用于氣化生物質(zhì)的裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于氣化生物質(zhì)的反應(yīng)器（1），所述生物質(zhì)特別地是指木材，反應(yīng)器（1）包括加料器槽（7）以及安置于加料器槽（7）之下的灰床。根據(jù)本發(fā)明，提供一種裝置，借助于該裝置，附著于加料器槽（7）的生物質(zhì)可以被脫開(kāi)，和/或提供一種熱交換器，借助于該熱交換器，從生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣放出熱給加料器槽（7）中后續(xù)傳送的生物質(zhì)并且放出熱給氧化空氣。本發(fā)明進(jìn)一步地涉及一種用于凈化從生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣的細(xì)濾器（29）。根據(jù)本發(fā)明，過(guò)濾介質(zhì)包含生物質(zhì)。此外，本發(fā)明涉及一種用于在反應(yīng)器（1），特別地是根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器（1），中氣化生物質(zhì)以形成產(chǎn)品氣的方法。根據(jù)本發(fā)明，附著于加料器槽（7）的生物質(zhì)被脫開(kāi)，和/或通過(guò)產(chǎn)品氣，熱被放出給生物質(zhì)和氧化空氣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于氣化生物質(zhì)的裝置及方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于氣化生物質(zhì)(特別地是木材)的反應(yīng)器，反應(yīng)器包括加料器槽以及安置于加料器槽之下的灰床。
[0002]此外，本發(fā)明涉及一種用于凈化從生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣的細(xì)濾器。
[0003]另外，本發(fā)明涉及這類(lèi)細(xì)濾器的應(yīng)用。
[0004]此外，本發(fā)明涉及一種用于在反應(yīng)器中，特別地是在開(kāi)始時(shí)命名的那類(lèi)反應(yīng)器中，氣化生物質(zhì)來(lái)形成產(chǎn)品氣的方法。
[0005]生物質(zhì)氣化爐如同從現(xiàn)有技術(shù)中已知的生物質(zhì)氣化爐。例如，從W02008/004070A1中得知的裝置，采用所述裝置使得生物質(zhì)，如木材、秸桿或生物廢棄物，在反應(yīng)器中被氣化，并且因此生成的氣體被后續(xù)引導(dǎo)到氣體運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)中，其中所述氣體通過(guò)燃燒被轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。發(fā)動(dòng)機(jī)因此被連接到發(fā)電機(jī)，采用所述發(fā)電機(jī)使得機(jī)械能被轉(zhuǎn)化為電能。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中的裝置具有系統(tǒng)效率只是低的缺點(diǎn)，因?yàn)?，一方面，產(chǎn)品氣從具有高溫的反應(yīng)器中逸出，在這種情況下，下游的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的效率受到影響，另一方面，由于生物質(zhì)的稠度頻繁地導(dǎo)致在反應(yīng)器中的粘連，以致造成頻繁和昂貴的維護(hù)。此外，用于產(chǎn)品氣凈化所要求的過(guò)濾介質(zhì)的清理的高成本也對(duì)系統(tǒng)效率具有消極的影響。
[0007]本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)或減少現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，其中將公開(kāi)一種反應(yīng)器，采用所述反應(yīng)器使得更高效的方法成為可能。
[0008]另外，將公 開(kāi)一種細(xì)濾器，所述細(xì)濾器進(jìn)一步提高這類(lèi)方法的效率。
[0009]一個(gè)附加目的是公開(kāi)這類(lèi)過(guò)濾器的應(yīng)用。
[0010]此外，將公開(kāi)一種彌補(bǔ)或減少現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的方法。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)所述第一個(gè)目的，其中，在開(kāi)始時(shí)命名的那類(lèi)反應(yīng)器中，提供一種裝置，采用所述裝置使得附著于加料器槽的生物質(zhì)可以被脫開(kāi)，和/或提供一種熱交換器，采用所述熱交換器使得從生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣放出熱給加料器槽中后續(xù)傳送的生物質(zhì)并且放出熱給氧化空氣。
[0012]在操作過(guò)程中，由于生物質(zhì)必須以一流率從第一端到第二端移動(dòng)通過(guò)加料器槽，附著于加料器槽的生物質(zhì)阻礙運(yùn)動(dòng)并且因此阻礙正常的操作。采用這種裝置使得附著于加料器槽的生物質(zhì)可以被脫開(kāi)，因此這種裝置的優(yōu)點(diǎn)可以特別地被發(fā)現(xiàn)在于停機(jī)時(shí)間可以被顯著地減少，在該停機(jī)時(shí)間中，反應(yīng)器出于維護(hù)的目的必須被關(guān)閉。對(duì)于工廠操作員來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)效率因此被提聞。
[0013]特別地，熱交換器也有優(yōu)點(diǎn)，采用所述熱交換器使得產(chǎn)品氣的熱可以被傳遞到加料器槽中后續(xù)傳送的生物質(zhì)和氧化空氣，其優(yōu)點(diǎn)在于，熱解和預(yù)熱氧化空氣所需的能量可以被從產(chǎn)品氣中取出，以致因此更少的能量必須被從生物質(zhì)中取出，并且產(chǎn)品氣的溫度可以被降低。如果產(chǎn)品氣立刻在燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)一步處理，那么較低的溫度提高燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱力學(xué)效率。從產(chǎn)品氣到氧化空氣和生物質(zhì)的熱傳遞因此在系統(tǒng)效率上具有多重積極的影響。
[0014]提供多重包覆體(mult1-cover)是有利的,采用所述多重包覆體使得產(chǎn)品氣的熱可以被傳遞到氧化空氣和后續(xù)傳送的生物質(zhì)。因此，除了機(jī)械地承載應(yīng)力的功能外，這種多重包覆體還實(shí)現(xiàn)熱交換器的功能，由此反應(yīng)器可以以特別經(jīng)濟(jì)的方式被制造。優(yōu)選地，多重包覆體被這樣實(shí)施，以至于所述多重包覆體具有多個(gè)、大致圓筒形的包覆體，所述包覆體被彼此大致同心地設(shè)置，其中，在第一包覆體與第二包覆體之間，產(chǎn)品氣可以由于熱上浮在優(yōu)選豎直的結(jié)構(gòu)中從底部流動(dòng)到頂部，所述第一包覆體形成加料器槽，所述第二包覆體包住所述第一包覆體，并且以至于第三包覆體被圍繞第二包覆體安置，從而第二包覆體和第三包覆體之間的區(qū)可以被氧化空氣流動(dòng)通過(guò)。因此，來(lái)自產(chǎn)品氣的熱傳遞可以通過(guò)第一包覆體發(fā)生或傳遞到加料器槽中的生物質(zhì)，以及經(jīng)由第二包覆體傳遞到氧化空氣，并且到達(dá)多重包覆體出口的產(chǎn)品氣的溫度可以被最小化。多重包覆體優(yōu)選地由鋼構(gòu)成，其中，第一包覆體優(yōu)選地由耐熱和耐酸的材料構(gòu)成，例如奧氏體鉻-鎳-鑰鋼，所述第一包覆體的一側(cè)鄰近生物質(zhì)，另一側(cè)鄰近產(chǎn)品氣。第二包覆體優(yōu)選地僅在較低區(qū)由耐熱鋼制成，并且在上部區(qū)由正常的鍋爐鋼板制成，以便使生產(chǎn)成本最小化，所述第二包覆體鄰近氧化空氣和產(chǎn)品氣。如果圍繞優(yōu)選地同樣由鋼構(gòu)成的第三包覆體應(yīng)用隔熱材料的隔層是有利的，以便防止氧化空氣的熱被放出到環(huán)境。
[0015]為了減少維護(hù)時(shí)間，提供一種振動(dòng)裝置是特別地有利的。采用所述振動(dòng)裝置使得加料器槽可以以振動(dòng)的方式被移動(dòng)，以致附著的生物質(zhì)可以從加料器槽被脫開(kāi)。由于可能的組件的寬泛種類(lèi)以及生物質(zhì)可能的稠度，在操作過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生生物質(zhì)附著于加料器槽，由此反應(yīng)器的可操作性會(huì)被顯著地減弱。為了以特別有利的方式脫開(kāi)可能附著的生物質(zhì)，加料器槽可以借助于振動(dòng)裝置以振動(dòng)的方式來(lái)移動(dòng)。振動(dòng)裝置可以由馬達(dá)以及連接到馬達(dá)的不平衡體，或其他電磁或機(jī)械裝置構(gòu)成，其中，振動(dòng)可以優(yōu)選地借助于成形管從振動(dòng)裝置被傳遞到加料器槽。這些成形管可以在振動(dòng)裝置和加料器槽之間形成直接的連接；然而，連接也可以這樣來(lái)提供，即所述振動(dòng)裝置經(jīng)由柔性連接部件間接地連接到加料器槽。振動(dòng)裝置和加料器槽之間的連接被優(yōu)選地這樣設(shè)計(jì)，以至于在整個(gè)反應(yīng)器中，溫度相關(guān)的機(jī)械張力被最小化，并且加料器槽的不透性被永久地確保。振動(dòng)裝置以在10和30分鐘之間的有規(guī)律的間隔優(yōu)選地被啟動(dòng)幾秒的持續(xù)時(shí)間，優(yōu)選地為約5秒，所述有規(guī)律間隔優(yōu)選地為在15到25分鐘之間，特別優(yōu)選地為20分鐘。
[0016]已驗(yàn)證，提供這樣一種楔形閘門(mén)，采用所述楔形閘門(mén)使得生物質(zhì)可以被加料到加料器槽。生物質(zhì)因此可以以特別地簡(jiǎn)單和能源高效的方式被加料到加料器槽。因此，楔形閘門(mén)優(yōu)選地包括滑動(dòng)板，所述滑動(dòng)板在框架的凹槽中以線性的方式被可移動(dòng)地引導(dǎo)，所述框架被剛性地連接到加料器槽。楔形閘門(mén)和框架從而優(yōu)選地為鎖定裝置的組件，經(jīng)由鎖定裝置生物質(zhì)被加料到加料器槽?；瑒?dòng)板到框架的連接優(yōu)選地是經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)球軸承以特別地低磨損的方式出現(xiàn)的。其他類(lèi)型的軸承也是可能的。由于加料器槽中的酸性氣氛，楔形閘門(mén)的整體或者楔形閘門(mén)的部件是以耐酸的材料來(lái)設(shè)計(jì)的，優(yōu)選地為耐酸的鋼。
[0017]提供一種密封的加料器裝置是有利的，采用所述密封的加料器裝置使得生物質(zhì)可以在不存在氧的情況下被加料到加料器槽。為了不讓任何非期望的氣體，特別地是氧氣，進(jìn)入加料器槽，以至于可能在加料器槽中啟動(dòng)特定的化學(xué)反應(yīng)，這一點(diǎn)也是特別重要的，所述加料器槽中特定的化學(xué)反應(yīng)依賴于受控的或受調(diào)節(jié)的空氣比率。
[0018]優(yōu)選地，提供這樣的加料器槽，所述加料器槽在較低區(qū)以錐形地逐漸變小的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別地，具有1.2到10的加料器槽橫截面與爐火區(qū)域橫截面的比值，所述比值優(yōu)選地為 1.4到3，特別優(yōu)選地為約1.9。在這種計(jì)算中，加料器槽的橫截面是在加料器槽的圓筒形上部區(qū)被測(cè)量的，并且爐火區(qū)域的橫截面是在爐火區(qū)域被測(cè)量的。由于在該低區(qū)發(fā)生的熱解期間，當(dāng)生物質(zhì)移動(dòng)通過(guò)低區(qū)時(shí)改變其體積，如果加料器槽與生物質(zhì)的體積變化相匹配是有利的，以便針對(duì)發(fā)生化學(xué)過(guò)程的所述生物質(zhì)的均勻流率和最佳條件能夠?qū)崿F(xiàn)。優(yōu)選地，在圓錐軸線和錐形地實(shí)現(xiàn)的較低區(qū)的包覆體表面之間的錐角在20°和60°之間，特別優(yōu)選地在30°和50°之間，特別地為約40°。同時(shí)，鄰接該錐形區(qū)的爐火區(qū)域優(yōu)選地是圓筒形地實(shí)現(xiàn)的，同樣鄰接爐火區(qū)域的最低區(qū)優(yōu)選地在爐火區(qū)域和頸縮部之間也是錐形地實(shí)現(xiàn)的，從而同樣地在構(gòu)造上說(shuō)明在該最低區(qū)中的生物質(zhì)體積變化。該最低區(qū)的錐角優(yōu)選地在20°和60°之間，特別優(yōu)選地在30°和50°之間，特別地為約40°。這個(gè)錐角也可以對(duì)應(yīng)于較低區(qū)的錐角。
[0019]已驗(yàn)證，氧化空氣輸入部經(jīng)由中間區(qū)和氧化空氣環(huán)被連接到氧化空氣噴嘴，由此噴嘴通向爐火區(qū)域。氧化空氣由此可以在中間區(qū)和氧化空氣環(huán)二者中被預(yù)熱，所述中間區(qū)優(yōu)選地被熱連接到產(chǎn)品氣區(qū)，所述氧化空氣環(huán)優(yōu)選地被熱連接到爐火區(qū)域。氧化空氣的預(yù)熱因此能夠以特別方便的方式進(jìn)行。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)也可以被發(fā)現(xiàn)在于氧化空氣可以經(jīng)由爐火區(qū)域的圓周均勻地進(jìn)入爐火區(qū)域，并且可以因此在爐火區(qū)域中被均勻地分布。
[0020]應(yīng)用氧化空氣噴嘴的橫截面和空氣壓力,可以特別有利地影響在氧化空氣噴嘴處的空氣逸出速率，該空氣逸出速率對(duì)在爐火區(qū)域中的化學(xué)反應(yīng)具有高度的影響。因此，較高的空氣逸出速率造成在爐火區(qū)域中較高的溫度；然而，灰燼區(qū)的空間展開(kāi)范圍由此較低。根據(jù)生物質(zhì)的組成和發(fā)熱值，最優(yōu)的空氣侵入橫截面可以改變。特別地已驗(yàn)證，氧化空氣噴嘴的全部橫截面之和相當(dāng)于頸縮部橫截面的在1%和10%之間，優(yōu)選地在2%和8%之間，特別地為約4%。頸縮部橫截面是指這樣的加料器槽橫截面，在該橫截面生物質(zhì)可以離開(kāi)加料器槽到灰床。
[0021]已驗(yàn)證，氧化空氣噴嘴圍繞爐火區(qū)域周?chē)鶆虻胤植?，以至于?和30cm之間的距離，優(yōu)選地在5和20cm之間的距離，特別地約10到12cm的距離分別存在于在爐火區(qū)域周邊上的兩個(gè)氧化空氣噴嘴之間。氧化空氣噴嘴由于優(yōu)選地被安置在一個(gè)平面上；然而，在多個(gè)平面上的安置同樣也是可能的。取決于爐火區(qū)域周邊的情況，導(dǎo)致對(duì)于在爐火區(qū)域中的化學(xué)反應(yīng)是特別地有利的氧化空氣噴嘴數(shù)目以及有利的空氣速度。
[0022]優(yōu)選地，在灰床上提供具有至少一個(gè)攪拌棒的旋轉(zhuǎn)架也是可能的，采用所述旋轉(zhuǎn)架使得生物質(zhì)團(tuán)塊可以被脫開(kāi)。旋轉(zhuǎn)架由此允許生物質(zhì)的均勻燒盡，并且也有利于灰燼移除到臥置在下面的灰倉(cāng)中。旋轉(zhuǎn)架的驅(qū)動(dòng)優(yōu)選地借助于線性馬達(dá)通過(guò)驅(qū)動(dòng)聯(lián)接裝置產(chǎn)生。其他的驅(qū)動(dòng)類(lèi)型也是可能的。驅(qū)動(dòng)聯(lián)接裝置優(yōu)選地借助于密封箱以氣密的方式被密封，密封箱具有用來(lái)產(chǎn)生密封性的耐熱的石墨密封繩。所述至少一個(gè)攪拌棒使得以特別有利的方式脫開(kāi)聚集在旋轉(zhuǎn)架上的生物質(zhì)能夠進(jìn)行。
[0023]已驗(yàn)證，提供傳感器，采用所述傳感器使得灰床前后的壓力可以被測(cè)量，以便利用在測(cè)量中得到的數(shù)據(jù)來(lái)控制 和/或調(diào)節(jié)攪拌棒。通過(guò)這種方案，旋轉(zhuǎn)架上的生物質(zhì)團(tuán)塊可以特別容易地被脫離，因?yàn)閳F(tuán)塊導(dǎo)致在旋轉(zhuǎn)架前的壓力和旋轉(zhuǎn)架后的壓力之間的增加的差另IJ。當(dāng)附加的團(tuán)塊會(huì)引起問(wèn)題時(shí)，攪拌棒可以因此被精確地致動(dòng)，并且攪拌棒的磨損可以被最小化。
[0024]為了從生物質(zhì)生成產(chǎn)品氣，根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的在用于從生物質(zhì)中產(chǎn)生產(chǎn)品氣的裝置中的反應(yīng)器是有利的，所述裝置包括針對(duì)生物質(zhì)的燃料儲(chǔ)存器，用來(lái)氣化生物質(zhì)的反應(yīng)器，至少一個(gè)用來(lái)將燃料儲(chǔ)存器中的生物質(zhì)輸送到反應(yīng)器中的傳送機(jī)部件，以及至少一個(gè)用來(lái)凈化從生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣的過(guò)濾系統(tǒng)。
[0025]生物質(zhì)因此可以被完全自動(dòng)化地從燃料儲(chǔ)存器輸送到反應(yīng)器，并且產(chǎn)品氣可以后續(xù)地在過(guò)濾系統(tǒng)中被凈化。特別地，因?yàn)樘貏e高效的反應(yīng)器，整個(gè)裝置的系統(tǒng)效率因此優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的裝置。
[0026]優(yōu)選地，提供至少一個(gè)氣旋分離器，所述至少一個(gè)氣旋分離器安置在反應(yīng)器的下游。在氣旋分離器中，產(chǎn)品氣被清除掉灰塵和飛灰，以至于產(chǎn)品氣針對(duì)進(jìn)一步的使用具有了更高的品質(zhì)。優(yōu)選地，提供三個(gè)并行連接的氣旋分離器，其中只有一個(gè)氣旋分離器或者多于三個(gè)氣旋分離器同樣也是可能的。多個(gè)氣旋分離器可以被安置，以至于所述多個(gè)氣旋分離器可以被氣體并行地或串行地流過(guò)，其中氣旋分離器灰箱被安置，以至于可以在所述至少一個(gè)氣旋分離器中分離的灰塵優(yōu)選地被引導(dǎo)自動(dòng)地進(jìn)入氣旋分離器灰箱。在氣旋分離器灰箱位于氣旋分離器下面的方案中，以特別簡(jiǎn)單的方式這是可能的。氣旋分離器的功能原理是已知的并且是基于離心力的，通過(guò)離心力，在氣旋分離器中灰塵和飛灰被向外壓。
[0027]至少一個(gè)包含生物質(zhì)作為過(guò)濾介質(zhì)的的細(xì)濾器在反應(yīng)器下游是有利的。細(xì)濾器可以在氣旋分離器的下游，因?yàn)檩^小的粒子和焦油殘?jiān)虼艘部梢员灰瞥?br> [0028]是有利的是，提供燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品氣可以被引導(dǎo)至所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)中，并且所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)被耦合于用來(lái)產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)。對(duì)于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)而言，可替換地，不同的燃燒機(jī)器(例如為燃?xì)廨啓C(jī))也可以被提供。生物質(zhì)因此可以被完全自動(dòng)化地轉(zhuǎn)化為電能。
[0029]優(yōu)選地，被提供的是，提供廢熱交換器，采用所述廢熱交換器使得燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中的熱可以被傳遞到生物質(zhì)以預(yù)熱生物質(zhì)。因?yàn)槿紵l(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中的熱也可以被再利用，整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)效率因此被進(jìn)一步提高。當(dāng)然，將燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中的熱用到別處也是可能的，例如用于加熱的目的。
[0030]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)所述第二個(gè)目的，其中所命名類(lèi)型的細(xì)濾器在外側(cè)包含作為過(guò)濾介質(zhì)的生物質(zhì)。生物質(zhì)可以優(yōu)選地包含根據(jù)專(zhuān)利0NORM M7133G50或G30的木片，或者包含刨花。這個(gè)實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的使用后，過(guò)濾介質(zhì)可以被運(yùn)輸?shù)饺剂蟽?chǔ)存器中并且像生物質(zhì)一樣在反應(yīng)器中被處理，以至于過(guò)濾介質(zhì)可以以最簡(jiǎn)單的方式被再利用。過(guò)濾介質(zhì)優(yōu)選地在細(xì)濾器中從底部到頂部被產(chǎn)品氣流動(dòng)通過(guò)，其中位于產(chǎn)品氣中的污染物，特別地是焦油，積聚到生物質(zhì)上。生物質(zhì)由此可以被放置在一個(gè)或多個(gè)層面上。還可以提供傳感器，所述傳感器測(cè)量通過(guò)過(guò)濾器的壓力損失并且因此確定將污染的生物質(zhì)傳遞到燃料儲(chǔ)存器并且將新的生物質(zhì)再填滿到過(guò)濾器的最佳時(shí)間點(diǎn)。可替換地，基于時(shí)間的生物質(zhì)重填也是可能的。
[0031]當(dāng)然，可以使用不同類(lèi)型的固體生物質(zhì)來(lái)代替木片和刨花，其中過(guò)濾效果隨著過(guò)濾介質(zhì)的改變而變化。將過(guò)濾介質(zhì)放置于在過(guò)濾器中的多個(gè)層面上的多孔的有孔基部(優(yōu)選地為有孔金屬板)上是有利的，并且產(chǎn)品氣可以通過(guò)生物質(zhì)從底部串行地流動(dòng)到頂部。最低層由此具有約20%的木片和約80%的刨花，并且最高層具有約70%的木片和約30%的刨花。在放置在它們之間的層中，木片的百分比大于在最低層中的百分比，并且增加直到最高層。優(yōu)選地，木片和刨花都屬于云杉木。
[0032]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)所述第三個(gè)目的，其中過(guò)濾器被用來(lái)凈化從生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣，特別是用來(lái)分離焦油。由此獲得特別具有成本效益和環(huán)境友好的產(chǎn)品氣凈化類(lèi)型。[0033]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)所述第四個(gè)目的，其中，在開(kāi)始時(shí)命名的方法中，附著于加料器槽的生物質(zhì)被脫開(kāi)，和/或熱被產(chǎn)品氣放出到生物質(zhì)和氧化空氣。
[0034]通過(guò)將附著于加料器槽的生物質(zhì)(特別地是間歇性的)脫開(kāi)，具有生物質(zhì)的加料器槽可以避免被污染，這些生物質(zhì)會(huì)顯著地阻礙污染起作用。維護(hù)時(shí)間可以因此被減少，并且系統(tǒng)效率可以被提高。通過(guò)產(chǎn)品氣的熱傳遞到生物質(zhì)和氧化空氣，以熱的形式從反應(yīng)器中離開(kāi)的產(chǎn)品氣中的能量的量可以被最小化。
[0035]優(yōu)選地，被提供的是，振動(dòng)裝置以確定的間隔被啟動(dòng)少于5分鐘的持續(xù)時(shí)間，優(yōu)選地少于I分鐘的持續(xù)時(shí)間，特別優(yōu)選地為約5秒的持續(xù)時(shí)間，確定的間隔優(yōu)選地為10至30分鐘的間隔，特別地為15至25分鐘的間隔，優(yōu)選地為約20分鐘的間隔，以便脫開(kāi)附著于加料器槽的生物質(zhì)。因此，一方面，附著的污染物可以以特別有利的方式被脫開(kāi)，并且，另一方面，由于振動(dòng)操作，材料的機(jī)械壓力也保持在最低，以便取得反應(yīng)器的長(zhǎng)使用壽命。
[0036]加料器槽較低區(qū)中的生物質(zhì)流率，通過(guò)在該區(qū)的加料器槽的錐形實(shí)施方案被保持為大致恒定，這是有利的。由于較低區(qū)中的生物質(zhì)由化學(xué)反應(yīng)改變其體積，導(dǎo)致均勻的流率的加料器槽的錐形實(shí)施方案對(duì)于這些化學(xué)反應(yīng)的框架條件(例如，舉例來(lái)說(shuō)，壓力或溫度)具有特別有利的影響。
[0037]在加料器槽的最低區(qū)，特別是在頸縮區(qū)，超過(guò)50%，特別是超過(guò)70%，優(yōu)選地超過(guò)90%的生物質(zhì)的溫度在1000°C和1600°C之間，特別地在1200°C和1500°C之間，優(yōu)選地在1220°C和1600°C之間，這也是有利的。長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔?焦油)的裂解因此可以被保證，并且可以因此避免或至少降低長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔镌诠艿篮驮诳赡艿南掠蔚娜紵l(fā)動(dòng)機(jī)中的積聚。
[0038]已驗(yàn)證，灰床上方的壓力損失持續(xù)地被測(cè)量，并且當(dāng)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的極限值時(shí)，灰床中的攪拌裝置被啟動(dòng)。在灰床或旋轉(zhuǎn)架上的生物質(zhì)團(tuán)塊可以因此被檢測(cè)并且被脫開(kāi)，以便裝置的功能性可以被保證。
[0039]氧化空氣經(jīng)由氧·化空氣環(huán)從中間的包覆體流動(dòng)到空氣噴嘴進(jìn)入爐火區(qū)域，在爐火區(qū)域?qū)е律镔|(zhì)的氧化，這是有利的。氧化空氣因此獲得充分的預(yù)熱，以致在爐火區(qū)域后可以獲得較高的產(chǎn)品氣溫度。經(jīng)由氧化空氣環(huán)和氧化空氣噴嘴，空氣可以以均勻分布的方式進(jìn)入爐火區(qū)域，以便獲得均勻的溫度。
[0040]如果產(chǎn)品氣被用來(lái)驅(qū)動(dòng)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，并且如果用來(lái)產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)使用所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這是有利的。儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的化學(xué)能完全地自動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能可以因此在過(guò)程中以特別簡(jiǎn)單的方式被獲得。
[0041]被提供的是燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的熱被用來(lái)預(yù)熱生物質(zhì)。由于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱被再次加料到過(guò)程中，因此過(guò)程的效率可以被進(jìn)一步地提高。可替換地，此廢熱還可以被用于加熱目的或其他熱過(guò)程。
[0042]基于示例性實(shí)施方案得到的本發(fā)明的附加特征、優(yōu)點(diǎn)和效果在下文說(shuō)明。在從而被參照的附圖中:
[0043]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于氣化生物質(zhì)的反應(yīng)器的示意圖；
[0044]圖2不出用于從生物質(zhì)廣生廣品氣的裝置的不意圖；
[0045]圖3示出帶有作為過(guò)濾介質(zhì)的生物質(zhì)的細(xì)濾器的表現(xiàn)形式。
[0046]圖1示出用于氣化生物質(zhì)的反應(yīng)器I的示意圖，所述生物質(zhì)特別是指木材。經(jīng)由鎖定裝置6，生物質(zhì)可以通過(guò)位于頂端的楔形閘門(mén)被引入到反應(yīng)器I或加料器槽7中，其中所述加料器槽借助于耐熱的石墨密封繩以氣密的方式被密封，以便能精確地控制反應(yīng)器I中的含氧量。對(duì)于自動(dòng)化的操作而言，楔形閘門(mén)被實(shí)現(xiàn)為帶有位置傳感器，隨時(shí)可以確定滑動(dòng)板的當(dāng)前位置。滑動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)借助于電動(dòng)機(jī)發(fā)生。振動(dòng)裝置8側(cè)面安裝在反應(yīng)器I上，采用所述振動(dòng)裝置8使得附著于加料器槽7的生物質(zhì)可以被脫開(kāi)。有鑒于此，經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)成型管9，振動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以從振動(dòng)裝置8被傳遞到加料器槽7。為了取得最優(yōu)的振動(dòng)效果，振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的傳遞也可能使用其他結(jié)構(gòu)組件來(lái)代替成型管9，例如機(jī)械上較弱或更為剛性的組件。在示例性實(shí)施方案中示出的反應(yīng)器I中，為了從加料器槽7上將附著的生物質(zhì)脫開(kāi)，振動(dòng)裝置8每20分鐘以有規(guī)律的間隔被啟動(dòng)約5秒鐘。在所述振動(dòng)間隔和較長(zhǎng)的振動(dòng)間隔中選擇較長(zhǎng)的間隔同樣是可能的，為這些間隔選擇較短的時(shí)間也是可能的。經(jīng)由傳感器調(diào)節(jié)振動(dòng)裝置8也是可能的，傳感器檢測(cè)附著的生物質(zhì)的體積或重量，并且以適合于其的方式來(lái)啟動(dòng)振動(dòng)裝置8?？商鎿Q地，借助于另外的機(jī)械方法來(lái)將附著的生物質(zhì)脫開(kāi)也是可能的，例如，舉例來(lái)說(shuō)，使用固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)的直接或間接沖擊。
[0047]加料器槽7由第一包覆體23形成，其中生物質(zhì)在操作過(guò)程中借助于重力從上部區(qū)10中的第一端移動(dòng)到頸縮部17。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，生物質(zhì)中發(fā)生化學(xué)過(guò)程。由于化學(xué)過(guò)程和從而產(chǎn)生的化學(xué)成分，第一包覆體23，至少是在較低區(qū)12，由奧氏體鉻-鎳-鑰鋼制成?？商鎿Q地，其他耐熱和耐酸材料也可以被用于此。第一包覆體23，在上部區(qū)10和中間區(qū)11為圓筒形的，從而被與其同心地設(shè)置的第二包覆體24包住。該第二包覆體24也被與其同心地設(shè)置的第三包覆體25包住。在第三包覆體25外側(cè)上，安置有由絕熱材料構(gòu)成的隔層26，隔層使從氧化空氣到環(huán)境的熱傳遞最小化。第一包覆體23、第二包覆體24和第三包覆體25，優(yōu)選地由鋼構(gòu)成，實(shí)質(zhì)上是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的；第二包覆體24和第三包覆體25實(shí)質(zhì)上是以一致的圓筒形的方式實(shí)現(xiàn)的。在加料器槽7的較低區(qū)12和最低區(qū)14，第一包覆體23部分地以圓筒形實(shí)現(xiàn)的，其中在圓錐軸和錐形外殼之間的角度為約40°。從而，錐形的實(shí)施方案被圓柱形實(shí)現(xiàn)的爐火區(qū)域13中斷并且在頸縮部17結(jié)束，在操作過(guò)程中，生物質(zhì)可以在頸縮部17離開(kāi)加料器槽7到灰床。爐火區(qū)域橫截面與加料器槽橫截面的收縮比率為約1:1.9，其中所述收縮比率是用加料器槽7在圓筒的上部區(qū)10的橫截面形成的。該收縮比率和角度取決于生物質(zhì)的組成并且取決于應(yīng)用也可以更小或更大。因此，對(duì)于軟質(zhì)木材作為主要成分的生物質(zhì),收縮比率為約1: 1.8，而對(duì)`于硬質(zhì)木材作為主要成分的生物質(zhì),收縮比率為約1:2。然而，取決于所使用的生物質(zhì)或所使用的木材的類(lèi)型，這可以增大或減小。因此，取決于應(yīng)用，1:4到1:1.1的收縮比率是可能的。
[0048]在加料器槽7的較低區(qū)12中，圍繞加料器槽7安置氧化空氣環(huán)15，氧化空氣環(huán)15經(jīng)由伸縮接頭被連接到中間區(qū)，伸縮接頭可以補(bǔ)償熱膨脹。從氧化空氣環(huán)15，在一個(gè)平面上,氧化空氣噴嘴16伸入到爐火區(qū)域13中。在示例性實(shí)施方案中，氧化空氣噴嘴16的數(shù)量被選擇，以至于遍于爐火區(qū)域13的周邊在圓周方向保留氧化空氣噴嘴16的中心點(diǎn)之間的約10到12cm的距離。從而，氧化空氣噴嘴16的橫截面被選擇，以至于所有橫截面的總和相當(dāng)于頸縮部橫截面的約4%。然而,采用其他橫截面比率,例如1%到20%，或采用其他氧化空氣噴嘴16之間的距離，例如I到30cm，運(yùn)行也可發(fā)生，至少以被限制的方式發(fā)生。頸縮部橫截面是加料器槽7的最小橫截面，經(jīng)由頸縮部橫截面生物質(zhì)離開(kāi)加料器槽7到灰床。
[0049]灰床位于頸縮部17的下面，生物質(zhì)經(jīng)過(guò)反應(yīng)器I后落到灰床上。從而，灰床包括旋轉(zhuǎn)架18，旋轉(zhuǎn)架18經(jīng)由驅(qū)動(dòng)聯(lián)接裝置連接到馬達(dá)(優(yōu)選線性馬達(dá)20)并且可以被所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。從旋轉(zhuǎn)架18到位于反應(yīng)器I外的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)聯(lián)接裝置的氣密性的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)密封箱獲得的，密封箱被耐熱的石墨密封繩密封。
[0050]在旋轉(zhuǎn)架18上安置攪拌棒19，采用攪拌棒19使得附著于旋轉(zhuǎn)架18的生物質(zhì)可以被脫開(kāi)。附著的生物質(zhì)阻礙灰塵移動(dòng)到安置在旋轉(zhuǎn)架18下面的灰倉(cāng)21，并且通過(guò)在旋轉(zhuǎn)架18增加的壓力損失限制產(chǎn)品氣順暢流出。采用壓差測(cè)量，攪拌棒19被啟動(dòng)和生物質(zhì)從旋轉(zhuǎn)架18被脫開(kāi)的最佳時(shí)間點(diǎn)被確定。因此，反應(yīng)器I的運(yùn)行被持續(xù)地監(jiān)控。
[0051]在操作過(guò)程中，產(chǎn)品氣從頸縮部17向上流動(dòng)，自反應(yīng)器I離開(kāi)到在第一包覆體23和第二包覆體24之間的空間中。在第二包覆體24和第三包覆體25之間的空間中，氧化空氣從氧化空氣輸入部43流動(dòng)到氧化空氣環(huán)15。生物質(zhì)位于加料器槽7中，生物質(zhì)通過(guò)楔形閘門(mén)被引入到加料器槽7，并且從頂?shù)降捉?jīng)過(guò)所述加料器槽。從而，產(chǎn)品氣經(jīng)由第一包覆體23放出熱給位于加料器槽7中的生物質(zhì)并且經(jīng)由第二包覆體24放出熱給氧化空氣。由于振動(dòng)裝置8每過(guò)20分鐘被啟動(dòng)5秒，附著于加料器槽7的生物質(zhì)被脫開(kāi)。生物質(zhì)在加料器槽7的上部區(qū)10中被產(chǎn)品氣的熱干燥和預(yù)熱。在中間區(qū)11中，熱解開(kāi)始，其中，除了其他事物之外，有機(jī)酸(比如醋酸)、甲醇和焦油在熱分解過(guò)程中產(chǎn)生。另外，在該中間區(qū)11中，可能包含在生物質(zhì)中的半纖維素在200°C到300°C的溫度下分解。隨著進(jìn)一步地加熱，包含在生物質(zhì)中的纖維素在325°C到375°C之間裂解，并且產(chǎn)生二氧化碳、甲烷和有機(jī)酸，特別是乙酸。隨著溫度進(jìn)一步升高到375°C以上，木質(zhì)素分裂成較小的化合物。另外，碳?xì)浠衔锖徒褂驮谠撝虚g區(qū)11產(chǎn)生。在加料器槽7的較低區(qū)12中，生物質(zhì)的氧化開(kāi)始。要求恒定的流率和高壓以便確保最優(yōu)的氧化過(guò)程，所述恒定的流率和高壓在該區(qū)經(jīng)由加料器槽7的錐形實(shí)施方案由于生物質(zhì)下降的固體體積被獲得。在爐火區(qū)域13中，氧化空氣經(jīng)由氧化空氣噴嘴16被加料到生物質(zhì)，并且亞化學(xué)計(jì)量的碳和氫燃燒，伴隨以能量輸出。從而，溫度約為650°C到850°C，其中生成二氧化碳、水和甲烷。溫度范圍可以經(jīng)由被加料的氧化空氣的量和氧化空氣進(jìn)入的 速率以特別有利的方式被控制。在爐火區(qū)域13以下，化學(xué)還原在加料器槽7的最低區(qū)14發(fā)生。在這，除了別的事物之外，通過(guò)碳的氣化能夠產(chǎn)生可燃?xì)怏w。在該最低區(qū)14中，在氧化過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)品，比如二氧化碳和水，在熱的位置被還原，其中一氧化碳、氫氣和更高級(jí)的碳?xì)浠衔锉划a(chǎn)生。由于反應(yīng)器I在該最低區(qū)14中的特別的實(shí)施方案，在這里可以獲得1220°C和1470°C之間的理想溫度，特別地同樣地在收縮區(qū)17中，那里的溫度接近生物質(zhì)的灰熔點(diǎn)。在1000°C到1600°C的溫度范圍內(nèi)，有限的運(yùn)行也是可能的。貫穿加料器槽7在最低區(qū)14中的錐形實(shí)施方案，可以獲得恒定的溫度，特別是在收縮區(qū)17中，橫跨生物質(zhì)的體積的大部分，在這種溫度下長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔?焦油)的裂解被保證并且焦油的積聚，特別是在管道中，因此被最小化。由于溫度接近生物質(zhì)的灰熔點(diǎn)，在運(yùn)行過(guò)程中生物質(zhì)附著于旋轉(zhuǎn)架18，生物質(zhì)通過(guò)攪拌棒19被脫開(kāi)。為了在還原區(qū)產(chǎn)生最優(yōu)的化學(xué)反應(yīng)結(jié)果，由于對(duì)攪拌間隔或者攪拌間隔間的停頓的正確選擇是相關(guān)的，攪拌棒19被精確地啟動(dòng)到將附著的生物質(zhì)脫開(kāi)所必需的程度。出于這個(gè)目的，旋轉(zhuǎn)架18前后的壓力差被測(cè)量，并且這些數(shù)值被用于調(diào)節(jié)攪拌棒19。借助于旋轉(zhuǎn)架18的運(yùn)動(dòng)，灰塵以特別有利的方式被移動(dòng)到灰倉(cāng)21中，借助于灰塵傳送機(jī)22，所述灰塵被自動(dòng)地從灰倉(cāng)21運(yùn)輸?shù)交覊m儲(chǔ)存容器42中。在這過(guò)程中，其結(jié)果產(chǎn)生每千克加料的生物質(zhì)高至2標(biāo)準(zhǔn)立方米的產(chǎn)品氣的氣體產(chǎn)率。
[0052]圖2示出裝置2，用于從生物質(zhì)產(chǎn)生產(chǎn)品氣的反應(yīng)器I嵌在裝置2中。從而，生物質(zhì)可以從燃料儲(chǔ)存器3借助于傳送機(jī)部件4經(jīng)由生物質(zhì)干燥器5被運(yùn)輸?shù)椒磻?yīng)器I中。反應(yīng)器I的氣體出口被連接到氣旋分離器27，其中產(chǎn)品氣被清除掉灰塵和飛灰。從而，提供三個(gè)并行的氣旋分離器27，所述氣旋分離器27可以被氣體以均勻的和并行的方式流動(dòng)通過(guò)。在氣旋分離器27中，產(chǎn)品氣可以在環(huán)路中以非常高的速度被引導(dǎo)，以致由于離心力塵和灰可以被徑向向外推，所述塵和灰可以從環(huán)路被向下移動(dòng)到氣旋分離器灰箱28中。
[0053]氣旋分離器27下游是細(xì)濾器29，在細(xì)濾器29中產(chǎn)品氣借助于木片和刨花被凈化。在該細(xì)濾器29中木片作為過(guò)濾材料的特別的優(yōu)點(diǎn)是，一旦木片被污染物飽和，木片可以被加料到燃料儲(chǔ)存器空間并且因此被直接地再利用。通過(guò)這種方式，沒(méi)有任何過(guò)濾廢物產(chǎn)生。優(yōu)選地，細(xì)濾器29被這樣實(shí)現(xiàn)，在操作過(guò)程中所述細(xì)濾器可以被產(chǎn)品氣從底到頂流動(dòng)通過(guò)，其中污物和焦油可以聚集到木片上?？梢蕴峁毫鞲衅?，經(jīng)由壓力傳感器可以確定清空該過(guò)濾器的最佳時(shí)間點(diǎn)?？商鎿Q地，純粹基于時(shí)間的對(duì)過(guò)濾器的清空也是可能的。
[0054]故細(xì)濾器29的氣體出口被連接到四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，或者，一般地，被連接到燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)30，燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)30驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)31并且因此可以將氣體的能量轉(zhuǎn)化為電能?？商鎿Q地，使用可以將產(chǎn)品氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并后續(xù)地轉(zhuǎn)化為電能的燃?xì)廨啓C(jī)或者其他機(jī)器也是可能的。氣體發(fā)動(dòng)機(jī)下游是廢熱交換器32，廢熱交換器32使得氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱可用于預(yù)熱生物質(zhì)，以及用于可能的加熱應(yīng)用。在圖2中，生物質(zhì)預(yù)熱線路33也可以被辨認(rèn)，來(lái)自生物質(zhì)預(yù)熱線路33的產(chǎn)品氣的至少一部分余熱可以被用于在生物質(zhì)干燥器5中預(yù)熱生物質(zhì)。還提供用于廢熱的中間儲(chǔ)存的蓄熱器34。
[0055]用于凈化從生物質(zhì)獲得的產(chǎn)品氣和進(jìn)一步處理為電能的方法采用裝置2運(yùn)行，以至于來(lái)自燃料儲(chǔ)存器3的生物質(zhì)借助于傳送機(jī)部件4經(jīng)由鎖定裝置6被加料到加料器槽7。在如上描述的反應(yīng)器I中生物質(zhì)被后續(xù)地氣化以形成產(chǎn)品氣。在離開(kāi)反應(yīng)器I后，產(chǎn)品氣在氣旋分離器27和細(xì)濾器29中被凈化之后被引導(dǎo)到燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)中。在那，氣體的化學(xué)能被轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能在發(fā)電機(jī)31中被后續(xù)地轉(zhuǎn)化為電能。從而，在產(chǎn)品氣的燃燒過(guò)程中，氣體發(fā)動(dòng)機(jī)被調(diào)節(jié)為空·氣比λ等于1.15。因此獲得廢氣中特別有利的污染物水平。燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)30的廢熱經(jīng)由廢熱交換器32被放出到傳熱介質(zhì)，并且部分地出于加熱的目的中間儲(chǔ)存在蓄熱器34中，而部分地在進(jìn)入反應(yīng)器I之前經(jīng)由生物質(zhì)預(yù)熱線路33被用來(lái)在生物質(zhì)干燥器5中干燥生物質(zhì)。在該方法中，避免高維護(hù)和清理成本在于加料器槽7通過(guò)振動(dòng)有規(guī)律地清除附著的生物質(zhì)，并且加料器槽7通過(guò)采用攪拌棒19的有規(guī)律的攪拌而清除團(tuán)塊，以及，在于細(xì)濾器29中污染的木片可以通過(guò)返回到燃料儲(chǔ)存器3以特別有利的方式被再利用。
[0056]圖3示出細(xì)濾器29的表現(xiàn)形式，其中生物質(zhì)被用作過(guò)濾材料。從而產(chǎn)品氣可以經(jīng)由產(chǎn)品氣進(jìn)口 35在較低端進(jìn)入細(xì)濾器29。從而過(guò)濾介質(zhì)被分布到有孔基部37的四個(gè)層38，39，40，41上，產(chǎn)品氣可以流動(dòng)通過(guò)該有孔基部。從而有孔基部37優(yōu)選地用具有多個(gè)孔的金屬板實(shí)現(xiàn)；然而，不同類(lèi)型的多孔基部也可以被選擇，所述不同類(lèi)型的多孔基部?jī)?yōu)選地以耐熱的方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，可替換地，使用只有單一層或者使用多于四個(gè)層也是可能的。在操作過(guò)程中，產(chǎn)品氣從底到頂串行地通過(guò)單個(gè)層面從而流動(dòng)通過(guò)細(xì)濾器29，直到處于已凈化的狀態(tài)的產(chǎn)品氣在產(chǎn)品氣出口 36離開(kāi)細(xì)濾器29。在流動(dòng)通過(guò)各個(gè)單個(gè)層的過(guò)程中，位于產(chǎn)品氣中的顆粒，特別是焦油、灰塵和污染物，大部分被積聚在過(guò)濾材料上。從而，層38的過(guò)濾介質(zhì)由20%的木片和80%的刨花構(gòu)成，層39的過(guò)濾介質(zhì)由30%的木片和70%的刨花構(gòu)成,層40的過(guò)濾介質(zhì)由50%的木片和50%的刨花構(gòu)成，以及層41的過(guò)濾介質(zhì)由70%的木片和30%的刨花構(gòu)成。木片和刨花優(yōu)選地由云杉木制成；然而，使用其他類(lèi)型的生物質(zhì)也是可以想到的，其中過(guò)濾性能取決于所使用的生物質(zhì)。使用生物質(zhì)作為過(guò)濾介質(zhì)的特別的優(yōu)點(diǎn)在于，在細(xì)濾器29中被污染之后，生物質(zhì)可以被加料到燃料儲(chǔ)存器3并且可以因此以最簡(jiǎn)單的方式被再利用。由于污染而更換過(guò)濾介質(zhì)的最佳時(shí)間點(diǎn)可以經(jīng)由測(cè)量壓力差被確定，其中壓力損失經(jīng)由細(xì)濾器29被測(cè)量。可替換地，純粹基于時(shí)間的過(guò)濾介質(zhì)更換也是可能的。如果過(guò)濾介質(zhì)基于時(shí)間被更換，推薦`在約100運(yùn)行小時(shí)后更換。
【權(quán)利要求】
1.一種用于氣化生物質(zhì)的反應(yīng)器(I)，所述生物質(zhì)特別地是指木材，所述反應(yīng)器(I)包括加料器槽(7)以及安置于所述加料器槽(7)之下的灰床，其特征在于，提供一裝置，采用所述裝置使得附著于所述加料器槽(7)的生物質(zhì)能夠被脫開(kāi)，和/或提供一熱交換器，采用所述熱交換器使得從所述生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣放出熱給所述加料器槽(7)中被后續(xù)傳送的生物質(zhì)并且放出熱給氧化空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器(I)，其特征在于，提供一多重包覆體，采用所述多重包覆體使得所述產(chǎn)品氣的熱能夠被傳遞到所述氧化空氣和后續(xù)傳送的生物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器(1)，其特征在于，提供一振動(dòng)裝置(8)，采用所述振動(dòng)裝置(8)使得所述加料器槽(7)能夠以振動(dòng)方式被移動(dòng)，以致附著的生物質(zhì)能夠從所述加料器槽(7)被脫開(kāi)。
4.如權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的反應(yīng)器(I)，其特征在于，提供一楔形閘門(mén)，采用所述楔形閘門(mén)使得所述生物質(zhì)能夠被加料到所述加料器槽(J)。
5.如權(quán)利要求1至4中的一項(xiàng)所述的反應(yīng)器(1)，其特征在于，提供一密封的加料器裝置，采用所述密封的加料器裝置使得所述生物質(zhì)能夠在不存在氧的情況下被加料到所述加料器槽(7)。
6.如權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的反應(yīng)器(I)，其特征在于，所述加料器槽(7)在較低區(qū)(12)以錐形地逐漸變小的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別地，具有1.2到10的加料器槽橫截面與爐火區(qū)域橫截面的比值，所述比值優(yōu)選地為1.4到3，特別優(yōu)選地為約1.9。
7.如權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的反應(yīng)器(I)，其特征在于，一氧化空氣輸入部(43)經(jīng)由一中間區(qū)和一氧化空氣環(huán)(15)被連接到氧化空氣噴嘴(16)，所述噴嘴(16)通向一爐火區(qū)域(13)。
8.如權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所述的反應(yīng)器(I)，其特征在于，在所述灰床上提供一具有至少一個(gè)攪拌棒的旋轉(zhuǎn)架(18)，采用所述旋轉(zhuǎn)架(18)使得生物質(zhì)塊能夠被脫開(kāi)。
9.如權(quán)利要求8所述的反應(yīng)器(I)，其特征在于，提供傳感器，采用所述傳感器使得所述灰床前后的壓力能夠被測(cè)量，以便利用測(cè)量中得到的數(shù)據(jù)來(lái)控制和/或調(diào)節(jié)所述攪拌棒(19)。
10.一種用于從生物質(zhì)產(chǎn)生產(chǎn)品氣的裝置(2)，所述裝置(2)包括針對(duì)所述生物質(zhì)的一燃料儲(chǔ)存器(3)，用來(lái)氣化所述生物質(zhì)的一反應(yīng)器(1)，至少一個(gè)用來(lái)將所述生物質(zhì)從所述燃料儲(chǔ)存器(3)輸送到所述反應(yīng)器(I)中的傳送機(jī)部件(4)，以及至少一個(gè)用來(lái)凈化從所述生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣的過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器(I)是根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置(2)，其特征在于，至少一個(gè)氣旋分離器(27)被安置在所述反應(yīng)器(I)的下游。
12.如權(quán)利要求10或11所述的裝置(2)，其特征在于，至少一個(gè)細(xì)濾器(29)在所述反應(yīng)器(I)的下游，所述細(xì)濾器(29)包含作為過(guò)濾介質(zhì)的生物質(zhì)。
13.如權(quán)利要求10至12中的一項(xiàng)所述的裝置(2)，其特征在于，提供一燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(30)，所述產(chǎn)品氣能夠被引導(dǎo)至所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(30)中，并且其特征在于，所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(30)被稱合于一用來(lái)產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)(31)。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置(2)，其特征在于，提供一廢熱交換器(32)，采用所述廢熱交換器(32)使得所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(30)的廢氣中的熱能夠被傳遞到所述生物質(zhì)以預(yù)熱所述生物質(zhì)。
15.一種用于凈化從生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣的細(xì)濾器(29)，其特征在于，所述過(guò)濾介質(zhì)包含生物質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的細(xì)濾器(29)在凈化從生物質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)品氣，特別地在分離焦油中的應(yīng)用。
17.一種用于在反應(yīng)器(I)中氣化生物質(zhì)以形成產(chǎn)品氣的方法，所述反應(yīng)器(I)特別地為如權(quán)利要求1至9中的一項(xiàng)所述的反應(yīng)器(1)，其特征在于，附著于所述加料器槽(7)的生物質(zhì)能夠被脫開(kāi)，和/或，其特征在于，通過(guò)所述產(chǎn)品氣，熱被放出給生物質(zhì)和氧化空氣。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，一振動(dòng)裝置(8)以確定的間隔被啟動(dòng)少于5分鐘的持續(xù)時(shí)間，優(yōu)選地少于I分鐘的持續(xù)時(shí)間，特別優(yōu)選地為約5秒的持續(xù)時(shí)間，所述確定的間隔優(yōu)選地為10至30分鐘的間隔，特別地為15至25分鐘的間隔，優(yōu)選地為約20分鐘的間隔，以便脫開(kāi)附著于所述加料器槽(7)的生物質(zhì)。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，在所述加料器槽(7)的一較低區(qū)(12)中的所述生物質(zhì)的流率通過(guò)所述加料器槽(7)的該區(qū)中的一錐形實(shí)施方案被保持為大致恒定。
20.如權(quán)利要求17至19中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述加料器槽(7)的一最低區(qū)(14)，特別是在一頸縮區(qū)(17)，超過(guò)50%，特別是超過(guò)70%，優(yōu)選地超過(guò)90%的所述生物質(zhì)的溫度在1000°C和1600°C之間，特別地在1200°C和1500°C之間，優(yōu)選地在1220°C和1470°C之間。
21.如權(quán)利要求17至20中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，灰床上方的壓力損失持續(xù)地被測(cè)量，并且當(dāng)超過(guò)一預(yù)先設(shè)定的極限值時(shí)，所述灰床中的攪拌裝置被啟動(dòng)。
22.如權(quán)利要求17至21中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述氧化空氣經(jīng)由一氧化空氣環(huán)(15)從中間的包覆體流動(dòng)到在所述加料器槽(7)的一較低區(qū)(12)的空氣噴嘴，在所述較低區(qū)(12)中導(dǎo)致生物質(zhì)的氧化。
23.如權(quán)利要求 17至22中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，一產(chǎn)品氣被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(30)，并且用來(lái)產(chǎn)生電能的一發(fā)電機(jī)(31)被所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(30)的廢氣的熱被用來(lái)預(yù)熱所述生物質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F23H9/00GK103797095SQ201280045157
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月14日
【發(fā)明者】F·克雷默 申請(qǐng)人:瑞普可再生能源產(chǎn)品有限責(zé)任公司