 6. Reaktorin 1 mainitussa alemmassa osassa 2 ylläpidetään nousevan ilmavirran varassa stationää- ·***; riä kuplivaa leijupetiä 7, joka muodostuu kiinteistä, hienojakoisista leijupartikkeleis- *«· .·. : ta, joiden koko on yli 0,2 mm, sopivimmin välillä n. 0,3 - 1,5 mm. Hienojakoisessa muodossa oleva kaasutettava polttoaine, joka voi olla biomassaa, kuten sahanpurua, 7 tai yhdyskunta- tai teollisuusjätettä, kuten muovijätettä, syötetään yhteestä 8 reaktorin alempaan osaan 2, leijupedin 7 sisään. Kuplivassa leijupedissä 7 tapahtuu polttoaineen kaasuuntuminen, jolloin syntyvä kaasu siirtyy reaktoritilassa nousevaan kaa-suvirtaan samalla, kun tuhkaa 9 poistetaan reaktorin pohjalta.The gasification apparatus according to the drawing comprises a fluidized bed reactor 1 consisting of a cylindrical lower part 2, a conically expanding part 3 above it and a cylindrical upper part 4, the upper part 4 being wider in cross-section than the lower part 2. In the reaction vessel 1, near its bottom, there is a grate 5, under which gasification air or steam is fed from the supply connection 6. In said lower part 2 of the reactor 1, a stationary · *** is maintained on the basis of an ascending air flow; a bubbling fluidized bed 7 consisting of solid, finely divided fluidized particles * «·. ·. with a size greater than 0.2 mm, preferably between about 0.3 and 1.5 mm. The gasifiable fuel in finely divided form, which may be biomass, such as sawdust, 7 or municipal or industrial waste, such as plastic waste, is fed from the joint 8 to the lower part 2 of the reactor, inside the fluidized bed 7. Gasification of the fuel takes place in the bubbling fluidized bed 7, whereby the generated gas is transferred to the rising gas flow in the reactor space while the ash 9 is removed from the bottom of the reactor.

5 Leijukerrosreaktorin 1 kartiomaisesti laajenevassa osassa 3 sekä ylemmässä lieriömäisessä osassa 4 ylläpidetään kaasuvirran avulla kiertopetiä, jossa leijuvat kiin-topartikkelit ovat pienempiä kuin alemmassa kuplivassa leijupedissä 7, kooltaan välillä 50 - 300 pm. Reaktoritilan kartiomainen laajennus 3 on edullisesti mitoitettu siten, että tilan poikkipinnan kasvu vastaa polttoaineen kaasuuntumisen tuottamaa 10 kaasumäärän lisäystä, jolloin nousevan kaasuvirtauksen nopeus kuplivassa pedissä reaktorin kapeammassa alemmassa osassa 2 ja kiertopedissä reaktorin ylemmässä osassa 4 on sama, suuruusluokkaa 1-1,5 m/s. Mainitut käyttöparametrit ovat säädeltävissä kaasutusilman ja polttoaineen syötön avulla, ja mahdollista on, että kaasun virtausnopeus kiertopedissä on jopa alempi kuin kuplivassa pedissä.In the conically expanding part 3 of the fluidized bed reactor 1 and in the upper cylindrical part 4, a circulating bed is maintained by means of a gas flow, in which the floating solids are smaller than in the lower bubbling fluidized bed 7, between 50 and 300. The conical expansion 3 of the reactor space is preferably dimensioned so that the increase in the cross-sectional area of the space corresponds to the increase in gas volume produced by fuel gasification, the rate of ascending gas flow in the bubbling bed in the narrower lower part 2 and the circulating bed in the upper part 4 is of the order of 1-1.5 m / s . Said operating parameters are controllable by means of gasification air and fuel supply, and it is possible that the gas flow rate in the circulating bed is even lower than in the bubbling bed.

15 Reaktoritilan 1 yläpäästä tuotekaasuvirta johdetaan kanavan 10 kautta erotussyklo-niin 11, joka erottaa kiertovirtauksen leijupartikkelit johdettavaksi kanavan 12 kautta takaisin leijukerrosreaktoriin 1. Palautuskanava 12 yhtyy piirustuksen mukaan reak-toritilaan kuplivan leijupedin 7 yläreunan tasalla. Kupliva peti ja kiertopeti ovat tällöin toisistaan erillään ilman leijupartikkelien sekoittumista petien välillä. Käytän-20 nössä kuplivan pedin 7 korkeus voi kuitenkin hieman vaihdella, eli pedin yläreuna . . voi hetkellisesti nousta hieman palatuskanavan 12 pään yläpuolelle tai vastaavasti | vajota hieman sen alapuolelle. Oleellista on kuitenkin se, että reaktoriin 1 palaavien • · « kiertopartikkelien on kanavassa 12 voitettava painollaan ainoastaan kiertopedissä ja **.·* ** syklonissa tapahtuva kaasuvirtauksen painehäviö, muttei kuplivassa pedissä tapah- t 25 tuvaa huomattavasti suurempaa painehäviötä, kuten olisi laita, jos kiertopartikkelit syötettäisiin kuplivan pedin sisään tai pedin alle.From the upper end of the reactor space 1, the product gas stream is passed through the channel 10 to a separation cycler 11 which separates the circulating fluid particles for passing back through the channel 12 back to the fluidized bed reactor 1. According to the drawing, the return channel 12 joins the reactor space. The bubbling bed and the rotating bed are then separated from each other without mixing of the fluid particles between the beds. In practice, however, the height of the bubbling bed 7 may vary slightly, i.e. the upper edge of the bed. . may momentarily rise slightly above the end of return channel 12 or equivalent sink slightly below it. It is essential, however, that the circulating particles returning to the reactor 1 in the channel 12 only have to overcome the pressure drop in the gas flow in the circulating bed and the cyclone, but not in the bubbling bed much higher than in the bubbling bed, as would be the case if the circulating particles would be fed into or under the bubbling bed.

• · • · • ·• · • · • ·

Piirustuksessa nähdään kaksi prosessiin lisättävien leijupartikkelien syöttöyhdettä „ 13, 14 siten, että kuplivan pedin 7 karkeampia partikkeleja on lisättävissä polttoai- • · · " neen syöttöön 8 ja kiertopedin hienompia partikkeleja kiertovirtauksen palautus- *···: 30 kanavaan 12. Lisättävät partikkelit voivat olla esim. hiekkajakeita, joiden partikkeli- ·*·*: koko kuplivassa pedissä ja kiertopedissä on erilainen. Toisaalta voidaan myös käyt- • · .*·*. tää murenevaa leijumateriaalia, kuten kalkkia, joka kuplivassa pedissä 7 hienontues- saan tuottaa kiertopedin hienojakoisemmat leijupartikkelit. Tällöin voi olla riittävää • · *···* syöttää leijumateriaalia pelkästään kuplivaan petiin 7 yhteestä 13. Kiertopetiin voi- :.**i 35 daan valinnaisesti syöttää sen lämpötilaa nostavaa sekundääri-ilmaa yhteestä 15 tai 8 lämpötilaa alentavaa jäähdytysvettä tai -höyryä yhteestä 16 lähelle reaktorithan ylä-päätä.The drawing shows two fluid particle feed connections "13, 14" to be added to the process, so that the coarser particles of the bubbling bed 7 can be added to the fuel supply 8 and the finer particles of the circulating bed to the circulating flow return * ···: 30 channels can be added. eg sand fractions with a different particle size in the bubbling bed and in the circulating bed, on the other hand it is also possible to use a crumbling fluid material, such as lime, which, when finely divided in the bubbling bed 7, produces finer fluidized particles in the circulating bed. In this case, it may be sufficient to supply fluidized material only to the bubbling bed 7 of 13. The circulating bed may optionally be supplied with its secondary air-raising secondary air from 15 or 8 cooling water or steam from the combined 16 near the top of the reactor.

Syklonin 11 tehtävänä on erottaa reaktoriin 1 palaavat kiertopedin leijupartikkelit tuotekaasuvirrasta, joka johdetaan kanavia 17,18 myöten jäähdytettäväksi kahdessa 5 peräkkäisessä lämmönvaihtimessa 19, 20. Syklonista 11 kanavaan 17 poistuvan kaasuvirran lämpötila on tyypillisesti suuruusluokkaa 800 - 1000 °C, ja virtaus-suunnassa ensimmäisellä lämmönvaihtimella 19 se jäähdytetään lämpötilavälille 600 - 720 °C. Jäähtyminen tuhkapartikkelien tarttumisen ja niistä johtuvien tukkeutumien kannalta ongelmallisen lämpötila-alueen n. 720 - 780 °C alapuolelle tapahtuu tä-10 ten lämmönvaihtimen 19 sopivasti pystyasentoon sijoitetuissa putkistoissa, jotka on mitoitettu riittävän väljiksi ja joissa kaasun virtausnopeus on alhainen, esim. n. 4 m/s. Kun partikkelien erotusraja syklonissa 11 on n. 50 - 70 pm, jää tuotekaasuvir-taan 10-70 pm suuruisia kiintopartikkeleita, joilla on myös oleellinen merkitys tuhkan sitojina ja tukkeutumien estäjänä. Lisäksi lämmönvaihtimeen 19 voidaan 15 syöttää yhteestä 21 sorbenttia, kuten kloorin kanssa reagoivia kalsium-, natrium- tai kaliumyhdisteitä. Myös jäähdytysvettä tai -höyryä voidaan tarvittaessa syöttää lämmönvaihtimen 19 kaasuvirtaan. Lämmönvaihdin 19 toimii samalla erottimena, joka poistaa lentotuhkaa yhteeseen 22.The function of the cyclone 11 is to separate the circulating fluidized particles returning to the reactor 1 from the product gas stream passing through the channels 17, 18 for cooling in two successive heat exchangers 19, 20. The temperature of the gas stream leaving the cyclone 11 to the channel 17 is typically in the order of 800-1000 ° C. It is cooled to a temperature in the range of 600 to 720 ° C. Cooling below the temperature range of about 720 to 780 ° C, which is problematic for the adhesion of the ash particles and the resulting blockages, takes place in pipelines of the heat exchanger 19 suitably arranged in a vertical position, dimensioned sufficiently loose and with a low gas flow rate, e.g. / s. When the particle separation limit in the cyclone 11 is about 50 to 70 μm, solid particles of 10 to 70 μm remain in the product gas stream, which are also essential as ash binders and anti-clogging agents. In addition, a total of 21 sorbents, such as calcium, sodium or potassium compounds reactive with chlorine, can be fed to the heat exchanger 19. If necessary, cooling water or steam can also be supplied to the gas stream of the heat exchanger 19. At the same time, the heat exchanger 19 acts as a separator which removes fly ash to the joint 22.

Virtaussuunnassa toisessa lämmönvaihtimessa 20 kaasuvirta jäähdytetään lämpöti- 20 laan 450 °C tai sen alapuolelle. Jäähdytetty tuotekaasu jatkaa suodattuneen 23, jonka ί·: toimintalämpötila on 200 - 450 °C ja josta lopullinen, puhdistettu tuotekaasu poistuu • · :: kanavaan 24 j a erotettu hienoin pölyfraktio poistoyhteeseen 2 5.In the flow direction, in the second heat exchanger 20, the gas stream is cooled to a temperature of 450 ° C or below. The cooled product gas continues to filter 23, which has an operating temperature of 200-450 ° C and from which the final, purified product gas exits • · :: the duct 24 and the finest dust fraction separated in the outlet 2 5.

··« • · · * 1 ··· «• · · * 1 ·

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön sovellutukset eivät rajoitu edellä esimerkkeinä esitettyyn, vaan voivat vaihdella seuraavien patenttivaatimusten puit- • · ... 25 teissä. On esimerkiksi mahdollista, että kiertovirtauksen palautuskanava 12 yhtyy '·2·1 reaktoritilaan piirustuksessa esitettyä ylempänä esim. siten, että kiertopartikkelit tu levat syötetyiksi reaktorin kartiomaisesti laajenevaan osaan 3 tai jopa reaktorin ylä- ί 3 osaan 4. Tällöin kupliva peti 2 ja kiertopeti toimivat toisistaan täysin erillään ilman • · · hetkellistäkään partikkelien sekoittumista petien rajalla.It will be clear to a person skilled in the art that the applications of the invention are not limited to the examples given above, but may vary within the scope of the following claims. It is possible, for example, that the circulating flow return channel 12 merges into the reactor space above that shown in the drawing, e.g. so that the circulating particles are fed into the conically expanding part 3 of the reactor or even into the upper part 3 of the reactor. completely separate without • · · even momentary mixing of particles at the bed boundary.

it · • · · • · • · ··· • · • ·it · • · · • · • · ··· • · • ·

• M• M

··· • · • I · · · • · · 2 • ·· 3 • ···· • · • I · · · • · · 2 • ·· 3 • ·

Claims

99

1. Menetelmä polttoaineen kaasuttamiseksi nousevassa kaasuvirrassa kiinteitä lei-jumateriaalipartikkeleja sisältävässä leijukerrosreaktorissa (1), jossa menetelmässä polttoainetta (8) syötetään reaktorin alaosaan ja syntynyt tuotekaasu (10) johdetaan 5 reaktorin yläpäästä erottuneen (11), jolla kaasusta erotetaan kiintopartikkeleja, jotka palautetaan (12) reaktoriin, tunnettu siitä, että reaktorissa (1) ylläpidetään kaasuvir-ran avulla karkeampia leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on suurempi kuin 0,2 mm ja enintään 1,5 mm, sisältävää kuplivaa leijupetiä (2, 7) sekä sen yläpuolella olevaa hienompia leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on 50-300 pm, sisältävää 10 kiertopetiä (4), ja että tuotekaasusta erotetut kierrätettävät partikkelit palautetaan reaktoriin kuplivan leijupedin yläosaan tai sen yläpuolelle.A method for gasifying fuel in an ascending gas stream in a fluidized bed reactor (1) containing solid Lei material particles, wherein the fuel (8) is fed to the bottom of the reactor and the resulting product gas (10) is passed through a reactor (11) separated from the upper end of the reactor. ) to the reactor, characterized in that a bubbling fluidized bed (2, 7) containing coarser fluidized material particles larger than 0.2 mm and not more than 1.5 mm and finer fluidized material particles above it is maintained in the reactor (1) by means of a gas flow, with a size of 50 to 300 μm, containing 10 circulating beds (4), and that the recyclable particles separated from the product gas are returned to the reactor at or above the top of the bubbling fluidized bed.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupliva leiju-peti (7) sisältää leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on välillä 0,3-1,5 mm.Method according to Claim 1, characterized in that the bubbling fluidized bed (7) contains particles of fluidized material with a size of between 0.3 and 1.5 mm.

3. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att produkt-25 gasen (17) som avlägsnas frän avskiljaren (11) innehäller fasta partiklar, vars storlek .···. är mellan 10 - 70 pm. • φ φφφ ... 4. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att gasens φ · · **[/ flödeshastighet i cirkulationsbädden är den samma som eller lägre än i den bub- *···' 30 blande bädden. φ φ # a3. The first of which is a patented product, which can be obtained from the product-25 gas (17) in the case of the product (11) without the use of a particle, which can be stored. it is 10 - 70 pm. • φ φφφ ... 4. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att gasens φ · · ** [/ flödeshastighet i circulationsbädden är den samma som eller lägre i den bub- * ··· '30 blande bädden. φ φ # a

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 erottimesta (11) poistuva tuotekaasu (17) sisältää kiintopartikkeleja, joiden koko on välillä 10-70 pm.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the product gas (17) leaving the separator (11) contains solid particles with a size of between 10 and 70 μm.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasun virtausnopeus kiertopedissä on sama tai alempi kuin kuplivassa pedissä. : 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasun vir- • · · 20 tausnopeus kiertopedissä on 1-1,5 m/s. • «9 9 9 9 99 : 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että "**: reaktoriin lisätään karkeampia, kuplivaan leijupetiin päätyviä leijumateriaalipartik- *:·*: kelejä (13) sekä hienompia, kiertopetiin päätyviä leijumateriaalipartikkeleja (14). 9 9 9 9 · ***** 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että re- 25 aktoriin (1) lisätään leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on 0,3-1,5 mm ja joiden ! *** materiaali on murenevaa, jolloin partikkelit murenemisen seurauksena siirtyvät kup- 9*9 •...: li vasta leijupedistä kiertopetiin. 9# 9 • *9Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas flow rate in the circulating bed is equal to or lower than in the bubbling bed. Method according to Claim 4, characterized in that the flow rate of the gas in the circulating bed is 1-1.5 m / s. Method according to one of the preceding claims, characterized in that coarser fluidized-particle particles (13) terminating in a bubbling fluidized bed and finer fluidized material particles (14) terminating in a circulating bed are added to the reactor. Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that particles of fluidizing material with a size of 0.3 to 1.5 mm and having a size of! 1 are added to the reactor (1). *** the material is friable, in which case the particles only move from the fluidized bed to the circulating bed as a result of the crumbling 9 # 9 • * 9

5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat av att gasens flödeshastighet i cir-*. kulationsbädden är 1 - 1,5 m/s. φ · · φ φ φ #Φ# φ * * 355. A patent according to claim 4 is disclosed in the invention. kulationsbädden is 1 - 1.5 m / s. φ · · φ φ φ # Φ # φ * * 35

6. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att reaktom tillförs grövre virvlande partiklar (13) som hamnar i den bubblande virvelbädden 12 samt finare virvlande partiklar av fluidiserat material (14) som hamnar i cirkula-tionsbädden.6. A fitting according to the preceding patent, which comprises reacting with a knurled part (13) of a hammer and a bubble cord 12, as well as having a knurled part of the fluidized material (14) in the circulating part.

7. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 - 5, kännetecknat av att reaktom (1) 5 tillförs virvlande partiklar, vars storlek är 0,3 - 1,5 mm och vars material är skört, varvid partiklama överförs frän den bubblande virvelbädden tili cirkulationsbädden som en följd av söndersmulning.7. Förfarande enligt segot av patentkraven 1 - 5, kännetecknat av att reaktom (1) 5 tillförs virvlande particiklar, rod sticker is 0.3 - 1.5 mm and stem material is not coated, colors partiklama ovverförs frän den bubblande vvelbädden account circulationsbädden som en feljd av söndersmulning.

8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att partiklama som skall tillföras 10 bestär av kalk.8. A patent according to claim 7, comprising a particle according to the form of a filter 10.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisättävät par- * 9 *·♦·* tikkelit ovat kalkkia. • 999 9 9 9 9Method according to Claim 7, characterized in that the par- * 9 * · ♦ · * particles to be added are lime. • 999 9 9 9 9

9. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att bränslet (8) mätäs in i den bubblande virvelbädden (7). 15 10. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att avskilja- ren är en cyklon (11), i vilken avskiljningsgränsen för de fasta partiklama är ca 50 -70 pm.9. An embodiment according to the preceding claims, comprising a handle (8) and a bubble handle (7). 15. The first step is to apply a patented ring, which can be attached to a cyclone (11), and which is preferably 50 to 70.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että '* *: polttoaine (8) syötetään kuplivan leijupedin (7) sisään. 10Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel (8) is fed into the bubbling fluidized bed (7). 10

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotin on sykloni (11), jossa kiintopartikkelien erotusraja on noin 50-70 pm.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the separator is a cyclone (11) in which the separation limit of the solid particles is about 50 to 70 μm.

11. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att produkt-20 gasen (17) som avlägsnas frän avskiljaren (11) leds tili en värmeväxlare (19), i vilken gasen nedkyls tili temperaturintervallet 600 - 720 °C, och därefter tili en andra j värmeväxlare (20), där gasen ytterligare nedkyls tili en temperatur av 450 °C eller • M · : lägre, varefter produktgasen filtreras (23). • ♦ • ·· • · I • · · 25 12. Förfarande enligt patentkrav 11, kännetecknat av att sorbens (21) tillförs pro- ’ duktgasen i den första värmeväxlaren (19) för att binda askpartiklar. • · ·*** *···! 13. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att bränslet (8) som skall förgasas är en finfördelad biomassa, säsom trämassa. 3011. A method according to the preceding claims, comprising the product-20 gas (17) in a light-emitting diode (11), the LEDs having a color ratio (19), and the gas gas having a temperature in the range of 600 to 720 ° C, and having a subsequent temperature. and other colors (20), the gas mixture is cooled to a temperature of 450 ° C or • M ·: a white, varied product with a filter (23). • ♦ • ·· • · I • · · 25 12. A first version according to claim 11, which comprises a means (21) for producing a product and a solid color (19) according to a particle. • · · *** * ···! 13. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att bränslet (8) s scall förgasas är en finfördelad biomass, säsom trämassa. 30

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erottimesta (11) poistuva tuotekaasu (17) johdetaan lämmönvaihtimeen (19), jossa 5 kaasu jäähdytetään lämpötilavälille 600-720 °C, ja sen jälkeen toiseen lämmönvaihtimeen (20), jossa kaasu edelleen jäähdytetään lämpötilaan 450 °C tai sen alle, minkä jälkeen tuotekaasu suodatetaan (23).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the product gas (17) leaving the separator (11) is passed to a heat exchanger (19) in which the gas is cooled to a temperature in the range 600-720 ° C and then to a second heat exchanger (20). cooled to 450 ° C or below, after which the product gas is filtered (23).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä lämmönvaihtimessa (19) tuotekaasuun lisätään sorbenttia (21) tuhkapartikkeli- 10 en sitomiseksi.Method according to Claim 11, characterized in that a sorbent (21) is added to the product gas in the first heat exchanger (19) in order to bind the ash particles.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasutettava polttoaine (8) on hienojakoista biomassaa, kuten puumassaa.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel to be gasified (8) is finely divided biomass, such as wood pulp.

14. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 -12, kännetecknat av att bränslet (8) .. |.; som skall förgasas innehäller plast. • ·14. The first of which relates to patent claims 1 to 12, which can be found in paragraphs (8) .. | .; som skall förgasas innehäller plast. • ·

14. Jonkin patenttivaatimuksista 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasutettava polttoaine (8) sisältää muovia.Method according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the fuel (8) to be gasified contains plastic.

15. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 - 12, kännetecknat av att bränslet (8) 35 som skall förgasas är klorhaltigt. • ·15. A method according to claims 1 to 12, which comprises the markings (8) 35 in which the crystal is chlorinated. • ·

15. Jonkin patenttivaatimuksista 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasutettava polttoaine (8) on klooripitoista.Method according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the fuel (8) to be gasified is chlorine-containing.

16. Förgasningsanordning som lämpar sig för ett förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, innefattande en virvelbäddsreaktor (1), ett virvlande material 13 bestäende av fasta partiklar, ett inmatningsrör (6) för att producera en stigande gasström i reaktom, ett inmatningsrör (8) för bränsle, ett inmatningsrör (13, 14) för tillförsel av virvlande material till reaktom, en gasutloppskanal (10) som börjar vid reaktoms övre ände, en avskiljare (11) för att separera fasta partiklar frän produktga-5 sen som avlägsnats frän reaktom, samt ett returrör (12) för att retumera de avskilda partiklama tili reaktom, kännetecknad av att i reaktom (1) kan anordnas en bub-blande virvelbädd (7) innehällande grövre virvlande partiklar, vars storlek är större än 0,2 mm och högst 1,5 mm, samt en ovanför virvelbädden placerad cirkula-tionsbädd som innehäller finare virvlande partiklar, vars storlek är 50 - 300 μηι, 10 varvid returröret (12) för partiklar som retumeras frän avskiljaren tili reaktom slutar vid planet av den bubblande virvelbäddens övre del eller ovanför den.16. The method of adjusting the requirements of the invention for a patented apparatus, a non-volatile reactor (1), and a solid material 13 for a particulate particle, and an inlet (6) for producing a gas stream in a reactor (1), for brand name (13, 14) for the production of the material to the reactor, in the gas channel (10) in the case of the reactor for the reaction of the product (5), for the separation of the reactants from the product-5 to the reactant, the same as the retractor (12) for the reticle of the particle of the reactant, the rotating part of the reactor (1) can be used in the form of a bubble cord (7) the outer part of the reactor, the stem is not more than 0.2 mm or 1 , 5 mm, velvet and ovanför virvelbädden placerad circulat-tionsbädd som innehäller finare virvlande partiklar, rod storlek är 50 - 300 μηι, 10 varvid returröret (12) för particiklar s retumeras frän avskiljaren account reaktom s lutar vid planet av den bubblande virvelbäddens övre del eller ovanför den.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaiseen menetelmään soveltuva kaasu- . . tuslaitteisto, joka käsittää leijukerrosreaktorin (1), kiinteistä partikkeleista muodos- • · · | tuvan leijumateriaalin, syöttöyhteen (6) nousevan kaasuvirtauksen tuottamiseksi re- V*: 20 aktoriin, polttoaineen syöttöyhteen (8), syöttöyhteen (13, 14) leijumateriaalin lisää- ·«· * miseksi reaktoriin, reaktorin yläpäästä alkavan kaasunpoistokanavan (10), erottimen ***· (11) kiintoainepartikkelien erottamiseksi reaktorista poistuneesta tuotekaasusta sekä *:**: palautusyhteen (12) erotettujen partikkelien palauttamiseksi reaktoriin, tunnettu sii- :***· tä, että reaktoriin (1) on jäljestettävissä karkeampia leijumateriaalipartikkeleja, joi- 25 den koko on suurempi kuin 0,2 mm ja enintään 1,5 mm, sisältävä kupliva leijupeti ;·. (7) ja sen yläpuolella oleva hienompia leijumateriaalipartikkeleja, joiden koko on • ·· |...t 50-300 pm, sisältävä kiertopeti, jolloin palautusyhde (12) erottimesta reaktoriin pa- • * *1* lääville partikkeleille päättyy kuplivan leijupedin yläosan tasolle tai sen yläpuolelle. ·* · • · · • · • φ .*·*. 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että reaktori käsit- ]·[ 30 tää alemman osan (2) kuplivaa leijupetiä (7) varten sekä ylemmän, poikkipinnaltaan *··.: laajemman osan (4) kiertopetiä varten. • · • · * • ·» πA gas suitable for a method according to any one of the preceding claims. . an apparatus comprising a fluidized bed reactor (1) for forming solid particles • · · | to produce an ascending gas flow to the feed connection (6) to the reactor (8), the fuel supply connection (8), the supply connection (13, 14) to add fluid material to the reactor, a degassing channel (10) starting at the top of the reactor, a separator * ** · (11) for separating solid particles from the product gas leaving the reactor and *: **: for returning the particles separated in the return connection (12) to the reactor, characterized in that coarser fluidized material particles can be traced in the reactor (1) with a bubbling fluidized bed with a size greater than 0,2 mm and not more than 1,5 mm; (7) and a rotating bed containing finer particles of fluidized material with a size of • •· | ... t 50-300 pm above it, whereby the return connection (12) from the separator to the reactor particles ends at the level of the top of the bubbling fluidized bed. or above. · * · • · · • · • φ. * · *. Apparatus according to claim 16, characterized in that the reactor comprises a lower part (2) for a bubbling fluidized bed (7) and an upper part (4) with a wider cross-section (4) for a circulating bed. • · • · * • · »π

17. Anordning enligt patentkrav 16, kännetecknad av att reaktom innefattar ett ne-dre parti (2) för den bubblande virvelbädden (7) samt ett övre parti (4) med ett bre- 15 dare tvärsnitt för cirkulationsbädden.17. An arrangement according to claim 16, which comprises reacting a part (2) for a bubble rod (7) as well as a part (4) for circulating a ring (4).

18. Anordning enligt patentkrav 16 eller 17, kännetecknad av att avskiljaren är en cyklon (11).18. Anordning enligt patentkrav 16 or 17, kännetecknad av att avililjaren är en cyclone (11).

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että erotin on sykloni (11).Apparatus according to Claim 16 or 17, characterized in that the separator is a cyclone (11).

19. Jonkin patenttivaatimuksista 16-18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siihen kuuluu kaksi virtaussuunnassa peräkkäistä lämmönvaihdinta (19, 20) erottimes- 5 ta (11) johdetun tuotekaasun vaiheittaiseksi jäähdyttämiseksi sekä suodatin (23) jäähdytetyn tuotekaasun suodattamiseksi. 10 1. Förfarande för att förgasa bränsle i en virvelbäddsreaktor (1) som innehäller virv- lande fasta partiklar i en stigande gasström, vid vilket förfarande bränsle (8) mätäs in i reaktoms nedre del och den uppkomna produktgasen (10) leds frän reaktoms Övre del tili en avskiljare (11), med vilken ur gasen avskiljs fasta partiklar, vilka ätercir-kuleras (12) tili reaktom, kännetecknat av att i reaktom (1) upprätthälls med hjälp 15 av gasströmmen en bubblande virvelbädd (2, 7) innehällande grövre virvlande partiklar, vars storlek är större än 0,2 mm och högts 1,5 mm, samt ovanför denna en cirkulationsbädd (4) innehällande finare virvlande partiklar, vars storlek är 50-300 pm, och att de frän produktgasen avskilda partiklama som skall cirkuleras ätereirku-leras tili reaktom tili den bubblande virvelbäddens Övre del eller ovanför denna. 20 • ♦ ·.: * 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den bubblande virvelbädden :\{ (7) innehäller virvlande partiklar, vars storlek är mellan 0,3 - 1,5 mm. φφφ • · · • · · ♦Apparatus according to one of Claims 16 to 18, characterized in that it comprises two successive heat exchangers (19, 20) in the flow direction for the gradual cooling of the product gas discharged from the separator (11) and a filter (23) for filtering the cooled product gas. 10 1. Fertilizers for a branded or reactive reactor (1) in which the brandy is used in the presence of a gas stream (8) in which the reactants of the reactor product (10) are reacted for the account (11), for which the gas is used as a particulate matter, for a second time (12) account for the reactor (1) up to 15 (2, 7) of the gas strap (2, 7) virvirland partiklar, stems with a stem length of 0,2 mm and a height of 1,5 mm, velvet ovanför denna en circulationsbädd (4) innehällande finare virvlande partiklar, stems with a stake of 50-300 pm, and with the product being free from particulate matter ätereirku-leras account reaktom account den bubblande virvelbäddens Övre del eller ovanför denna. 20 • ♦ · .: * 2. For the purposes of claim 1, the reference number of the blanks is as follows: \ {(7) in the case of twisted particles, the stems being 0.3 to 1.5 mm long. φφφ • · · • · · ♦

19. Anordning enligt nägot av patentkraven 16 - 18, kännetecknad av att den inne fattar tvä i flödesriktningen successiva värmeväxlare (19, 20) för stegvis nedkylning : av produktgasen som leds frän avskiljaren (11) samt ett filter (23) för att filtrera den .·! i nedkylda produktgasen. • · · • 1 • »· • 1 1 • · 25 • 1 • · • · · • · • · • · 1 #·· f · · I · · *·1 • · m · Φ · · • « · • · • · · * « » ··· ·19. An arrangement according to claims 16 to 18, which comprises the use of a filter (23, 20) for the purpose of applying the filter (23) to the filter (23) for the filter (23). . ·! i nedkylda produktgasen. • · · • 1 • »· • 1 1 • · 25 • 1 • · • · · • · • • 1 # ·· f · · I · · * · 1 • · m · Φ · · •« · • · • · · * «» ··· ·