FI123804B - Kaasutin - Google Patents

Kaasutin Download PDF

Info

Publication number
FI123804B
FI123804B FI20125432A FI20125432A FI123804B FI 123804 B FI123804 B FI 123804B FI 20125432 A FI20125432 A FI 20125432A FI 20125432 A FI20125432 A FI 20125432A FI 123804 B FI123804 B FI 123804B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fuel
combustion air
air ducts
duct
end wall
Prior art date
Application number
FI20125432A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20125432A (fi
Inventor
Jani Kaaresto
Iikka Ylikoski
Jarno Haapakoski
Original Assignee
Volter 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 Volter Oy filed Critical Volter Oy
Priority to FI20125432A priority Critical patent/FI123804B/fi
Priority to ES13397510.2T priority patent/ES2681022T3/es
Priority to SI201331116T priority patent/SI2653525T1/sl
Priority to PL13397510T priority patent/PL2653525T3/pl
Priority to LTEP13397510.2T priority patent/LT2653525T/lt
Priority to EP13397510.2A priority patent/EP2653525B1/en
Priority to PT133975102T priority patent/PT2653525T/pt
Priority to DK13397510.2T priority patent/DK2653525T3/en
Publication of FI20125432A publication Critical patent/FI20125432A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123804B publication Critical patent/FI123804B/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/22Arrangements or dispositions of valves or flues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/007Screw type gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/30Fuel charging devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • C10J3/34Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C10J3/36Fixed grates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60Processes
    • C10J3/64Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/74Construction of shells or jackets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • C10J2300/092Wood, cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0956Air or oxygen enriched air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/1253Heating the gasifier by injecting hot gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Solid-Fuel Combustion (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

KAASUTIN Keksinnön kohde 5 Keksinnön kohteena on kaasutin kiinteän polttoaineen kaasuunnuttamiseksi. Keksinnön taustaa
Nykyisin tunnetuissa puupohjaista kiinteää polttoainetta kaasuunnuttavissa 10 kaasuttimissa on tavallisesti säiliömäinen runko ja tämän sisälle arinalla tai vastaavalla erotettu pyrolyysitila, jossa polttoaine kaasuunnutetaan polttamalla polttoainetta happialijäämässä epätäydellisestä Rungon sisällä olevaan pyrolyysitilaan on johdettu rungon yläpäästä rungon sisällä alaspäin ulottuva polttoaineen syöttökanava sekä polttoilmakanavat kaasuuntumisprosessissa 15 tarvittavaa polttoilmaa varten. Pyrolyysitila on tyypillisesti järjestetty polttoaineen syöttökanavan alapäähän siten, että sen pään läheisyydessä kanavan sisäpuolella on rengasmainen pidätinlevy. Sen tarkoituksena on sopivalla tavalla hidastaa polttoaineen valumista syöttöputken alapuolelle sijoitetulle arinalle niin, että kaasuuntuminen ehtii tapahtua ja polttoaine muuttua tuh-20 kaksi ennen arinaa. Polttoilmakanavia on tavallisesti johdettu sekä pidätinle-vyn ulkokehälle (ulommat polttoainekanavat) että pidätinlevyn keskelle (si-sempi polttoainekanava). Ulompia polttoilmakanavia on yleensä useita ja ne on johdettu rungon yläpäästä polttoaineen syöttökanavan suuntaisesti alaspäin ja kytketty välittömästi pidätinlevyn yläpuolella olevien reikien kautta 25 polttoaineen syöttökanavaan. Sisempiä polttoilmakanavia on tyypillisesti yksi ^ ja se on johdettu rungon alapäästä ylöspäin, pidätinlevyn keskellä olevan ™ aukon kautta pystysuunnassa samalle kohdalle kuin ylhäältä tulevat ulommat 9 polttoilmakanavat. Ulommat polttoilmakanavat on tavallisesti sijoitettu poltto- ^ aineen syöttökanavan seinämän ympärille, seinämän läheisyyteen ja alhaalla 30 tapäin tuleva polttoilmakanava on pidätinlevyssä olevan aukon keskellä. Täi-
CL
laisen sijoittelun ansiosta polttoaineen syöttökanavan seinämästä pääsee ^ siirtymään sopiva määrä lämpöä ulompiin polttoilmakanaviin ja sitä kautta
LO
£! tulevaan polttoilmaan eli tällä tavoin kaasuttimen pyrolyysitilaan tuleva potted toilma saadaan esilämmitettyä. Vastaavasti sisemmän polttoilmakanavan 35 sisällä virtaavaa ilmaa lämmittää mm. rungon alaosassa olevaan tuhkatilaan tippuva kuuma tuhka, joka ympäröi sisempää polttoilmakanavaa tuhkatilassa.
2 Tällaisen polttoilmakanavien sijoittelun etuna on myös se, että näin pyro-lyysiprosessissa tarvittava ilmamäärä saadaan pyrolyysikammioon syötettävän kiinteän polttoaineen sekaan mahdollisimman tasaisesti, jolloin varmistetaan mahdollisimman tasainen polttoaineen kaasuuntuminen.
5
Nykyisen rakenteen epäkohtana on kuitenkin se, että polttoaineen kaasuun-tumisessa muodostuvasta lämmöstä johtuen kuumeneva polttoaineen syöt-tökanava pitenee huomattavasti enemmän kuin sen päähän ylhäältäpäin johdetut ulommat polttoilmakanavat, koska niiden sisällä virtaava ilma pitää ne 10 polttoaineen syöttökanavaa kylmempinä. Tämän seurauksena polttoilma-kanaviin muodostuu vetojännitystila ja polttoaineen syöttökanavaan puris-tusjännitystila. Kylmänä pysyvät polttoilmakanavat yleensä kestävät tämän jännitystilan ilman muodonmuutoksia, koska niiden materiaali on sellaisessa lämpötilassa, että se säilyttää lähes huoneen lämpötilaa vastaavan lujuu-15 tensa. Sen sijaan polttoaineen syöttökanavan seinämän lämpötila on kaasuttimen käytön aikana erittäin korkea (jopa n. 1200°C), jolloin sen materiaali on menettänyt suurimman osan lujuudestaan. Tästä johtuen polttoaineen syöttökanavaan muodostuu helposti pysyviä muodonmuutoksia. Nämä muodonmuutokset taas aiheuttavat polttoaineen syöttökanavan ja polttoilman 20 syöttöputkien välille uudenlaisen jännitystilan sitten, kun kaasuttimen käyttöön tulee tauko ja polttoaineen syöttöputki jäähtyy. Pitkäaikaisessa käytössä nämä polttoaineen syöttökanavan ja polttoilmakanavien väliset jännitystilat vähitellen väsyttävät polttoaineen syöttökanavan seinämän materiaalin sekä polttoilman syöttöputkien ja polttoaineen syöttökanavan väliset liitokset niin, 25 että tietyn pituisen käyttöaikajakson jälkeen näitä kaasuttimen osia joudutaan lopulta korjaamaan.
CM
o Keksinnön lyhyt yhteenveto o
CM
g 30 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen kaasutin, jonka polt-
CL
toaineen syöttökanava on rakenteeltaan aikaisempaa kestävämpi ja pit- ^ käikäisempi.
tn
CM
° Keksinnön tarkoitus saavutetaan kaasuttimella, jossa polttoaineen syöttö- 35 kanava ja polttoilmakanavat kiinnitetään kaasuttimen runkoon sellaisella kiinnityksellä, että polttoaineen syöttöputki voi pidentyä lämpölaajenemisestaan 3 johtuen vapaasti polttoilmakanavista riippumattomasti, jolloin edellä kuvattuja jännityksiä ja niistä aiheutuvia muodonmuutoksia ei muodostu polttoilma-kanavien ja polttoaineen syöttökanavan välille. Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle kaasuttimelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty 5 itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1. Epäitsenäiset patenttivaatimukset esittävät eräitä keksinnön mukaisen kaasuttimen edullisia suoritusmuotoja.
Keksinnön mukaisen kaasuttimen etuna on se, että sen polttoaineen syöttö-kanava ja polttoilmakanavat ovat siinä aikaisempaa kestävämpiä sekä siitä 10 johtuen kaasutin on aikaisempaa vähemmän huoltoa ja korjausta vaativa. Myös kaasuttimen polttoilmakanavien rakenteesta sinänsä tulee aikaisempaa yksinkertaisempi, koska polttoilmakanavia ei enää johdeta polttoaineen syöttökanavan seinämän läpi eikä kiinnitetä polttoaineen syöttö kanavaan. Lisäksi kaasuttimen materiaali- ja valmistuskustannukset alenevat, koska 15 polttoaineen syöttö kanavaan kohdistuvien kuormitusten on todettu vähenevän niin paljon, että polttoaineen syöttökanavan seinämänpaksuutta on voitu pienentää aikaisempaan nähden.
Piirustusten kuvaus 20
Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaista kaasutinta viistosti sivultapäin, kuva 2 esittää kuvan 1 mukaisen kaasuttimen pystysuoraa poikkileikkausta 25 ^ Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus
(M
i o Kuvissa 1 ja 2 esitetty eräs keksinnön mukainen kaasutin. Se käsittää rungon ° 10, polttoaineen syöttökanavan 11, arinan 12 ja kaasun poistokanavan 15.
£ 30 Lisäksi kuvissa 1 ja 2 esitetty kaasutin käsittää ulommat polttoilmakanavat 13
CL
ja sisemmän polttoilmakanavan 14. Polttoaineen syöttökanava 11 sekä ” ulommat polttoilmakanavat 13 ja sisempi polttoilmakanava 14 on kiinnitetty tn ^ kaasuttimen runkoon 10 kiinnityksellä, joka sallii polttoaineen syöttökanavan ° 11 lämpölaajenemisen vapaasti ilman ulompien polttoilmakanavien 13 ja 35 polttoaineen syöttökanavan välille muodostuvia jännityksiä ja muodonmuutoksia.
4
Runko 10 on muodostettu tässä suoritusmuodossa muodoltaan sylinterimäi-sestä sivuseinämästä 101 sekä sen yläpäässä olevasta yläpäätyseinämästä 102 ja alapäässä olevasta alapäätyseinämästä 103. Sivuseinämä 101 on 5 muodostettu sisävaipasta 101a, ulkovaipasta 101b ja näiden välillä olevasta ilman esilämmitystilasta 101c. Sisävaipassa 101a on jousto-osa 101a’, joka sallii kaasuttimen käytön aikana kuumenevan sisävaipan 101a lämpölaajenemisen kylmempään ulkovaippaan 101b nähden. Tämä vähentää runkoon sen uiko- ja sisäpinnan välisistä lämpötilaeroista 10 muodostuvia jännitystiloja. Rungon 10 sisätila voidaan jakaa sen toiminnan perusteella ylhäältä alaspäin lukien kaasutilaan 104, pyrolyysitilaan 105 ja tuhkatilaan 106. Tuhkatila 106 ja pyrolyysitila 105 on erotettu toisistaan arinalla 12. Kaasutila 104 on polttoaineen syöttökanavan 11 ympärillä oleva tila, joka on pyrolyysitilan 105 yläpuolella ja johon pyrolyysitilassa 105 15 muodostuva kaasu virtaa ennen kuin se poistuu sieltä kaasun poistokanavaan 15. Rungon 10 eri osat on rungon 10 ulkovaipan 101b ulkopintaan tulevaa eristekerrosta lukuun ottamatta valmistettu teräksestä. Eristekerros on esim. eristevillaa (esim. 150 mm mineraali-/kivivillakerros) tai muuta sopivaa palamatonta, terästä paremmin lämpöä eristävää materiaalia.
20
Polttoaineen syöttökanava 11 on rungon sisäpuoliselta osaltaan kaksiosainen eli käsittää vaipan 111 ja keskiosan 112. Sekä vaippa 111 että keskiosa ovat tässä suoritusmuodossa pyörähdyssymmetrisiä levymäisestä materiaalista valmistettuja kappaleita. Vaippa 111 on muodoltaan lieriömäinen ja kes-25 kiosa on hieman kartiomainen niin, että sen alaosa on halkaisijaltaan suu- ^ rempi kuin yläosa eli se on alaspäin levenevä. Vaippa 111 ulottuu lähemmäs ™ arinaa 12 kuin keskiosa 112. Keskiosa 112 taas jatkuu yläpäätyseinämän m- o 102 yläpuolelle kuvassa 2 näkyvällä tavalla. Keskiosan 112 alapään ja vai- ^ pan 111 alapään välillä on pidätinlevy 113, joka on kiinnitetty kuvassa 2 nä- 30 kyvällä tavalla vaipan 111 sisäpintaan. Yläpäätyseinämän 102 ulkopuolelle
CL
ulottuvassa keskiosan 112 yläpäässä on laippa 114 ja siihen kiinnitetty kansi ^ 115 sekä yläosan sivuun johdettu tuloyhde 116, jonka kautta kaasuttimeen
LO
£! tuleva kiinteä polttoaine syötetään keskiosan 112 sisälle, δ C\l 35 5
Polttoaineen syöttökanavan 11 keskiosan 112 ympärillä, vaipan 111 ja keskiosan 112 välissä on useita vierekkäin olevia ulompia polttoilmakanavia 13, jotka on johdettu polttoaineen syöttökanavan 11 tavoin yläpäätyseinämän 102 kautta rungon 10 sisäpuolelle ja jotka ympäröivät keskiosaa 112. Ulom-5 mat polttoilmakanavat 13 ulottuvat korkeussuunnassa pidätinlevyn 113 ja keskiosan 112 alapään välille kuvassa 2 esitetyllä tavalla. Ulommat polttoilmakanavat 13 ovat tässä suoritusmuodossa esim. teräsputkia, joiden päissä on suuttimet 131, jotka on järjestetty ohjaamaan ulompia polttoilmakanavia myöten tulevan polttoilman polttoaineen syöttökanavan 11 keskiosan 112 10 sisältä tippuvaan polttoaineeseen.
Polttoaineen syöttökanavan keskiosa 112 on kiinnitetty yläpäätyseinämään 102 muodostettuun aukkoon 102a rengasmaisen kiinnityslaipan 107 avulla niin, että aukon 102a ja keskiosan välinen liitoskohta on kaasutiivis. Kiinni-15 tysaukko 102a on halkaisijaltaan vaipan 111 ulkohalkaisijan kokoinen. Vaippa 111 on hitsattu kiinnityslaipassa olevan keskiaukon 107a ympärille siten, että vaippa 111 ja keskiosa 112 voidaan sovittaa aukon 102a kautta rungon 10 sisälle kaasutinta kokoonpantaessa. Kiinnityslaipassa 107 on myös ulompien polttoilmakanavien kiinnitysreiät 107b, joiden läpi sopivan 20 paksuisista teräsputkista valmistetut ulommat polttoilmakanavat 13 on sovitettu kiinnityslaipan 107 läpi ja joihin ulommat polttoainekanavat 13 on kiinnitetty esim. juottamalla tai hitsaamalla. Polttoaineen syöttökanavan 11 vaippaa 111 ja keskiosaa 112 sekä ulompia polttoilmakanavia 13 ei ole tässä kaasuttimen suoritusmuodossa kiinnitetty toisiinsa eikä runkoon muutoin kuin 25 kiinnityslaipan 107 välityksellä yläpäätyseinämän 102 kohdalta. Itse kiinni-^ tyslaippa 107 on kiinnitetty yläpäätyseinämässä 102 oleva aukon 102a ympä- ^ rille esim. ruuvikiinnityksellä, jolloin se ja siihen kiinteästi kiinnitetyn polttoai- 9 neen syöttökanavan 11 ja ulompien polttoilmakanavien 13 poistaminen run- ° gon sisältä ja esim. puhdistaminen, huoltaminen tai vaihtaminen onnistuu £ 30 avaamalla kiinnityslaipan 107 kiinnitysruuvit. Kiinnityslaipan 107 ja yläpääty-
CL
seinämän 102 välillä voi olla jokin sopiva kuumuutta kestävä tiiviste, jolla tä- ” män liitoskohdan kaasutiiveys varmistetaan, m
CM
° Sisempi polttoilmakanava 14 on johdettu alapäätyseinämän 103 kautta tuh- 35 katilaan ja sieltä arinan 12 läpi pidätinlevyn 113 ja polttoaineen syöttökanavan 11 keskiosan 112 alapään välille, jotakuinkin samalle kohdalle kuin 6 ulommat polttoilmakanavat 13. Sisemmässä polttoilmakanavassa 14 on pää, joka ohjaa polttoilman pidätinlevyn 113 päällä olevaan polttoaineeseen pidä-tinlevyssä 113 olevan aukon puolelta. Tällä tavoin sisempi polttoilmakanava 14 ja ulommat polttoilmakanavat 13 huolehtivat siitä, että polttoilmaa siirtyy 5 mahdollisimman tasaisesti pidätinlevyn 113 päällä olevaan polttoaineeseen. Myös sisempi polttoilmakanava 14 on esim. teräsputki, joka on kiinnitetty pelkästään alapäätyseinämään 103 siltä kohdalta, joka kulkee alapäätyseinä-män 103 läpi. Tällaisen kiinnityksensä ansiosta myöskään sen ja kaasuttimen muiden osien välille ei muodostu lämpötilaeroista aiheutuvia jännitystiloja.
10
Arinan 12 tehtävänä on estää kaasuuntumatonta polttoainetta putoamasta tuhkatilaan ennen kuin se on kokonaan muuttunut tuhkaksi ja kaasuksi. Arinan 12 keskiosassa on tässä suoritusmuodossa ohjauskartio 121, joka ohjaa ylhäältä tippuvaa polttoainetta ja kaasua niin, että kaasu virtaa pyrolyysiti-15 lasta 105 kaasutilaan 106 ja osittain tai kokonaan tuhkaantunut polttoaine arinan 12 päälle. Arina 12 on kiinnitetty rungon 10 sivuseinämään 101 kuvassa 2 näkyvällä tavalla rengasmaisen kiinnityslevyn 122 avulla ja arinan keskellä ohjauskartion alla on keskikappale 123, jonka keskellä olevan aukon 124 läpi sisempi polttoilmakanava 14 on johdettu tuhkatilasta 104 pyro-20 lyysitilaan 105.
Kuvien 1 ja 2 mukaista kaasutinta käytettäessä kiinteätä polttoainetta syötetään kaasuttimen ulkopuolelta polttoaineen syöttökanavan 11 päässä olevan tuloyhteen 116 kautta polttoaineen syöttökanavan 11 keskiosan 112 sisään. 25 Tällöin polttoaine tippuu keskiosan 112 kautta pyrolyysitilaan 105 pidätinle- ^ vyn 113 päälle ja arinalle 12. Polttoaineena on esim. puuhake tai -pelletit tai ^ jokin muu puukaasun generointiin sopiva kiinteä puu- tai biomassapohjainen 9 polttoaine. Pyrolyysitilassa 105 oleva kiinteä polttoaine sytytetään esim.
° sähkövastuksen, hehkutulpan tai kuumailmapuhaltimen avulla. Polttoaineen £ 30 syttymisen jälkeen polttoilmaa syötetään pyrolyysitilaan 105 rajoitetusti niin,
CL
että polttoaine ei pala täydellisesti, vaan pelkästään kaasuuntuu. Kokonaan ” kaasuuntuneesta polttoaineesta muodostuu tuhkaa ja tuotekaasua (jossa on m ^ hiilimonoksidia n. 25 %, vetyä n. 18% ja metaania n. 3%). Tuhka putoaa ° arinalle, jossa se murenee hienojakoisemmaksi ja putoaa sen jälkeen 35 tuhkatilaan. Puukaasu sen sijaan virtaa rungon sisällä ylöspäin kaasutilaan ja sieltä kaasun poistokanavan 15 kautta kaasuttimen ulkopuolelle 7 puhdistettavaksi ja käytettäväksi esim. polttomoottorin polttoaineena. Kaasun virtaus aikaansaadaan kaasuttimeen sen jälkeen olevilla pumpuilla, puhaltimilla tai esim. moottorin aiheuttamalla alipaineella.
5 Kaasuttimen polttoaineen syöttökanavan keskiosan alaspäin levenevyyden ansiosta polttoaine ei helposti tartu keskiosan seinämiin vaan putoaa painovoiman vaikutuksesta pidätinlevyn 113 päälle ja pyrolyysitilaan 105. Pyrolyy-sin aikana pyrolyysitilassa 105 muodostuu lämpöä, joka lämmittää sekä keskiosaa 112, että vaippaa 111. Näin ollen niiden välissä olevat ulommat polt-10 toilmakanavat 13 sekä niiden sisällä virtaava polttoilma lämpenee ennen kuin se tulee ulompien polttoilmakanavien 13 ulkopuolelle suuttimista 131. Myös sisempi polttoilmakanava 14 lämpenee, koska se on johdettu pidätinlevyn 113 ja keskiosan 112 pään välille tuhkatilan 106 ja pyrolyysitilan 105 alaosan läpi. Koska polttoilmakanavat 13 ja 14 sekä polttoaineen syöttökanava 11 on 15 kiinnitetty runkoon 10 vain yläpäätyseinämän 102 kohdalta, pääsee kaasuttimen käytön aikana kuumeneva polttoaineen syöttökanava 11 pitenemään lämpölaajentumisestaan johtuen ulommista polttoilmakanavista 13 riippumattomasti. Tämän ansiosta polttoaineen syöttökanavan 11 ja ulompien polttoilmakanavien 13 välille ei aiheudu jännitystiloja niin kuin aikaisemmin 20 tunnetuissa kaasutti missä, joissa ulommat polttoilmakanavat olivat kiinni sekä rungon yläpäätyseinämässä että polttoaineen syöttökanavan päässä.
Keksinnön mukainen kaasutin voidaan toteuttaa monilta osin edellä esitetystä esimerkkisovelluksesta poikkeavasti. Esim. kaasuttimen rungon muoto 25 ja koko sekä polttoilmakanavien määrä ja polttoaineen syöttökanavan ra-^ kenne voivat vaihdella. Jossakin suoritusmuodossa polttoaineen syöttökana- ^ van muodostaa pelkästään keskiosaa vastaava yksiosainen putki. Tällöin 9 pidätinlevy on kiinnitetty tämän osan sisälle ja ulommat polttoilmakanavat on ° johdettu polttoaineen syöttö kanavassa olevien väljien aukkojen kautta pidä- £ 30 tinlevyn päälle niin, etteivät polttoilmakanavat kosketa polttoaineen syöttö-
CL
kanavaan, vaikka se pitenisi kuumentumisestaan johtuen. Polttoaineen ” syöttökanava ja ulommat polttoilmakanavat voivat olla kuitenkin jossakin so in ^ velluksessa tuettu toisiinsa myös niiden alapäästä ja/tai ala- ja yläpään vä- ° liitä. Kiinnitys on kuitenkin tällöin aina sellainen, että se ainoastaan tukee 35 polttoaineen syöttökanavaa pääasiassa sen poikittaissuunnassa, mutta sallii polttoaineen syöttökanavan vapaan lämpölaajenemisen ja pidentymisen il- 8 man jännitysten muodostumista polttoaineen syöttökanavan ja ulompien polttoilmakanavien välille. Keksinnön mukainen kaasutin ei siten rajoitu edellä esitettyihin edullisiin suoritusmuotoihin, vaan voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
5
C\J
δ
(M
sj- o o
(M
X
en
CL
(M
CO
m
(M
δ
(M

Claims (10)

1. Kaasutin kiinteän polttoaineen kaasuunnuttamiseksi, joka kaasutin käsittää säiliömäisen rungon (10), rungon (10) sisällä olevan pyrolyysitilan (105) sekä 5 rungon (10) ulkopuolelta pyrolyysitilaan (105) johdetun polttoaineen syöttö-kanavan (11) ja ainakin yhden polttoilmakanavan (13, 14) tunnettu siitä, että polttoaineen syöttökanava (11) ja polttoilmakanavat (13, 14) on kiinnitetty runkoon (10) kiinnityksellä (102a, 107), joka sallii polttoaineen syöttökanavan (11) lämpölaajenemisen ilman polttoilmakanavien (13, 14) ja polttoaineen 10 syöttökanavan (11) välille muodostuvia jännityksiä ja muodonmuutoksia.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että runko (10) käsittää sivuseinämän (101), yläpäätyseinämän (102) ja alapäätyseinämän (103). 15
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että polttoilmakanavat (13, 14) käsittävät ainakin yhden ulomman polttoilmakanavan (13), joka on johdettu rungon (10) ulkopuolelta rungon (10) yläpäätyseinämän (102) läpi rungon sisälle (10). 20
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että polttoaineen syöttökanava (11) ja ulommat polttoilmakanavat (13) on johdettu rungon sisällä ylhäältä alaspäin yläpäätyseinämän (102) ja alapäätyseinämän (103) välillä olevaan pyrolyysitilaan(105). 25
^ 5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että poltto- ™ aineen syöttökanava (11) ja ulommat polttoilmakanavat (13) on kiinnitetty o yläpäätyseinämässä (102) olevaan kiinnitysaukkoon (102a) irrotettavasti ° kiinnitettyyn kiinnityslaippaan (107). g 30 Q_
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että ^ polttoaineen syöttökanava (11) käsittää keskiosan (112) ja sen ulkopuolella LT) olevan vaipan (111). δ (M
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että polttoaine on järjestetty syötettäväksi keskiosan (112) sisään.
8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että keskiosa (112) on alaspäin levenevä.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että vaippa (111) ulottuu rungon (10) sisällä alemmas kuin keskiosa (112).
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kaasutin tunnettu siitä, että ulommat polttoilmakanavat (13) on sijoitettu keskiosan (112) ja vaipan (111) väliin. C\J δ (M sj- o o (M X en CL (M CO m (M δ (M
FI20125432A 2012-04-20 2012-04-20 Kaasutin FI123804B (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20125432A FI123804B (fi) 2012-04-20 2012-04-20 Kaasutin
ES13397510.2T ES2681022T3 (es) 2012-04-20 2013-04-18 Gasificador
SI201331116T SI2653525T1 (sl) 2012-04-20 2013-04-18 Uplinjač
PL13397510T PL2653525T3 (pl) 2012-04-20 2013-04-18 Generator gazowy
LTEP13397510.2T LT2653525T (lt) 2012-04-20 2013-04-18 Dujų generatorius
EP13397510.2A EP2653525B1 (en) 2012-04-20 2013-04-18 Gasifier
PT133975102T PT2653525T (pt) 2012-04-20 2013-04-18 Gaseificador
DK13397510.2T DK2653525T3 (en) 2012-04-20 2013-04-18 gasifier

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20125432A FI123804B (fi) 2012-04-20 2012-04-20 Kaasutin
FI20125432 2012-04-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20125432A FI20125432A (fi) 2013-10-21
FI123804B true FI123804B (fi) 2013-10-31

Family

ID=48325556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20125432A FI123804B (fi) 2012-04-20 2012-04-20 Kaasutin

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2653525B1 (fi)
DK (1) DK2653525T3 (fi)
ES (1) ES2681022T3 (fi)
FI (1) FI123804B (fi)
LT (1) LT2653525T (fi)
PL (1) PL2653525T3 (fi)
PT (1) PT2653525T (fi)
SI (1) SI2653525T1 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018037152A1 (en) 2016-08-25 2018-03-01 Volter Oy A combined heat and power plant and a method for treating raw synthesis gas produced by a gasifier in a combined heat and power plant

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB456111A (en) * 1935-04-11 1936-11-03 Humboldt Deutzmotoren Ag Improvements in or relating to gas producers with simultaneous up and down draught
ES2343167T3 (es) * 2000-12-04 2010-07-26 Emery Energy Company L.L.C. Gasificador de multiples facetas y procedimientos relacionados.
FI122109B (fi) * 2006-11-17 2011-08-31 Leo Ruokamo Menetelmä polttoaineen kaasuttamiseksi ja kaasutusgeneraattori
PL213400B1 (pl) * 2009-03-30 2013-02-28 Inst Energetyki Sposób i gazogenerator do zgazowania paliwa stalego o niskiej kalorycznosci, zwlaszcza biomasy o szerokim spektrum wilgotnosci

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018037152A1 (en) 2016-08-25 2018-03-01 Volter Oy A combined heat and power plant and a method for treating raw synthesis gas produced by a gasifier in a combined heat and power plant

Also Published As

Publication number Publication date
EP2653525B1 (en) 2018-05-16
PT2653525T (pt) 2018-08-03
EP2653525A1 (en) 2013-10-23
DK2653525T3 (en) 2018-07-23
ES2681022T3 (es) 2018-09-11
SI2653525T1 (sl) 2018-09-28
PL2653525T3 (pl) 2018-10-31
LT2653525T (lt) 2018-08-10
FI20125432A (fi) 2013-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2555424C2 (ru) Камера сгорания с вентилируемой свечой зажигания
CN101675146A (zh) 具有内部多管壁和数个燃烧器的气化反应容器
EA015316B1 (ru) Воздухонагреватель
CN102713436B (zh) 用于炼钢设备的燃烧装置
CN103644562A (zh) 组合式节能生物质燃料锅炉
CN101688666B (zh) 陶瓷燃烧器
FI123804B (fi) Kaasutin
CN101806463A (zh) 一种新型生物质复合式气化炉
US8113154B2 (en) Transition element for a passage in a water heater
DE50309895D1 (de) Brenner, insbesondere venturibrenner, mit einem brennkammerrohr
CN205481754U (zh) 三次燃烧生物燃料导热油炉
CN104564243A (zh) 柴油发动机dpf低温再生点火器专用直管扰流器
CN204457956U (zh) 柴油发动机dpf低温再生点火器径向储热体进油总成
RU2225964C1 (ru) Подогреватель газа
PL432065A1 (pl) Palnik do niskoemisyjnego spalania rozdrobnionej biomasy, zwłaszcza zrębki drzewnej
KR101267877B1 (ko) 저열량가스와 유류 혼소장치
CN105202531B (zh) 燃烧器
CN215637146U (zh) 喷枪结构及窑炉***
RU79980U1 (ru) Горелка газовая
US299660A (en) Andbew b
KR20030015851A (ko) 건류형 소각로
CN207922207U (zh) 一种醇基燃料燃烧辅助装置
CN201512516U (zh) 一种秸秆气化炉用环形进风双层炉底
CN105698198A (zh) 一种煤气发生炉废气处理装置及处理方法
US833673A (en) Means for maintaining heat in gas-producers.

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123804

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed