FI122860B - Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi ja myötävirtakaasutin - Google Patents

Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi ja myötävirtakaasutin Download PDF

Info

Publication number
FI122860B
FI122860B FI20075374A FI20075374A FI122860B FI 122860 B FI122860 B FI 122860B FI 20075374 A FI20075374 A FI 20075374A FI 20075374 A FI20075374 A FI 20075374A FI 122860 B FI122860 B FI 122860B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
furnace
fuel
silo
gasification
downstream
Prior art date
Application number
FI20075374A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20075374A0 (fi
FI20075374A (fi
Inventor
Eero Kangasoja
Original Assignee
Gasek Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gasek Oy filed Critical Gasek Oy
Publication of FI20075374A0 publication Critical patent/FI20075374A0/fi
Priority to FI20075374A priority Critical patent/FI122860B/fi
Priority to CN2008800175032A priority patent/CN101790577B/zh
Priority to BRPI0811884-1A2A priority patent/BRPI0811884A2/pt
Priority to JP2010508872A priority patent/JP5256285B2/ja
Priority to KR1020097026937A priority patent/KR101161867B1/ko
Priority to CA2667265A priority patent/CA2667265C/en
Priority to RU2009106570/05A priority patent/RU2470990C2/ru
Priority to AU2008257368A priority patent/AU2008257368B2/en
Priority to US12/438,847 priority patent/US8202330B2/en
Priority to PCT/FI2008/050300 priority patent/WO2008145814A1/en
Priority to EP08761696.7A priority patent/EP2162510B1/en
Publication of FI20075374A publication Critical patent/FI20075374A/fi
Priority to FI20095346A priority patent/FI123143B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI122860B publication Critical patent/FI122860B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/22—Arrangements or dispositions of valves or flues
    • C10J3/24—Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed
    • C10J3/26—Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed downwardly
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/06—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated according to the moving bed type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/02—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in retorts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • C10G9/38—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours produced by partial combustion of the material to be cracked or by combustion of another hydrocarbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/74—Construction of shells or jackets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/80—Other features with arrangements for preheating the blast or the water vapour
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/09—Mechanical details of gasifiers not otherwise provided for, e.g. sealing means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C10J2300/092—Wood, cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Description

Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi ja myötävirtakaasutin
Keksinnön kohteena on menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi, joka menetelmä käsittää pyrolyysivaiheen, jossa polttoaine hajoaa pyrolyysituotteiksi, ja 5 kaasutusvaiheen, jossa pyrolyysituotteet kaasutetaan tuotekaasuksi. Keksinnön kohteena on myös menetelmän mukaisesti toimiva myötävirtakaasutin.
Kiinteistä polttoaineista, kuten puuhakkeesta, voidaan valmistaa palavaa tuote-kaasua erilaisten kaasutusmenetelmien avulla. Kaasuttimet voidaan jakaa toimintaperiaatteensa mukaan kiinteäkerroskaasuttimiin, vastavirtakaasuttimiin, ristivirta-10 kaasuttimiin ja myötävirtakaasuttimiin. Myötävirtakaasutuksessa käytettävä kaasutin käsittää pystyasennossa olevan reaktorin, jossa polttoaineen kaasutus tapah tuu. Polttoaine syötetään reaktorin yläosaan, josta se valuu painovoiman vaikutuksesta alaspäin. Kaasutuksessa tarvittava ilma syötetään reaktorin keskiosaan, ja syntyvä tuotekaasu poistuu reaktorin alaosasta.
15 Toiminnassa olevan myötävirtakaasuttimen reaktorissa voidaan erottaa seuraavat vyöhykkeet: Reaktorin yläosassa on kuivumisvyöhyke, jossa polttoaine lämpenee ja samalla kuivuu. Kuivumisessa tarvittava lämpö saadaan reaktorin kuumasta alaosasta, josta se johtuu ylöspäin reaktorin seinämiä pitkin ja polttoainekerroksen läpi. Koska polttoainekerros on yleensä huonosti lämpöä johtava, kuivumisvyöhy-20 ke on melko korkea suhteessa reaktorin kokonaiskorkeuteen. Kuivumisvyöhyk-keen alapuolella on pyrolyysivyöhyke, jossa polttoainetta kuumennetaan hapettomissa olosuhteissa. Tällöin polttoaineesta irtoaa haihtuvia primäärisiä tervoja ja pyrolyysikaasuja, ja syntyy kiinteää jäännöshiiltä. Pyrolyysi tapahtuu yleensä 200-^ 500 QC lämpötilassa. Pyrolyysivyöhykkeen alapuolella on palamisvyöhyke, jossa o 25 jäännöshiili palaa korkeassa lämpötilassa. Palamista ylläpidetään johtamalla pato lamisvyöhykkeeseen ilmaa tai happea. Pyrolyysikaasut ja höyrystyneet primääriset o tervat kulkevat palamisvyöhykkeen läpi, jolloin tervayhdisteet krakkaantuvat pienemmiksi yhdisteiksi. Palamisvyöhykkeessä jäännöshiili reagoi hiilidioksidin ja ve-£ sihöyryn kanssa, jolloin tapahtuu kaasuuntuminen, jossa syntyy hiilidioksidia, hiili- j3; 30 monoksidia, vetyä ja metaania sisältävää tuotekaasua. Kaasuuntuminen tapahtuu ίο yleensä 600-1000 QC:n lämpötilassa. Reaktorin alaosassa on kavennus ja sen § alapuolella tulipesä, josta syntynyt tuotekaasu poistetaan. Eräs edellä kuvatulla
CM
periaatteella toimiva myötävirtakaasutin on esitetty julkaisussa US 2002/0069798.
2
Tunnetun tekniikan mukaisiin kaasutusmenetelmiin ja myötävirtakaasuttimiin liittyy useita epäkohtia. Kaasuttimissa käytettävän polttoaineen tulisi olla mahdollisimman kuivaa. Tämä johtuu siitä, että kosteaa polttoainetta käytettäessä kaasutus-reaktorissa ei saavuteta riittävän korkeita lämpötiloja primääristen tervojen krak-5 kaamiseksi. Polttoaineen tulee lisäksi olla rakenteeltaan pääosin palamaista, jotta polttoainekerros säilyisi kaasuja läpäisevänä. Kuivan ja palamaisen polttoaineen käytöstä huolimatta tekniikan tason mukaisilla menetelmillä valmistettu tuotekaasu sisältää huomattavan paljon epäpuhtauksia ja tervayhdisteitä, jotka vaikeuttavat tuotekaasun käyttämistä mm. moottoreissa. Tuotekaasun moottorikäyttö edellyt-10 tääkin aina jonkintasoista puhdistusta, josta syntyy lisäkustannuksia. Erityisesti tervan poistaminen tuotekaasusta on kuitenkin ongelmallista ja kallista varsinkin pienimittakaavaisessa tuotannossa. Puhdistusongelmien vuoksi tuotekaasua käytetäänkin nykyään lähes yksinomaan lämpöenergian tuottamiseen tuotekaasua polttamalla. Tunnetuissa ratkaisuissa kaasutuksessa syntyvä tuhka poistetaan 15 mekaanisilla laitteilla kaasuttimen tulipesästä. Poistettava tuhka on kuumaa ja voi sisältää hehkuvia hiiliä, minkä vuoksi tuhkanpoistoon sisältyy aina tulipaloriski.
Keksinnön tavoitteena on tuoda esiin uusi kaasutusmenetelmä ja myötävirtakaa-sutin, joilla voidaan merkittävästi vähentää tunnettuun tekniikkaan liittyviä haittoja ja epäkohtia.
20 Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan menetelmällä ja myötävirtakaasuttiimellä, joille on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Keksinnön kohteena on menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi, joka ^ 25 menetelmä käsittää pyrolyysivaiheen, jossa polttoaine hajoaa pyrolyysituotteiksi, c3 sekä kaasutusvaiheen, jossa pyrolyysituotteet kaasutetaan tuotekaasuksi. Mene- o telmän perusajatuksena on, että siinä hidastetaan polttoaineen lämpötilan nousua i ^ ennen pyrolyysivaiheen alkamista. Polttoaineen lämpenemisen estämisellä var- x mistetaan, että polttoaine ei kuivu hakesiilossa ja että pyrolyysi ei pääse alkamaan 30 polttoaineen ollessa vielä hakesiilossa. Menetelmässä pyrolyysin alkaminen siirrepä tään tarkoituksella mahdollisimman lähelle kaasutusvaihetta ja pyrolyysivaiheesta pyritään tekemään ajallisesti mahdollisimman lyhyt. Keksinnön mukaisessa mene-
O
^ telmässä toimitaan siten täysin päinvastoin kuin tunnetuissa kaasuttimissa, joissa polttoainetta pyritään kuivaamaan sen ollessa hakesiilossa ja joissa polttoaineen 35 pyrolyysi alkaa jo hakesiilossa.
3
Menetelmässä polttoaineen lämpötilan nousua hidastetaan rajoittamalla kaasutus-vaiheessa syntyvän lämmön siirtymistä polttoaineeseen. Edullisesti lämmön siirtymistä polttoaineeseen rajoitetaan siirtämällä lämpöä kaasutusilmaan.
Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa 5 käytetään biopolttoainetta, jonka kosteus on yli 20 painoprosenttia, edullisesti yli 30 painoprosenttia.
Keksinnön mukaisessa myötävirtakaasuttimessa on hakesiilo kaasutettavaa polttoainetta varten ja hakesiilon alapuolelle sijoitettu tulipesä. Kaasuttimessa on lisäksi välineet kaasutusilman johtamiseksi kaasuttimen sisään sekä tuotekaasu-10 putki syntyvän tuotekaasun johtamiseksi pois kaasutti mesta. Kaasuttimen perusajatuksena on, että hakesiilon ja tulipesän välissä on lämmön siirtymistä rajoittava ilmakanava. Edullisesti ilmakanava on muodostettu siten, että kaasuttimessa on ylempi välipohja, joka muodostaa ilmakanavan yläpinnan, ja alempi välipohja, joka muodostaa ilmakanavan alapinnan, jolloin hakesiilo on sijoitettu ylemmän välipoh-15 jän yläpuolelle ja tulipesä alemman välipohjan alapuolelle.
Keksinnön mukaisen kaasuttimen eräässä edullisessa suoritusmuodossa tulipesä käsittää sisävaipan, keskivaipan, ulkovaipan ja arinan. Edullisesti sisävaippa kiinnittyy yläosastaan alempaan välipohjaan ja keskivaippa kiinnittyy yläreunastaan sisävaippaan, etäisyyden päähän alemmasta välipohjasta. Kaasutusilma on järjes-20 tetty johdettavaksi tulipesään keskivaipan ja ulkovaipan välisen tilan kautta.
Keksinnön mukaisen kaasuttimen eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa tulipesän sisävaipan yläosassa on tulirengas poikkipinta-alan kavennuskohdan muodostamiseksi tulipesän yläosaan.
CM
^ Keksinnön mukaisen kaasuttimen eräs kolmas edullinen suoritusmuoto käsittää ^ 25 ilmasuuttimia, jotka on sijoitettu tulipesän sisävaippaan tulirenkaan yläpuolelle.
CD
O
£ Keksinnön etuna on, että se ei aseta juurikaan vaatimuksia käytettävän polttoai- x neen kosteudelle tai koostumukselle. Menetelmässä ja kaasutusgeneraattorissa voidaan käyttää polttoaineena suhteellisen kosteaa, ilmakuivattua (kosteuspro- sentti n. 30 painoprosenttia), kuorineen haketettua mäntyä, koivua, kuusta ja muita 30 puulaatuja ja jopa talousjätteitä, o o C\l
Lisäksi keksinnön etuna on, että kaasutuksessa syntyy erittäin vähän tervaa, minkä vuoksi tuotekaasun puhdistustarve on pieni. Vähäinen tervapitoisuus mahdollis 4 taa myös syntyvän tuotekaasun polttamisen toiminnaltaan herkissä laitteissa, kuten ajoneuvojen moottoreissa.
Myötävirtakaasuttimen erään edullisen suoritusmuodon erityisenä etuna on, että siinä ei tarvita erillistä tuhkanpoistolaitteistoa, koska tuhka siirtyy lentotuhkana tuo-5 tekaasun mukana tulipesästä kaasunpuhdistimeen. Koska kaasuttimen tulipesäs-sä ei ole tuhkanpoistoaukkoa, tulipalon syttymisen riski kaasuttimen ympäristössä vähenee.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa 10 kuva 1 esittää esimerkinomaisesti erästä keksinnön mukaista myötävirta- kaasutinta pystyleikkauksena ja kuvat 2a-2c esittävät esimerkinomaisesti kuvan 1 esittämää myötävirtakaasu-tinta vaakaleikkauksina.
Kuvassa 1 on esitetty esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukainen myötävirta-15 kaasutin pystysuuntaisena poikkileikkauskuvana. Kuvat 2a-2c esittävät kuvan 1 esittämää kaasutinta vaakasuuntaisina poikkileikkauskuvina leikkaustasoista A-A, B-B ja C-C kuvattuna. Keksinnön mukainen myötävirtakaasutin on käyttötilanteessa kuvan 1 mukaisessa pystyasennossa. Kaasuttimessa on lieriömäinen ulkokuori 10, jonka ylöspäin osoittavassa päässä on ilmatiivis, avattava kansi 12. Ulkokuo-20 ren sisällä on kaksi olennaisesti yhdensuuntaista, etäisyyden päässä toisistaan olevaa välipohjaa, ylempi välipohja 16a ja alempi välipohja 16b, jotka rajaavat väliinsä muodoltaan rengasmaisen ilmakanavan 18, jonka kautta polttoaineen kaasuttamisessa tarvittava kaasutusilma johdetaan sisään kaasuttimeen. Kaasuttimen
CM
ς ulkoseinämä muodostaa ilmakanavan ulkoseinämän ja kaasuttimen tulipesän si- ^ 25 sävaippa 34 muodostaa ilmakanavan sisäseinämän. Ilmakanavan alapuolinen osa 9 muodostaa myötävirtakaasuttimen kaasutusosan, jossa tapahtuu varsinainen polt- o toaineen kaasuuntuminen. Ilmakanavan 18 yläpuolisessa osassa on välineet polt- | toaineen varastoimista ja kaasutusosaan syöttämistä varten. Käyttötilanteessa ^ polttoaineosan ja kaasutusosan välissä oleva ilmakanava 18 toimii rakenneosana, co 30 joka vähentää lämmön siirtymistä kaasutusosasta polttoaineosaan.
h-· o ^ Ylemmän välipohjan 16a yläpinnalla on rengasmainen tukikaulus 20, joka ohjaa muodoltaan lieriömäistä, molemmista päistä avointa hakesiiloa 14, johon kaasutettava polttoaine annostellaan avattavan kannen 12 kautta. Hakesiilon halkaisija on selvästi pienempi kuin ulkokuoren halkaisija, joten hakesiilon ja ulkokuoren väliin 5 jää rako, joka on leveydeltään edullisesti 50 mm. Hakesiilon pituus kaasuttimen korkeussuunnassa mitattuna on noin 2/3 kaasuttimen koko korkeudesta. Edullisesti hakesiilon pituus on 1100 mm ja halkaisija 500 mm. Hakesiilon alaspäin osoittavan ensimmäisen pään läheisyydessä on rengasmainen, hammastettu pyö-5 rityskehä 22, jonka halkaisija on olennaisesti yhtä suuri kuin tukikauluksen 20 halkaisija. Hakesiilon ensimmäinen pää on sovitettu tukikauluksen sisään siten, että pyörityskehän alaspäin osoittava reuna asettuu tukikauluksen ylöspäin osoittavaa reunaa kohti. Ulkokuoren 10 seinämään on järjestetty hakesiilon pyöritin 24, joka käsittää akselin päähän asennetun hammasrattaan 26 ja akselia pyörittävän toimi-10 laitteen (toimilaitetta ei ole esitetty kuvissa). Hammasrattaan piikit on sovitettu asettumaan pyörityskehän 22 hammastuksiin siten, että hammasrattaan pyörittäminen saa aikaan hakesiilon kiertymisen pituusakselinsa ympäri. Pyörityskehä ja hakesiilo on tuettu hammasrattaan 26 varaan siten, että hakesiilon pyöriminen tapahtuu lähes kitkattomasti 15 Ylempi ja alempi välipohja 16a, 16b, ulkokuori 10 ja sisävaippa 34 muodostavat rengasmaisen ilmakanavan seinämät. Ilmakanavan sisällä on välilevy 48 (kuva 2b), joka sulkee kanavan yhdestä kohdasta kokonaan. Välilevyn ensimmäisellä puolella alemmassa välipohjassa on tuloaukko 57, jonka kautta kaasutusilma pääsee virtaamaa sisään ilmakanavaan, ja välilevyn toisella puolella on ilman poisto-20 aukko 58, josta ilma pääsee virtaamaan pois ilmakanavasta. Kaasutusilma kiertää siten ilmakanavassa lähes täyden kierroksen. Ylemmässä ja alemmassa välipohjassa on lisäksi kohdakkain olevat reiät 59, joiden läpi kulkee poistoputki 61. Pois-toputken yläpää päättyy ylemmän välipohjan yläpintaan hakesiilon ja ulkokuoren väliseen tilaan ja sen alapää ulottuu kaasuttimen ulkopuolelle. Poistoputken kautta 25 hakesiilon ja ulkokuoren väliin tiivistyvä kosteus ja muut sinne kertyvät epäpuhtau- ^ det pääsevät poistumaan kaasuttimen ulkopuolelle. Edullisesti pyörivän hakesiilon o ulkopintaan on kiinnitetty kaavin 49, jonka reunat kulkevat ylemmän välipohjan cö pintaa ja ulkokuoren seinämän pintaa pitkin ja ohjaavat siten joka kierroksella ha- o kesiilon ja ulkokuoren välissä olevan veden ja epäpuhtaudet siirtymään poistoput-° 30 keen.
X
tr
CL
^ Ylemmässä ja alemmassa välipohjassa on reikä 30, jonka kautta avautuu yhteys m hakesiilosta 14 kaasutusosaan. Reiät 30 on sijoitettu ylempään ja alempaan välien pohjaan kohdakkain, mutta hakesiilon keskilinjaan nähden epäkeskisesti. Ylem- o ™ män yläpohjan yläpinnassa on sieppari 28, joka ohjaa ja siirtää hakesiilossa ole- 35 vaa polttoainetta välipohjan reikien läpi kaasutusosaan. Sieppari on kaareva, kou- rumainen metallilevy, joka on kiinnitetty alareunastaan ylempään välipohjaan hitsi- 6 kiinnityksellä siten, että siepparin yläreuna ulottuu hakesiilon alaosaan. Hakesiilon pyöriessä siepparin yläreuna kaapii alhaaltapäin hakesiilossa olevaa polttoaineker-rosta, jolloin irtonainen polttoaine putoaa välipohjien reikien 30 läpi kaasutu-sosaan. Reiän 30 epäkeskinen sijoitus hakesiilon keskilinjaan nähden saa aikaan 5 sen, että hakesiilon pyöriessä sieppari annostelee polttoainetta kaasutusosaan ylemmän välipohjan päällä olevalta, hakesiilon viileältä alueelta.
Myötävirtakaasuttimen kaasutusosassa on tulipesä 32, jossa on sisävaipan 34, keskivaipan 36 ja ulkovaipan 38 käsittävä kolmikerroksinen seinämärakenne. Kolmikerroksisella seinämällä saadaan aikaan suhteellisen viileä tulipesän ulko-10 pinta ja samalla varmistetaan, ettei tulipesästä pääse karkaamaan kipinöitä ympäristöön. Tulipesän sisimmän seinämäpinnan muodostava sisävaippa on lieriömäinen osa, jonka yläreuna on ylemmän 16a välipohjan tasossa ja joka ulottuu ylemmän ja alemman välipohjan reikien 30 läpi kaasutusosaan. Edullisesti sisävaippa on pituudeltaan n. 480 mm ja halkaisijaltaan n. 320 mm. Sisävaippa on kiinnitetty 15 välipohjien reikien reunoihin hitsikiinnityksillä, jolloin se muodostaa samalla ilma-kanavan 18 yhden seinämän. Sisävaipan alareunan tasossa on pyöreä arina 40. Arina on tuettu kahteen tukirenkaaseen 42, jotka on liitetty tappiliitoksella pyörö-tankoihin, jotka on puolestaan kiinnitetty tukilaippaan 45. Tukilaippa lepää arinan alle ulottuvan keskivaipan päällä. Tämä rakenne mahdollistaa sekä arinan että sen 20 rakenteiden irrottamisen. Arinan keskiosan läpi kulkee pystysuuntainen akseli 46, jonka ensimmäinen pää ulottuu arinan yläpuolelle ja toinen pää ulottuu tulipesän seinämän läpi kaasuttimen ulkopuolelle. Akselin ensimmäiseen päähän on kiinnitetty siipimäinen tuhkakaavin 44. Akselia voidaan pyörittää toimilaitteella (ei esitetty kuvassa), jolloin tuhkakaavin pyörii arinan pintaa pitkin ja tuhka varisee arina 25 läpi. Arinan puhdistus tuhkasta voidaan toteuttaa myös siten, että tuhkakaavin jär-^ jestetään tulipesään kiinteästi ja arina kiinnitetään pyöritettävän akselin päähän, o Tällöin akselin pyörittäminen saa arinan pyörivään liikkeeseen.
i
CD
9 Sisävaipan sisäpinnassa, hieman alemman välipohjan 16b korkeustason alapuo- S lella on vaakasuuntainen, rengasmainen tulirengas 50, joka muodostaa tulipesän | 30 yläosaan sen poikkileikkausta pienentävän kavennuksen. Tulirengas on muodol- ^ taan pyöreä, levymäinen osa, jonka keskellä on reikä. Edullisesti tulirenkaan reiän cd halkaisija on 90 mm. Tulirengas on tuettu paikoilleen lämpöliikkumisen mahdollis- o tavalla tavalla kiinnittämällä sisävaipan sisäseinämään alempi tukirengas 52 ja sen o ™ päälle ylempi tukirengas 54 ja sovittamalla tulirengas tukirenkaiden väliin jäävään 35 rakoon. Edullisesti tulirengas on vielä jaettu useaan, kuten kolmeen, olennaisesti 7 yhtä suureen osaan kuumuuden aiheuttamien haitallisten muodonmuutosten estämiseksi.
Sisävaipan ympärillä on keskivaippa 36, joka muodostaa suljetun seinämäpinnan sisävaipan lieriömäisen sivuseinämän ulkopuolelle ja arinan 40 alapuolelle. Keski-5 vaippa kaartuu yläreunastaan sisäänpäin ja yhdistyy sisävaippaan hieman tuliren-kaan yläpuolella. Edullisesti keskivaippa on valmistettu teräksestä ja kiinnitetty yläreunastaan sisävaippaan hitsikiinnityksellä. Keskivaipan tehtävä on toimia sä-teilylämmön eristäjä. Keskivaipan ympärillä on ulkovaippa 38, joka muodostaa tu-lipesän uloimman kuoren. Ulkovaipan ja keskivaipan väliin muodostuu tulipesää 10 ympäröivä tila, joka toimii kaasutusilman esilämmitystilana. Esilämmitystilan yläpinnan muodostaa alempi välipohja 16b. Koska tulipesän ulkovaipan 38 ulkohal-kaisija on pienempi kuin alemman välipohjan uiko halkaisija ja koska tulipesä sijaitsee epäkeskisesti alemman välipohjan alapuolella, osa alemmasta välipohjasta ulottuu ulkovaipan rajaaman alueen ulkopuolelle (kuva 2b). Tällä alemman väli-15 pohjan ulkovaipan ulkopuolisella osuudella on poistoaukko 58 (kuva 2b), johon on liitetty ilmaputken 64 ensimmäinen pää. Ilmaputken toinen pää on johdettu ulko-vaippaan tehdyn reiän kautta ulkovaipan ja keskivaipan väliseen tilaan arinan alapuolelle. Poistoaukon kautta kaasutusilma pääsee virtaamaan ilmakanavasta il-maputkeen 64 ja ilmaputkea pitkin edelleen esilämmitystilan alaosaan. Alemman 20 välipohjan ja keskivaipan yläreunan välisellä osuudella esilämmitystila rajoittuu sisävaippaan 34. Tälle sisävaippaan rajoittuvalle rengasmaiselle esilämmitystilan seinämäosuudelle on järjestetty ilmasuuttimia 60, joiden kautta kaasutusilma johdetaan esilämmitystilasta tulirenkaan yläpuolelle. Edullisesti ilmasuuttimia on kuusi kappaletta ja niiden ilma-aukkojen halkaisija on 12 mm. Edullisesti kaasutusosan 25 rakenteet on mitoitettu ja ilmasuuttimet on sijoitettu siten, että ilmasuuttimen kes-kipisteen etäisyys ylemmän välipohjan yläpinnan tasosta on 105 mm ja etäisyys o tulirenkaasta 60 mm. Erityisesti tulirenkaan ja ilmasuuttimien välinen pieni etäisyys cd on merkittävää, koska vanhan kokemusperäisen tiedon mukaan näin pieni tuliren- o kaan ja ilmasuuttimien välinen etäisyys lisää tervanmuodostusta. Keksinnön mu- 30 kaisessa laitteessa näin ei kuitenkaan tapahdu, kuten myöhemmin osoitetaan.
Ie cl ^ Tulipesän sisältä johtaa kaasuttimen ulkopuolelle tuotekaasuputki 62. Käyttötilan- co teessä tuotekaasuputken toiseen päähän järjestetään käynnistysimuri (käynnis- o tysimuria ei ole esitetty kuvissa), jonka avulla kaasutusprosessi käynnistetään.
o ^ Kun kaasutin on liitetty moottoriin, käynnissä oleva moottori kehittää jatkossa itse 1 tarvittavan tuotekaasun imun. Kun tuotekaasua käytetään polttoaineena muissa 8 käyttökohteissa, tuotekaasuputken päähän järjestetään erillinen imuri tuotekaasun imemistä varten.
Tuotekaasu poistuu tulipesästä arinan 40 läpi sisävaipan ja keskivaipan väliseen tilaan ja sieltä tuotekaasuputkea pitkin edelleen kaasuttimen ulkopuolelle. Tuote-5 kaasuputken tangentiaalinen kiinnitys keskivaippaan saa aikaan pyörteisen tuote-kaasun virtauksen arinan alapuolelle, joka nostaa mukaansa tulipesässä syntyvän hienojakoisen lentotuhkan. Lentotuhka poistuu tulipesästä tuotekaasun mukana ja se erotetaan tuotekaasusta erillisessä pesurissa (pesuria ei ole esitetty kuvissa), jossa tuotekaasu puhdistetaan muistakin epäpuhtauksista. Keksinnön mukaisessa 10 myötävirtakaasuttimessa ei siten tarvita erillistä tuhkanpoistolaitteistoa.
Keksinnön mukaiseen myötävirtakaasuttimeen kuuluu vielä sytytysmekanismi, jolla kaasutettava polttoaine sytytetään palamaan (sytytysmekanismia ei ole esitetty kuvissa). Kaasuttimessa voidaan käyttää useita erilaisia tunnetun tekniikan mukaisia sytytysmekanismeja, joita ei kuvata tässä yhteydessä tarkemmin. Edullisesti 15 sytytysmekanismi on automaattinen, nestekaasutoiminen tai sähkötoiminen mekanismi. Automaattista sytytysmekanismia tarvitaan käytännössä vain kaasuttimen ylösajovaiheessa, kun tulipesässä ei ole lainkaan kytevää polttoainetta. Tulipesän hyvän lämmöneristyskyvyn ansiosta kaasuttimen käynnistysvalmius säilyy hyvänä pitkään käytön keskeytyksen jälkeen. On todettu, että uudelleensytytystä ei tarvita, 20 jos kaasuttimen uudelleenkäynnistys tapahtuu alle kahden tunnin kuluttua käytön keskeytyksestä. Tällöin uudelleenkäynnistykseen riittää käynnistysimurin käynnistäminen ja polttoaineen annosteleminen tulipesään.
Keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti toimiva myötävirtakaasutin toimii seuraavalla tavalla. Hakesiilon 14 kansi 12 avataan ja hakesiiloon annostellaan ^ 25 sopiva määrä polttoainetta, jolloin osa polttoaineesta valuu tulipesään 32. Tämän ^ jälkeen kansi suljetaan ilmatiiviisti. Keksinnön mukainen myötävirtakaasutin voi- i o daan varustaa myös automaattisella, sulkusyöttimen käsittävällä täyttömekanismil- i ^ la, jolla polttoainetta syötetään hakesiiloon. Tällöin hakesiilon kantta ei tarvitse x avata polttoaineen syötön ajaksi.
CL
^ 30 Kaasuttimen polttoaineena voidaan käyttää kuorineen haketettua mäntyä, koivua, S kuusta, pajua tai muita puulajeja. Puuhake saa olla ilmakuivattua, jolloin sen kos- § teuspitoisuus voi olla jopa 30-40 painoprosenttia. Myös talousjätteen käyttäminen
C\J
polttoaineen osana on mahdollista. Keksinnössä käytettävälle polttoaineelle asetettavat laatuvaatimukset ovat siten selvästi matalammat kuin tekniikan tason mu-35 kaisissa myötävirtakaasuttimissa.
9
Tuotekaasuputkeen yhdistetty imuri käynnistetään ja tulipesässä oleva polttoaine sytytetään palamaan. Imurin aikaansaaman alipaineen ansiosta kaasutusilmaa virtaa sisään ilmakanavaan 18 kanavan alkupäässä olevan ulkotuloaukon 57 kautta. Kaasutusilma siirtyy ilmakanavasta poistoaukon 58 kautta ilmaputkeen 64 ja 5 ilmaputkea pitkin edelleen keskivaipan 36 ja ulkovaipan 38 väliseen esilämmitysti-laan, josta se johdetaan ilmasuuttimien 60 kautta tulirenkaan 50 yläpuolelle tuli-pesään.
Keksinnön mukainen myötävirtakaasutin saavuttaa normaalin käyttölämpötilansa noin 3-5 minuutin kuluttua sytytyksestä käytettävästä polttoaineesta riippuen. Mit-10 tauksin on todettu, että käyttötilanteessa tulipesän sisällä on n. 1050 sC:n lämpötila. Edelleen mittauksin on todettu, että esilämmitystilassa olevan kaasutusilman lämpötila on n. 230 QC sen saapuessa ilmasuuttimiin. Kaasutusilman lämmitys toimii siten suunnitellulla tavalla.
Tunnetun tekniikan mukaisissa myötävirtakaasuttimissa tulipesässä syntyvä lämpö 15 siirtyy hakesiilon seinämiä pitkin johtumalla pitkälle hakesiiloon, josta lämpö siirtyy edelleen hakesiilossa olevaan polttoaineeseen. Polttoaineen lämpenemistä pidetään toivottavana ominaisuutena, koska sen ansiota polttoaineesta haihtuu vettä ja polttoaine kuivuu, jolloin sen lämpöarvo paranee. Tunnetuissa myötävirtakaasuttimissa hakesiilon yläosaan syntyykin selvä kuivumisvyöhyke, jossa polttoaineesta 20 poistuu vettä. Kuivumisen jälkeen alkaa polttoaineen pyrolyysi, jossa polttoaineesta irtoaa haihtuvia primäärisiä tervoja ja pyrolyysikaasuja ja syntyy kiinteää jään-nöshiiltä. Pyrolyysin alkaminen edellyttää yleensä yli 200 QC:n lämpötilaa. Tunnetuissa ratkaisuissa tällainen lämpötila vallitsee verrattain korkealla hakesiilossa, joten pyrolyysikin tapahtuu jo polttoainesiilossa.
^ 25 Keksinnön mukaisessa myötävirtakaasuttimessa hakesiilon 14 ja tulipesän väliin c3 on järjestetty ilmakanava 18, jonka tehtävänä on vähentää lämmön johtumista tuli- o pesästä hakesiiloon. Kaasutusilma johdetaan sisään kaasuttimeen ilmakanavan i ς kautta, jolloin lämpöä siirtyy ilmakanavan seinämistä kaasutusilmaan, jolloin ka- x asutusilman lämpötila nousee. Ilmakanava toimii siten myös kaasutusilman esi- 30 lämmittimenä. Päinvastoin kuin tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa kek-£> sinnössä pyritään siten aktiivisesti estämään lämmön siirtyminen tulipesästä harii kesiiloon ja polttoaineen lämpeneminen. Mittauksin on todettu, että kaasutusilman ^ lämpötila ilmakanavassa on välillä 40-80 SC. Samoin mittauksin on todettu, että polttoaineen lämpötila hakesiilossa siepparin yläreunan tason korkeudella on noin 35 220 SC. Mittaustulokset vahvistavat, että ilmakanava toimii käyttötilanteessa suun nitellulla tavalla vähentäen tehokkaasti lämmön siirtymistä tulipesästä hakesiiloon.
10
Myötävirtakaasuttimen käyttötilanteessa hakesiiloa pyöritetään, jolloin siepparin 28 hakesiilon pohjasta kaapima polttoaine valuu tulipesään. Polttoaine kaasuuntuu tulipesässä korkeassa, n. 1050 QC:n lämpötilassa. Koska polttoaineen lämpötila hakesiilossa on matala, pyrolyysia ei tapahdu käytännössä lainkaan hakesiilossa.
5 Hakesiilossa ei myöskään tapahdu merkittävästi polttoaineen kuivumista, vaan polttoaine on siepparin ohitettuaan likimain alkuperäisessä kosteustilassaan. Pyro-lyysi tapahtuu siten erittäin lyhyellä, siepparin kärjen ja tulirenkaan välisellä matkalla. Tällä alueella lämpötila nousee nopeasti n. 220 QC:sta 1050 QC:een. On jopa mahdollista, että pyrolyysi tapahtuu pääosin tai kokonaan tulirenkaan alapuolella 10 tulipesässä. Joka tapauksessa keksinnön mukaisessa myötävirtakaasuttimessa polttoaineen pyrolyysi tapahtuu ainakin pääosin olennaisesti korkeammassa lämpötilassa kuin tunnetun tekniikan mukaisissa myötävirtakaasuttimissa. Lisäksi samanaikaisesti pyrolyysin kanssa kosteasta polttoaineesta haihtuu runsaasti vettä, joten reaktiossa on läsnä paljon vesihöyryä. Erittäin korkean lämpötilan vuoksi py-15 rolyysi tapahtuu selvästi lyhyemmässä ajassa kuin tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa.
Kirjallisuuslähteiden perusteella tiedetään, että polttoainepartikkelin hajoaminen pienempiin osiin nopeuttaa pyrolyysiä ja jäännöshiilen palamista. Pyrolyysin aikana partikkelit voivat hajota painevaikutuksen vuoksi, kun syntyvä vesihöyry ja/tai 20 pyrolyysikaasut eivät pääse poistumaan partikkelin sisältä riittävän nopeasti. Myös nopeassa lämpenemisessä syntyvät lämpöjännitykset ja mekaaniset rasitukset voivat aiheuttaa hiukkasten hajoamisen. Edelleen tiedetään, että kun primääriset tervat reagoivat yli 500 QC:n lämpötilassa, tervojen määrä vähenee ja tuotekaasu-jen määrä lisääntyy. Edellä mainitut tieteelliset tulokset tukevat näkemystä, että 25 keksinnön mukaisessa myötävirtakaasuttimessa polttoaine muutetaan tuotekaa-^ suksi lähes optimaalisella tavalla ja optimaalisissa olosuhteissa. Erityisesti uskoen taan, että keksinnön mukaisella menetelmällä ja myötävirtakaasuttimella tuotettu cö tuotekaasu sisältää merkittävästi vähemmän tuotekaasun käyttöä rajoittavia ter- o vayhdisteitä.
δ | 30 Keksinnön mukaista myötävirtakaasutinta on käytetty koeolosuhteissa, joissa kaa- suttimella tuotettua polttoainetta on poltettu liikenteessä olevan ajoneuvon mootto- co rissa. Koelaitteisto on käsittänyt lisäksi yksinkertaisen tuotekaasun vesipesurin, o jolla tuotekaasusta on erotettu lentotuhka ja muita epäpuhtauksia. Ajoneuvolla on o ajettu n. 100 000 km ilman ongelmia. Yleisesti tiedetään, että merkittävä este tuo-35 tekaasun käyttämiselle moottoreissa ovat tuotekaasun sisältämät tervayhdisteet, jotka tiivistyvät moottorin ja imusarjan pinnoille. Tervayhdisteiden poistaminen tuo- 11 tekaasusta on hankalaa ilman tehokkaita ja kalliita puhdistimia. Keksinnön mukaisella myötävirtakaasuttimella tuotettu tuotekaasu ei selvästikään sisällä merkittäviä määriä tervayhdisteitä, koska moottori on toiminut moitteettomasti ilman puhdis-tustarvetta koko testiajanjakson.
5 Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen edullisia suoritusmuotoja. Keksintö ei rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa. Keksinnön mukaisella myötävirtakaasuttimella tuotettua tuotekaasua voidaan käyttää lukuisissa erilaissa käyttökohteissa, kuten lämmöntuotannossa, teollisissa 10 prosesseissa, yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa sekä ajoneuvojen moottoreissa.
C\J
δ
(M
CD
O
δ
X
en
CL
h-·
CO
m h-· o o
(M

Claims (14)

12
1. Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi myötävirtakaasuttimella, jossa on hakesiilo (14) kaasutettavaa polttoainetta varten ja tulipesä (32), joka menetelmä käsittää pyrolyysivaiheen, jossa polttoaine hajoaa pyrolyysituotteiksi, ja 5 kaasutusvaiheen, jossa pyrolyysituotteet kaasutetaan tuotekaasuksi, tunnettu siitä, että menetelmässä rajoitetaan lämmön siirtymistä tulipesästä hakesiiloon polttoaineen lämpenemisen hidastamiseksi ennen pyrolyysivaiheen alkamista.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmön siirtymistä polttoaineeseen rajoitetaan siirtämällä lämpöä kaasutusilmaan.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mene telmässä käytetään biopolttoainetta, jonka kosteus on yli 20 painoprosenttia, edullisesti yli 30 painoprosenttia.
4. Myötävirtakaasutin, jossa on hakesiilo (14) kaasutettavaa polttoainetta varten, hakesiilon alapuolelle sijoitettu tulipesä (32) ja välineet kaasutusilman johta- 15 miseksi kaasuttimen sisään (18, 64, 60), tunnettu siitä, että hakesiilon ja tulipesän välissä on ilmakanava (18) lämmön siirtymisen rajoittamiseksi tulipesästä hakesiiloon.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, että siinä on ylempi välipohja (16a), joka muodostaa ilmakanavan (18) yläpinnan, ja alempi 20 välipohja (16b), joka muodostaa ilmakanavan alapinnan, jolloin hakesiilo (14) on sijoitettu ylemmän välipohjan yläpuolelle ja tulipesä (32) alemman välipohjan alapuolelle.
£! 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, että c3 ylemmässä ja alemmassa välipohjassa (16a, 16b) on samankeskiset reiät (30) i o 25 yhteyden muodostamiseksi hakesiilon (14) ja tulipesän (32) välille. i
° 7. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, £ että tulipesä (32) käsittää sisävaipan (34), keskivaipan (36), ulkovaipan (38) ja ari- nan (40). CO tn
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, että si- o ^ 30 sävaippa (34) kiinnittyy yläosastaan alempaan välipohjaan (16b) ja keskivaippa (36) kiinnittyy yläreunastaan sisävaippaan, etäisyyden päähän alemmasta välipohjasta (16b). 13
9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, että kaasutusilma on järjestetty johdettavaksi tulipesään (32) keskivaipan (36) ja ulkovaipan (38) välisen tilan kautta.
10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, 5 että tulipesän (32) sisävaipan (34) yläosassa on tulirengas (50) poikkipinta-alan kavennuskohdan muodostamiseksi tulipesän yläosaan.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, että se käsittää ilmasuuttimia (60), jotka on sijoitettu tulipesän sisävaippaan (34) tuleenkaan (50) yläpuolelle.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 4-11 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, että siinä on tuotekaasuputki (62) syntyvän tuotekaasun johtamiseksi pois kaasuttimesta ja tuhkanpoisto tulipesästä (32) on järjestetty tapahtuvaksi tuote-kaasuputken (62) kautta.
13. Jonkin patenttivaatimuksen 4-12 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu 15 siitä, että tulipesä (32) ja hakesiilo (14) on sijoitettu toisiinsa nähden epäkeskisesti.
14. Jonkin patenttivaatimuksen 4-13 mukainen myötävirtakaasutin, tunnettu siitä, että hakesiilo (14) on muodostettu pituusakselin ympäri pyöriväksi ja kaasut-timessa on pyöritin (24) hakesiilon pyörittämistä varten. C\J δ CM CD O δ X cc CL 1^ CO LO 1^ o o CM 14
FI20075374A 2007-05-25 2007-05-25 Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi ja myötävirtakaasutin FI122860B (fi)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075374A FI122860B (fi) 2007-05-25 2007-05-25 Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi ja myötävirtakaasutin
RU2009106570/05A RU2470990C2 (ru) 2007-05-25 2008-05-23 Способ газификации твердого топлива и прямоточный газогенератор
US12/438,847 US8202330B2 (en) 2007-05-25 2008-05-23 Method for gasifying solid fuel and concurrent gasifier
JP2010508872A JP5256285B2 (ja) 2007-05-25 2008-05-23 固体燃料のガス化方法及びガス化装置
KR1020097026937A KR101161867B1 (ko) 2007-05-25 2008-05-23 고체 연료의 기체화 방법 및 병류식 기체화 장치
CA2667265A CA2667265C (en) 2007-05-25 2008-05-23 Method for gasifying solid fuel and co-current gasifier
CN2008800175032A CN101790577B (zh) 2007-05-25 2008-05-23 气化固体燃料的方法和同流气化器
AU2008257368A AU2008257368B2 (en) 2007-05-25 2008-05-23 Method for gasifying solid fuel and concurrent gasifier
BRPI0811884-1A2A BRPI0811884A2 (pt) 2007-05-25 2008-05-23 Método para gaseificação de combustível sólido e gaseificador tipo co-corrente.
PCT/FI2008/050300 WO2008145814A1 (en) 2007-05-25 2008-05-23 Method for gasifying solid fuel and concurrent gasifier
EP08761696.7A EP2162510B1 (en) 2007-05-25 2008-05-23 Method for gasifying solid fuel and concurrent gasifier
FI20095346A FI123143B (fi) 2007-05-25 2009-03-31 Myötavirtakaasutin

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075374A FI122860B (fi) 2007-05-25 2007-05-25 Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi ja myötävirtakaasutin
FI20075374 2007-05-25

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20075374A0 FI20075374A0 (fi) 2007-05-25
FI20075374A FI20075374A (fi) 2008-11-26
FI122860B true FI122860B (fi) 2012-08-15

Family

ID=38069541

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20075374A FI122860B (fi) 2007-05-25 2007-05-25 Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi ja myötävirtakaasutin
FI20095346A FI123143B (fi) 2007-05-25 2009-03-31 Myötavirtakaasutin

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20095346A FI123143B (fi) 2007-05-25 2009-03-31 Myötavirtakaasutin

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8202330B2 (fi)
EP (1) EP2162510B1 (fi)
JP (1) JP5256285B2 (fi)
KR (1) KR101161867B1 (fi)
CN (1) CN101790577B (fi)
AU (1) AU2008257368B2 (fi)
BR (1) BRPI0811884A2 (fi)
CA (1) CA2667265C (fi)
FI (2) FI122860B (fi)
RU (1) RU2470990C2 (fi)
WO (1) WO2008145814A1 (fi)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005017187B4 (de) * 2005-04-13 2007-06-21 Lindauer Dornier Gmbh Durchlauftrockner in Mehretagenbauweise, insbesondere für plattenförmige Produkte
US8303676B1 (en) 2008-02-19 2012-11-06 Proton Power, Inc. Conversion of C-O-H compounds into hydrogen for power or heat generation
US9698439B2 (en) 2008-02-19 2017-07-04 Proton Power, Inc. Cellulosic biomass processing for hydrogen extraction
US9587186B2 (en) * 2008-09-04 2017-03-07 Epic Clean Technologies Corporation Pressurized gasification apparatus to convert coal or other carbonaceous material to gas while producing a minimum amount of tar
FI123030B (fi) * 2008-11-24 2012-10-15 Gasek Oy Myötävirtakaasutin
US20130008081A1 (en) * 2009-06-30 2013-01-10 Proton Power, Inc. Methods and systems for making liquid fuel from cellulose in thermal reactors
WO2011101022A1 (de) * 2010-02-16 2011-08-25 Big Dutchman International Gmbh Vergasungseinrichtung und vergasungsverfahren
FI122618B (fi) * 2010-06-18 2012-04-30 Gasek Oy Menetelmä ja laitteisto kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi
FI20105717A (fi) * 2010-06-21 2011-12-22 Gasek Oy Menetelmä aktiivihiilen valmistamiseksi
FR2965816B1 (fr) 2010-10-12 2014-04-25 S3D Dispositif pour la transformation d'un combustible
DE202011004328U1 (de) 2011-03-22 2012-06-25 Big Dutchman International Gmbh Schachtvergaser zum Betrieb bei einer unterstöchiometrischen Oxidation
US10005961B2 (en) 2012-08-28 2018-06-26 Proton Power, Inc. Methods, systems, and devices for continuous liquid fuel production from biomass
ITTO20121122A1 (it) * 2012-12-21 2014-06-22 Salvatore Marasa Reattore di piro-gassificazione.
ITTO20130332A1 (it) * 2013-04-23 2014-10-24 Solidia S R L Impianto per la trasformazione di un materiale a base organica in gas di sintesi
EP2883941A1 (en) 2013-12-12 2015-06-17 RP Grupp Co-current gasifier
US9254461B2 (en) 2014-01-10 2016-02-09 Proton Power, Inc. Methods, systems, and devices for liquid hydrocarbon fuel production, hydrocarbon chemical production, and aerosol capture
US9382482B2 (en) 2014-03-05 2016-07-05 Proton Power, Inc. Continuous liquid fuel production methods, systems, and devices
US9890332B2 (en) 2015-03-08 2018-02-13 Proton Power, Inc. Biochar products and production
CN104830373B (zh) * 2015-05-05 2017-06-13 安徽省宁国市长乐林产品开发有限公司 一种气化炉
CN104830374B (zh) * 2015-05-05 2017-04-05 安徽省宁国市长乐林产品开发有限公司 一种生物质燃料气碳化设备
JP6637797B2 (ja) * 2016-03-11 2020-01-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 炭素含有原料ガス化システム及びその酸化剤分配比設定方法
RU2630625C1 (ru) * 2016-06-03 2017-09-11 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ИнтерПолярис" Способ образования газа в газогенераторе и газогенератор (варианты)
CN106867585B (zh) * 2017-04-19 2019-06-21 大连理工大学 炉内自脱焦油式有机固体燃料气化装置与方法
RU2733777C2 (ru) * 2018-11-28 2020-10-06 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Тепловые Технологии" (ООО АТТ) Способ получения свободного от пиролизных смол горючего газа при газификации конденсированного топлива и устройство для его осуществления

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE492091C (de) * 1926-10-26 1930-02-18 Georges Imbert Rostloser Gaserzeuger, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge zum Betrieb mit Holz o. dgl.
DE655843C (de) * 1934-10-28 1938-01-24 Humboldt Deutzmotoren Akt Ges Gaserzeuger fuer bituminoese Brennstoffe mit schwer schmelzender Schlacke, wie z. B.Holz, mit absteigender Vergasung
US4530702A (en) * 1980-08-14 1985-07-23 Pyrenco, Inc. Method for producing fuel gas from organic material, capable of self-sustaining operation
DE3131476C2 (de) * 1981-08-08 1983-12-22 Fritz Werner Industrie-Ausrüstungen GmbH, 6222 Geisenheim Holzgasgenerator
DE3239624A1 (de) * 1982-10-26 1984-04-26 Kiener Pyrolyse Gesellschaft für thermische Abfallverwertung mbH, 7000 Stuttgart Gasgenerator
US4583992A (en) * 1984-12-04 1986-04-22 Buck Rogers Mfg. Co., Inc. Biomass gasifier and charcoal producer
DE3509341C1 (de) * 1985-03-15 1986-02-27 Artur Richard 6000 Frankfurt Greul Gleichstrom-Gasgenerator mit Abwärtszug
US4764185A (en) * 1987-10-28 1988-08-16 Mayer Edward F Gasifier apparatus
DE9411856U1 (de) 1994-07-22 1994-09-22 Viesel Manfred Holzgaserzeuger
US6112677A (en) * 1996-03-07 2000-09-05 Sevar Entsorgungsanlagen Gmbh Down-draft fixed bed gasifier system and use thereof
DE19608826C2 (de) * 1996-03-07 1998-03-26 Walter Kuntschar Gleichstrom-Vergasungsreaktor
EP0839893A1 (de) 1996-10-31 1998-05-06 von Görtz & Finger Techn. Entwicklungs Ges.m.b.H. Holzvergaser mit Industriekoksfilter
DE19747324C2 (de) * 1997-10-28 1999-11-04 Bodo Wolf Vorrichtung zur Erzeugung von Brenn-, Synthese- und Reduktionsgas aus nachwachsenden und fossilen Brennstoffen, Biomassen, Müll oder Schlämmen
MXPA02010887A (es) * 2000-05-05 2004-09-06 Dow Global Technologies Inc Recipiente refractario a presion.
EA005476B1 (ru) * 2000-12-08 2005-02-24 Лутерек, Януш Францишек Газогенератор для генерирования горючего газа и способ его работы
DK174582B1 (da) 2001-11-05 2003-06-30 Biosynergi Proces Aps Fremgangsmåde og generator til forgasning af fast biobrændsel
DE10200180A1 (de) * 2002-01-04 2003-07-24 Walter Kuntschar Holzvergaser und Verfahren zur Vergasung von Holz
JP2004189932A (ja) 2002-12-12 2004-07-08 Kozo Shionoya 固形燃料ガス化装置
RU2241904C1 (ru) * 2003-03-26 2004-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТАЕЖНОЕ" Комплекс для переработки твердого топлива на основе биоресурсов и получения тепловой энергии
WO2007080210A1 (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Puhdas Energia Oy Method for gasifying and gasifying unit
JP4504337B2 (ja) * 2006-09-04 2010-07-14 株式会社御池鐵工所 ガス化炉及びガス化炉システム
JP2008081635A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Tsukishima Kikai Co Ltd 木質バイオマスのガス化方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010528147A (ja) 2010-08-19
FI20075374A0 (fi) 2007-05-25
EP2162510A4 (en) 2012-08-22
RU2009106570A (ru) 2011-03-20
RU2470990C2 (ru) 2012-12-27
EP2162510B1 (en) 2013-10-23
KR20100023895A (ko) 2010-03-04
KR101161867B1 (ko) 2012-07-09
US20100018120A1 (en) 2010-01-28
CN101790577B (zh) 2013-10-30
CA2667265C (en) 2013-07-16
BRPI0811884A2 (pt) 2014-11-18
FI20075374A (fi) 2008-11-26
AU2008257368B2 (en) 2012-08-30
CN101790577A (zh) 2010-07-28
JP5256285B2 (ja) 2013-08-07
FI20095346A (fi) 2009-03-31
US8202330B2 (en) 2012-06-19
FI123143B (fi) 2012-11-30
EP2162510A1 (en) 2010-03-17
CA2667265A1 (en) 2008-12-04
WO2008145814A1 (en) 2008-12-04
AU2008257368A1 (en) 2008-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122860B (fi) Menetelmä kiinteän polttoaineen kaasuttamiseksi ja myötävirtakaasutin
FI112798B (fi) Menetelmä ja laitteisto hiilipitoisen polttoaineen kaasuttamiseksi kiinteäkerroskaasuttimessa
JP2007298225A (ja) ガス化燃焼装置
WO2008068596A2 (en) Biomass gasification system and method, for the production of combustible gas
US20060180459A1 (en) Gasifier
EP2588408A1 (en) Method for manufacturing activated carbon
JP2006231301A (ja) 廃棄物ガス化装置
EP3960837A1 (fr) Réacteur de pyro-gazéification a lit fixe présentant un rendement amélioré
FI123030B (fi) Myötävirtakaasutin
RU183585U1 (ru) Отопительное устройство на древесном топливе
EP0955350B1 (en) A device and method for the gasification of wood
CA2432202C (en) Gasifier of organic waste
JP2007186611A (ja) バイオマスのガス化焼成装置
RU191669U1 (ru) Устройство для сжигания влажной древесины
RU2225429C1 (ru) Опытная газогенераторная установка на древесном или торфяном топливе с паровоздушным дутьем
FI67396B (fi) Foerfarande foer producerande av en braennbar gas
ITUD990126A1 (it) Gasogeno per la produzione di gas metano ed ossido di carbonio
KR101091726B1 (ko) 가스 발생 장치
UA133196U (uk) Газогенератор попутного потоку
IT201700107615A1 (it) Reattore per gassificazione di biomasse e combustibili solidi secondari
UA23573U (en) Liquid fuel gas-producer
BG66772B1 (bg) Устройство за термохимично преобразуване на биомаса в енергийни газове

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: GASEK OY

Free format text: GASEK OY

FG Patent granted

Ref document number: 122860

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed