專利名稱：氣化裝置和氣化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種用于從固體中產(chǎn)生可燃的氣體的氣化裝置，包括
-氣化區(qū)，固體能夠經(jīng)由填入口填充到所述氣化區(qū)中，
-氧化區(qū)，用于氧化所產(chǎn)生的氣體，所述氧化區(qū)與氣化區(qū)連接以將在氣化區(qū)中產(chǎn)生的氣體導向到氧化區(qū)中。本發(fā)明的另一方面是ー種用于從固體中產(chǎn)生可燃的氣體的氣化方法。
背景技術(shù)：
上述類型的氣化裝置或者氣化器或者氣體發(fā)生器和氣化方法用干，以便以受控制 的方法將尤其成球団的如有機的或者無機的、含碳的材料、尤其是木材、植物或者植物殘余物的固體材料盡可能完全地氣化，以便由此產(chǎn)生有點燃能力的、尤其可燃燒的氣體。典型地，所述如此產(chǎn)生的氣體在氣化之后的過程中燃燒，以便由此做功并且例如運行發(fā)電機。從EP 1865046A1中已知氣化器和氣化方法，所述氣化方法在井狀氣化器中以三階段的過程通過氣化固體、部分氧化和氣體的熱裂解和還原來產(chǎn)生具有點燃能力的氣體。所述專利申請的公開內(nèi)容通過引用完全地并入到公開申請EP 1865046A1中。在所述專利申請中公開的現(xiàn)有技術(shù)的缺點是，通常僅不完全地實現(xiàn)氣化，并且固體中的能量由此沒有完全地充分利用。這種預先已知的方法或者氣化器的其他缺點在于，氣化器在正常的運行中傾向于污染并且由此需要相對短的維護間隔用于其有規(guī)律地清潔。從DE 1037051, DE 19846805和DE 10258640中已知其他的氣化方法和氣化器，其用于，將固體氣化成有點燃能力的氣體。所述預先已知的方法也具有下述缺點，所述方法沒有完全地以可燃燒氣體的形式充分利用保持在固體中的能量，因為氣化過程在其中沒有以最佳的方式運行，并且需要以短的時間間隔來有規(guī)律地進行維護，以便確保氣化器的功能性或者氣化方法的有效性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提從一種氣化器或者氣化方法，所述氣化方法實現(xiàn)固體的有效的氣化。本發(fā)明目的是，相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，在保持效率相同的情況下延長在正常使用氣化裝置的情況下的兩個必需的維護間隔之間的時間間隔，或者在提高效率的情況下至少保持、優(yōu)選延長該時間間隔。所述目的根據(jù)本發(fā)明通過如下方式實現(xiàn)，S卩，將氣化區(qū)劃分成多個彼此相鄰的氣化段，存在溫度測量單元，所述溫度測量單元構(gòu)造成用于測量分別存在于每個氣化段中的溫度，并且溫度測量單元以信號技術(shù)的方式與控制單元耦聯(lián)，所述控制単元與空氣輸送裝置以信號技術(shù)的方式耦聯(lián)，所述空氣輸送裝置構(gòu)造成，以便單獨地將空氣輸送給每個氣化段，其中每時間単位分別輸送給每個氣化段的空氣量取決于在其中測量的溫度。借助根據(jù)本發(fā)明的氣化裝置，提供氣化區(qū)，所述氣化區(qū)在溫度引導和空氣輸送方面功能性地劃分成至少兩個、優(yōu)選多于兩個的氣化段。例如能夠如下實現(xiàn)功能上的劃分，其方式在于，氣化段盡管沒有通過結(jié)構(gòu)元件彼此分離，但代替于此地，針對每個氣化段提供單獨的空氣輸送，并且氣化段基本上或者至少以對于溫度引導而言決定性的份額從為所述氣化段提供的空氣輸送中來供應空氣。因此，可以提供盡管整體上關(guān)聯(lián)但是不在結(jié)構(gòu)上劃分的氣化區(qū)，但是所述氣化區(qū)由于單獨的空氣輸送而近似虛擬地在功能上劃分成限定的氣化段。附加地，氣化區(qū)也能夠通過例如分離壁或者諸如此類的分離元件來劃分，使得固體和氣體從一個氣化段中轉(zhuǎn)移到另ー氣化段中不是直接可能的，尤其不在直通的路徑上進行轉(zhuǎn)移，使得氣化過程在每個氣化段中作為盡可能隔離的過程來進行。根據(jù)本發(fā)明，在每個氣化段中檢測在那里存在的溫度。為此，存在相應的溫度測量裝置，該溫度測量裝置例如借助于唯一的溫度儀器在彼此相繼的測量循環(huán)中測量各個氣化段的溫度，或者所述溫度測量儀器包括多個測量設備并且溫度測量設備分別配設給氣化 段。溫度測量裝置以信號技術(shù)的方式與控制單元耦聯(lián)，所述控制単元用于將在每個氣化段中的溫度在對于氣化最佳的范圍內(nèi)進行調(diào)整。要理解的是，控制裝置能夠在調(diào)節(jié)循環(huán)中尤其調(diào)節(jié)閉環(huán)調(diào)節(jié)過程?？刂蒲b置還以信號技術(shù)的方式與空氣輸送単元耦聯(lián)，所述空氣輸送單元構(gòu)造成將空氣輸送給每個氣化段。在此，能夠?qū)τ诖嬖谟谠摎饣沃械臈l件理想的空氣量輸送給每個氣化段或者在特定的情況下不輸送空氣。原則上，對于在氣化段中存在過低的溫度、即存在低于理想的エ藝溫度的溫度的情況下，設有通過空氣輸送裝置進行的空氣輸送或者加強的空氣輸送，并且在相反的情況下，也就是說在氣化段中存在過高的、位于理想エ藝溫度之上的溫度的情況下，降低到所述氣化段的空氣輸送。根據(jù)本發(fā)明，代替溫度測量單元也能夠使用其他的檢測裝置，所述檢測裝置允許直接地或者間接地推斷出在每個段中的氣化過程的效率，例如用于確定熱解氣體或者其一部分的組成的分析裝置。借助根據(jù)本發(fā)明的深造的氣化裝置，實現(xiàn)在大的氣化區(qū)中氣化固體，而沒有在此出現(xiàn)下述缺點通過取決于局部的效果，例如在氣化區(qū)的區(qū)域中收集尤其大并且濃密量的固體或者不適宜地將空氣輸送到氣化區(qū)的區(qū)域中而不適宜地進行氣化。根據(jù)本發(fā)明，這通過如下方式實現(xiàn)，即將氣化區(qū)劃分成至少兩個、優(yōu)選更多個段、例如四個分別在90°的周向部段之上延伸的氣化區(qū)和根據(jù)其中存在的溫度和所述溫度的調(diào)節(jié)或者控制通過在每個氣化段中的空氣輸送來単獨地控制或者調(diào)節(jié)氣化。原則上，能夠?qū)饣尉鶆虻鼗蛘卟痪鶆虻卦诃h(huán)周之上進行劃分，并且設有兩個、三個、四個、五個或者更多個段。借助于第一優(yōu)選實施形式提出，氧化區(qū)關(guān)于其橫截面而至少部分地、優(yōu)選完全地被氣化區(qū)所包圍。根據(jù)所述實施形式，通過將所述氧化區(qū)關(guān)于穿過氣化裝置的橫截面而至少在一區(qū)域中、但是優(yōu)選完全地被氣化區(qū)包圍，而將氧化區(qū)中央地設置在氣化裝置之內(nèi)。由此特別的是，環(huán)形的氣化區(qū)圍繞氧化區(qū)構(gòu)成并且因此實現(xiàn)從氣化區(qū)到氧化區(qū)的有效的熱傳遞并且反之亦然。在此要理解的是，一方面通過將熱解氣體從氣化區(qū)中輸送到氧化區(qū)中而發(fā)生對流的熱運輸，但是此外由于借助氣化區(qū)包圍氧化區(qū)，也能夠通過直接的熱傳導進行熱運輸。特別地，能夠?qū)崿F(xiàn)所述實施形式，使得將氣化裝置構(gòu)成為井狀氣化器，并且氧化區(qū)構(gòu)成為中央地設置在井狀氣化器之內(nèi)的氧化室，所述氧化室由環(huán)形的氣化區(qū)包圍。此外優(yōu)選的是，通過空氣輸送管對開始或者之前闡明的結(jié)構(gòu)方式的氣化裝置進行改造，所述空氣輸送管在其第一端部處與氧化區(qū)連接，尤其伸入到氧化區(qū)中，并且借助其另一端部與用于含氧空氣的源連接。所述改造方案不僅能夠結(jié)合之前闡明的、劃分成多個相鄰的氣化段的氣化區(qū)和與此形成連接的溫度測量單元、控制單元和空氣輸送單元實施，或者是還獨立的并且沒有如此劃分的氣化區(qū)、溫度測量單元、控制單元和/或空氣輸送裝置。通過空氣輸送管能夠?qū)⒖諝庖杂行У姆绞捷斔徒o氧化區(qū)，以便實施或強行實施熱解氣體在那里的氧化。在此，空氣輸送管優(yōu)選從氣化裝置的上部端部出發(fā)沿著縱向方向、尤其沿著氣化裝置的中軸線向下朝向氧化區(qū)域延伸。在此還優(yōu)選的是，空氣輸送管至少局部地設置在包封管中并且在空氣輸送管和包封管之間構(gòu)成環(huán)形空間，所述包封管在其第一端部與氣化區(qū)連接，并且借助其另一端部與用于含氧空氣的源連接。通過這種包封管實現(xiàn)，除了通過空氣輸送管輸送給氧化區(qū)的空氣之外，還將其中含有氧氣的空氣輸送到其他區(qū)域中、尤其輸送到氣化區(qū)中。所述改進基于下述知識正好當固體應當經(jīng)受有效的氣化時，有利的是，以平衡的并且均勻的方式進行空氣輸送、即避免高的局部流動速度，但是同時提供足夠高的體積流以便實現(xiàn)盡可能完全并且有效的氣化。在此，經(jīng)由多個輸送源和輸送管路引入空氣被證實為是尤其有利的。原則上，需要用于氣化的 空氣從外部輸送給如現(xiàn)有技術(shù)所描述的氣化區(qū)，例如經(jīng)由多個從外部伸入到氣化區(qū)中的空氣進入管或者空氣進入噴嘴。特別地，但是當氣化區(qū)在這種橫截面之上延伸，使得在此橫截面部分同樣應當實現(xiàn)與從外部的所述空氣輸送隔開的、有效的氣化時，有利的是，提供通到所述橫截面區(qū)域的附近的另一空氣輸送。這能夠通過包封管來有效地進行。包封管原則上能夠設置成，使得尤其只要氣化裝置構(gòu)成為井狀氣化器，所述包封管在氣化裝置的內(nèi)部中就沿著并且平行于、優(yōu)選同軸于井狀氣化器的縱軸線延伸。由此，實現(xiàn)將空氣引入到氣化區(qū)的中央?yún)^(qū)域中、尤其引入到氣化區(qū)的直接鄰接于氧化區(qū)的區(qū)域中。在此要理解的是，當將氣化區(qū)劃分成多個氣化段時，將包封管構(gòu)造成使得其具有與氣化段數(shù)量相同的數(shù)量的分離的空氣引導管道，以便將經(jīng)由在包封管和空氣輸送管之間的環(huán)形空間引導的空氣能夠単獨地匹配于在相應的氣化段中的要求。這例如能夠通過徑向延伸的分離壁來實現(xiàn)，通過所述分離壁將環(huán)形空間劃分成多個環(huán)形空間段，并且將這些環(huán)形空間段單獨地用空氣質(zhì)量流加載。在此原則上也能夠理解的是，術(shù)語“空氣”其能夠理解成環(huán)境空氣，但在此也能夠理解成不同于環(huán)境空氣的成分的氣體或氣體混合物，尤其例如包含提高份額的氧氣的氣體混合物或者混合有下述成分的氣體混合物，所述成分作用為催化劑或者包含尤其促進氣化或者促進氧化的成分的或者具有避免在氣化裝置之內(nèi)沉積的成分。所述成分尤其能夠為氣態(tài)成分。但是此外，所述成分也能夠是以液態(tài)的形式例如以氣溶膠形成，或者以固體形式例如以粉末的形式摻合。特別地，輸送的空氣能夠在特定的エ藝環(huán)境下借助水或者水蒸氣來積聚，以便有利地影響熱解或氣化或者氧化或者如下面闡明的還原。根據(jù)開頭或者之前闡明的氣化裝置的另ー優(yōu)選實施形式提出，將氧化區(qū)設置在氧化室中，所述氧化室由ー個或多個壁限界，尤其是相對于氣化區(qū)來限界，并且壁中的至少段、優(yōu)選全部壁關(guān)于氣化區(qū)可移動地引導，尤其可轉(zhuǎn)動地引導。在此要理解的是，所述改造方案能夠與之前闡明的將氣化區(qū)劃分成氣化段和與溫度測量單元以及控制單元和/或空氣輸送単元相結(jié)合來構(gòu)成，或者在沒有所述劃分和単元或者裝置的情況下來構(gòu)成，這就是說，就此而言為開頭闡明的結(jié)構(gòu)方式的氣化裝置的獨立的改造方案。由于根據(jù)所述改造方案的可能性，這些壁至少部分地、但是尤其全部地運動，而實現(xiàn)在安置于氣化裝置中的固體和運動的壁之間的相對運動，由此能夠例如通過來自熱解氣體的沉淀有效地避免黏附在所述壁上的固體層的構(gòu)成。所述自我形成的沉淀或者沉積一方面能夠降低氣化的效率，另ー方面能夠損害或者干擾氣化裝置的所謂功能方式。尤其當氣化裝置構(gòu)成為井狀氣化器時，特別地能夠?qū)⑦\動實施為例如圍繞氣化裝置的縱軸線的旋轉(zhuǎn)運動。然而，也能夠考慮其他的運動形式，例如平移運動。運動形式一方面能夠為在ー個方向上的連續(xù)運動，但是，不同于此在特定的應用中，具有規(guī)律的運動方向換向的來回的、即往復的運動形式也是有利的。在此，只要設有空氣輸送管，就尤其能夠設計，將壁或者壁段與空氣輸送管機械地耦聯(lián)以傳遞尤其是轉(zhuǎn)動的運動，并且優(yōu)選提供執(zhí)行器，所述執(zhí)行器與空氣輸送管耦聯(lián)以引入運動或者轉(zhuǎn)動。通過所述機械的耦聯(lián)實現(xiàn)將運動有效地并且結(jié)構(gòu)上允許地傳遞到ー個或多個壁上，所述壁限定或者限界氧化區(qū)。特別地，經(jīng)由空氣輸送管不僅能夠?qū)崿F(xiàn)例如在構(gòu)成為井狀氣化器的氣化裝置的縱向方向上的平移運動方向或者例如圍繞構(gòu)成為井狀氣化器 的氣化裝置的縱軸線的旋轉(zhuǎn)運動，或者實現(xiàn)由它們組成的運動形式。在此還更優(yōu)選的是在氧化室的一個或多個壁處設置有一個或多個葉片元件，所述葉片元件從壁起延伸到氣化區(qū)中并且構(gòu)造成，以便通過壁或者壁段的運動在氣化區(qū)中引起固體中的運輸運動、搗碎運動或者混合運動，其中所述葉片元件固定在所述壁段處。這種葉片元件引起在固體區(qū)域中混合并且必要時搗碎和/或運輸，其中所述葉片元件例如能夠構(gòu)成為具有或者沒有扭轉(zhuǎn)部的槳、棒、翼的構(gòu)型，其中當所述葉片元件相對于所述固體區(qū)域運動時，所述葉片元件在所述固體區(qū)域中延伸。葉片元件為了該目的能夠設置在ー個平面上或者彼此成梯隊地設置，例如沿著螺旋線設置在限界氧化區(qū)的壁的外面上，并且在此尤其周向地圍繞構(gòu)成為井狀氣化器的氣化裝置的縱軸線來設置。這種葉片元件不僅能夠在固定有葉片元件的壁元件或者ー個/多個壁的平移運動的情況下，而且尤其在固定有葉片元件的壁元件或者ー個/多個壁的旋轉(zhuǎn)運動的情況下有助于在氣化區(qū)的區(qū)域中固體的勻質(zhì)的組成，并且由此實現(xiàn)有效的氣化。還更優(yōu)選的是，通過還原區(qū)改造根據(jù)本發(fā)明的氣化裝置，所述還原區(qū)與氧化區(qū)連接以用于輸入在氧化區(qū)中形成的未處理氣體，并且構(gòu)造成用于還原輸入給所述還原區(qū)的未處理氣體。在還原區(qū)中尤其能夠借助于焦炭從在氧化區(qū)中制備的熱解氣體中產(chǎn)生燃燒氣體，所述焦炭從氣化區(qū)運送到還原區(qū)中并且由脫氣的固體殘余物組成。在此，也還能夠通過焦炭實現(xiàn)在還原區(qū)中過濾固體組分。但是替選于或者附加于此，也能夠提出用于例如借助于燭式過濾器等進行過濾的其他的方法。還更優(yōu)選的是，以如下方式來改造根據(jù)本發(fā)明的氣化裝置，即所述氣化裝置包括將氣化區(qū)和氧化區(qū)設置在井狀氣化器中，所述井狀氣化器具有設置在上部端部處的填充ロ以用于填充要氣化的固體，在所述井狀氣化器中氣化區(qū)設置在填充ロ之下并且氣化區(qū)至少局部地構(gòu)造成環(huán)形并且包圍氧化區(qū)，其中氧化區(qū)優(yōu)選關(guān)于井狀氣化器的橫截面中央地設置，并且ー個或所述空氣輸送管從氧化區(qū)起沿著井狀氣化器的縱軸線延伸并且可轉(zhuǎn)動地安置以將轉(zhuǎn)動傳遞到限界氧化區(qū)的一個壁或限界氧化區(qū)的多個壁上。借助如此改造的氣化裝置來提供井狀氣化器，在所述井狀氣化器中氣化區(qū)和氧化區(qū)設置在彼此相鄰的位置中，使得將氧化區(qū)構(gòu)造為中央的氧化室并且由氣化區(qū)所包圍并且因此與井狀氣化器的用作為殼體的外壁隔開。井狀氣化器尤其能夠是圓柱形的，這就是說，橫截面構(gòu)成為圓形，由此能夠在其中構(gòu)造成通過圓的側(cè)壁限界的、環(huán)形的氣化區(qū)。然而，在其他實施形式中也例如具有矩形的或者正方形的橫截面的井狀氣化器的其他的幾何造型是有利的，在該情況下環(huán)形的氣化區(qū)通過相應構(gòu)成的、相關(guān)聯(lián)的、在井狀氣化器的形成殼體的外壁和限界氧化區(qū)的壁之間的間隙部段限定。在此，原則上能夠理解的是，在井狀氣化器中通過取決于重力的、尤其僅僅通過重力產(chǎn)生的固體輸送由用于新鮮的、未氣化的材料的上部填充口和用于脫氣的材料(焦炭)的下部排出ロ來引起，其中在此，通過如之前描述的葉片元件引起的、固體的在重力方向上或者相反于重力方向的局部混合或者運輸包含在本發(fā)明內(nèi)，并且也理解成固體的取決于重力的通常的運輸。根據(jù)該改造方案的、作為井狀氣化器的實施形式尤其能夠借助之前描述的特征，例如借助于用于將空氣輸送到氣化區(qū)的內(nèi)置的區(qū)域中的空氣輸送管、對此設置的包封管和/或?qū)饣瘏^(qū)劃分成具有相應的溫度測量單元、控制單元和空氣輸送単元的多個氣化段來進行改造。在此要理解的是，構(gòu)成為井狀氣化器尤其適合干，能夠借助在權(quán)利要求I和/或3和/或5的特征部分中限定的改造形式以孤立的方式或者組合的方式來進行改造，并且在 此也能夠提出根據(jù)其他從屬權(quán)利要求的相應的改造形式。在此，在作為井狀氣化器的之前描述的實施形式中尤其優(yōu)選的是設有還原區(qū)，所述還原區(qū)設置在氣化區(qū)之下，并且實現(xiàn)將固體從氣化區(qū)中直接地轉(zhuǎn)移到還原區(qū)中，并且優(yōu)選如此設置氧化區(qū)的部段，使得所述部段將氣化區(qū)在所產(chǎn)生的氣體的流動方向上與還原區(qū)分離。在所述還原區(qū)中能夠如之前闡明那樣由來自氧化區(qū)的熱解的和氧化的或者裂解的未處理氣體中產(chǎn)生燃氣并且在此實現(xiàn)附加的過濾作用。在此還優(yōu)選的是，構(gòu)造用于容納來自氣化區(qū)的熱解的固體的還原區(qū)并且設置成，使得熱解的固體通過重力作用從氣化區(qū)中到達到還原區(qū)中，并且在還原區(qū)的下部端部處設置有可運動的爐柵以用于過篩下落到還原區(qū)中的灰。借助所述改造形式在還原區(qū)中實現(xiàn)尤其有效的還原。此外能夠理解的是，爐柵一方面能夠來回平移或者連續(xù)旋轉(zhuǎn)地運動，以便將小的焦炭部分和灰部分的下落物運輸?shù)轿挥谄湎碌氖抑?，另ー方面爐柵也能夠豎直地運動，以便由此改變還原區(qū)的高度并且能夠適配于エ藝過程或者輸送的固體。根據(jù)本發(fā)明的氣化裝置還能夠通過壓カ測量裝置來改造，所述壓カ測量裝置構(gòu)成用于測量在氣化裝置之內(nèi)產(chǎn)生的氣體的流動路徑的至少一部分上的壓カ差，并且與控制裝置以信號技術(shù)的方式耦聯(lián)，所述控制裝置與用于使爐柵運動的執(zhí)行器以信號技術(shù)的方式耦聯(lián)，所述爐柵在還原區(qū)之內(nèi)使來自的固體散料中的精細部分運動時引出到收集空間中，其中控制裝置構(gòu)造成用于當超過預設的壓カ差時操縱執(zhí)行器，并且優(yōu)選構(gòu)造成當?shù)陀诟偷念A設壓力差時結(jié)束執(zhí)行器操作。借助所述改造方案引起與壓カ相關(guān)地輸出在固體散料之內(nèi)的精細部分，進而實現(xiàn)有效的運行。在此，尤其能夠在從作為新鮮空氣進入到氣化器中的環(huán)境空氣起直至用于來自氣化器中的完成制備的燃氣的排放ロ的整個流動路徑之上測量壓力差。借助所述改造方案實現(xiàn)運行方法，其中在所產(chǎn)生的氣體的流動流經(jīng)的至少一部分之上測量壓力差，并且當測量的壓カ差超過預設值時借助于執(zhí)行器使爐柵運動，以便從還原區(qū)中輸出精細部分，并且當壓カ差低于更小的預設值吋，優(yōu)選結(jié)束爐柵的運動。
要理解的是，所述作為裝置或者方法的實施形式也能夠與將脫氣區(qū)劃分成多個段和相應的分離的空氣輸送裝置和溫度測量裝置和與此相應的方法步驟無關(guān)地實施。本發(fā)明的另一方面是ー種用于從固體中產(chǎn)生可燃的氣體的氣化方法，具有下述步驟
-將固體輸送到氣化區(qū)中，
-借助于熱解或者氣化來氣化在氣化區(qū)中的固體，
-將在氣化區(qū)中產(chǎn)生的熱解氣體輸送到氧化區(qū)中，
-將空氣輸送到所述氧化區(qū)中并且將熱解氣體在亞化學計量的エ藝中借助于在氧化區(qū)中的部分氧化和裂解轉(zhuǎn)化成未處理氣體，
-將未處理氣體從氧化區(qū)中輸送到還原區(qū)中，
-將部分或者完全熱解的固體輸送到還原區(qū)中，
-借助于熱解的固體將在還原區(qū)中的被氧化的熱解氣體還原成燃氣，
所述方法的特征在于，在氣化區(qū)的多個氣化段中進行所述氣化，測量每個氣化段的溫度，并且將與分別在所述氣化段中測量的溫度相關(guān)的體積流中的空氣輸送給每個氣化段。根據(jù)本發(fā)明的氣化方法尤其能夠借助之前闡明的氣化裝置來實施，并且特征在于，通過將所述氣化區(qū)劃分成氣化段形式的各個エ藝室并且在所述氣化段中進行單獨的溫度監(jiān)控和溫度控制或者溫度調(diào)節(jié)來，在氣化區(qū)中進行尤其有效的エ藝控制，由此實現(xiàn)尤其有效的氣化。替選于或者附加于將氣化區(qū)劃分成氣化段，通過將氧化區(qū)設置在室內(nèi)來改造氣化方法，所述室由ー個或多個壁限界，所述壁被運動、尤其是旋轉(zhuǎn)。通過所述運動、尤其通過旋轉(zhuǎn)避免或者至少減少在氧化室的多個壁或一個壁上的堆積的形成。在此還提出，將葉片元件設置在一個或多個運動的壁處，所述葉片元件延伸到氣化區(qū)中并且固體借助于葉片元件被機械地混合地搗碎和/或攪拌。借助于這種葉片元件實現(xiàn)在氣化區(qū)中有效地攪拌固體，并且由此有效地進行氣化。最后，替選于將氣化區(qū)劃分成多個氣化段或者與此組合和替選地或者結(jié)合具有運動的限界壁的氧化區(qū)的構(gòu)造，在根據(jù)本發(fā)明的氣化方法中優(yōu)選地提出，空氣經(jīng)由空氣輸送管輸送給氧化區(qū)，并且空氣經(jīng)由包圍空氣輸送管的包封管輸送給氣化區(qū)，并且氧化區(qū)的一個或多個壁優(yōu)選借助于空氣輸送管而置于旋轉(zhuǎn)。借助于所述改造形式，通過不僅如在現(xiàn)有技術(shù)中提出從外部經(jīng)由氣化裝置的外壁進行空氣輸送，而且附加地從內(nèi)部并且從內(nèi)部進行空氣輸送并且將空氣輸送到氣化區(qū)的內(nèi)置的區(qū)域中，來實現(xiàn)到氣化區(qū)中的尤其有效的空氣輸送。在此，尤其當將氣化區(qū)劃分成多個氣化段時，能夠理解的是，包封管和在包封管和空氣輸送管之間的由此構(gòu)成的環(huán)形空間也能夠劃分成多個環(huán)周段，以便由此能夠?qū)⒖諝庠诟鱾€氣化段中可単獨調(diào)節(jié)地并且彼此獨立地進行輸送，并且環(huán)形空間的各個環(huán)周部段為了該目的連接到単獨調(diào)節(jié)的、相應的空氣輸送裝置處。在該本文中，尤其能夠進行在各個氣化段中的溫度的相應單獨的檢測，并且對到各個氣化段的空氣輸送根據(jù)所述測量值進行控制/調(diào)節(jié)，其中要理解的是，所述單獨的空氣輸送一方面能夠通過從外部將空氣輸送到各個氣化段中來進行，另ー方面能夠通過從內(nèi)部將空氣輸送到氣化段中來進行，或者通過這兩種輸送措施來進行。


下面，通過示例的、非限制性優(yōu)選的實施形式闡明本發(fā)明。附圖示出圖I示出根據(jù)本發(fā)明的氣化裝置的優(yōu)選實施形式的縱截面的側(cè)視圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的氣化裝置的第二實施形式細節(jié)的示意的、部分縱截面的示意側(cè)視圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的氣化裝置的第二實施形式細節(jié)的沿著圖2中的直線A-A的橫截面的示意俯視圖。
具體實施方式

首先參考圖I示出井狀氣化器，其通過具有環(huán)繞的殼壁的基本上圓柱形的殼體10朝向環(huán)境來限界。在上部端部處設置有蓋11并且蓋除了中央穿通孔12之外封閉殼體的上偵U?？諝廨斔凸?0和包圍所述空氣輸送管的包封管30被引導通過穿通ロ 12?？諝廨斔凸?0和包封管30中央地在縱向方向上沿著氣化器的中心縱軸線13延伸。填充ロ 40設置在氣化器的上部區(qū)域中并且用于輸送固體，所述填充ロ能夠借助于蓋41封閉并且從上向下下降的、關(guān)于中心縱向軸線13傾斜地延伸的通道42連接到所述填充ロ處。通道42通到氣化區(qū)50中，固體安放在所述氣化區(qū)中并且經(jīng)受熱解。氣化區(qū)50設置在氣化器的外壁10和中央的氧化室60之間，并且通過圓柱形的壁部61與氧化區(qū)60分離。由此，氣化區(qū)50構(gòu)造成環(huán)形并且在水平的橫截面中全方位地包圍氧化區(qū)60。將具有氧成分的空氣經(jīng)由空氣進入噴嘴71a，C、72a，c吹入到氣化區(qū)50中，所述空氣進入噴嘴沿相對于中心縱軸線13的徑向方向延伸并且以環(huán)繞的排列引入到殼壁10中?？諝廨斔凸?1a，c、72a，c設置在總共兩個平面中，并且在氣化器的環(huán)周上均勻地分布。空氣進入噴嘴71a，c由外部地安置在殼體10處的環(huán)形通道75a，c包圍，經(jīng)由所述環(huán)形通道將空氣環(huán)周地分配到全部空氣進氣噴嘴上?？諝鈴耐獠拷?jīng)由開ロ 76a，c引入到環(huán)形通道75a，c中?？諝膺M入噴嘴72a，c以相同的方式由外部地安置在殼體10處的環(huán)形通道77a，c包圍，空氣能夠經(jīng)由開ロ 78a，c進入到所述環(huán)形通道中，并且經(jīng)由所述環(huán)形通道將空氣環(huán)周地分布到全部空氣進入噴嘴71a，c、72a，c上。在空氣輸入管20和包封管30之間構(gòu)造有環(huán)形空間31，通過所述環(huán)形空間同樣引導空氣，所述空氣經(jīng)由空氣輸送管32由空氣源輸送給環(huán)形空間31?？諝鈴乃霏h(huán)形空間31中進入到總共四個環(huán)周分布的并且以90°彼此偏置的空氣管33、34中，所述空氣管徑向地從環(huán)形空間31起向外部延伸?？諝庠谕獠慷瞬刻帍目諝夤?3、34中逸出，并且向下傾斜地偏轉(zhuǎn)到環(huán)形的氣化區(qū)50中。由此，空氣一方面從外部經(jīng)由空氣進入噴嘴71a，c、72a，c并且另一方面從內(nèi)部經(jīng)由空氣管33、34輸送給氣化區(qū)50，這導致固體在具有空氣的氣化區(qū)50中均勻地散布。在空氣管33、34之上通過錐形的殼體部段62覆蓋氧化區(qū)60，所述殼體部段從上部向斜下方下降，由此單單基于重力而簡化將固體從輸送管道42中輸送到氣化區(qū)50中。借助于裝入到開ロ 51a，c和52a，c中的溫度傳感器測量在氣化區(qū)中的溫度。在氣化區(qū)50中通過熱解而獲取的熱解氣體穿過開ロ 63a_d進入到氧化區(qū)中，所述開ロ在水平平面上環(huán)周地分布在圓柱形的殼壁61上。在氧化區(qū)中，亞化學計量地通過部分地氧化和熱裂解將未處理的氣體在大約1000° C或更高的溫度的情況下轉(zhuǎn)換成短的碳鏈。為此，經(jīng)由氧化區(qū)的空氣輸送管20通過空氣進入通道21將空氣作為氧化劑來輸送，所述空氣從多個環(huán)周地分布在空氣輸送管20的下部端部處的開ロ 22中逸出。在空氣輸送管的下部端部處設置有在端側(cè)的軸向開ロ 23，所述開ロ用于容納上部的溫度傳感器。在氣化區(qū)50中熱解的固體由于重力繼續(xù)向下傾倒，并且通過從外部傾斜向下內(nèi)置的錐形的偏轉(zhuǎn)板運輸?shù)絻?nèi)置的、圓柱形限界的還原區(qū)80中。所述運輸也単獨地通過重力影響來進行。在氧化區(qū)中部分氧化的并且熱裂解的未處理的氣體經(jīng)由排放通道90來排放，所述排放通道被裝入到在氣化器的下部端部處的殼壁10中。単獨地通過置于排放通道90處的負壓來引起在氣化器之內(nèi)的整個氣流引導，借助所述負壓從氣化器中排放出燃燒氣體。在氣化區(qū)中的溫度借助于溫度傳感器來測量，所述溫度傳感器被裝入到開ロ51a，c中?？偣苍O有四個以90°偏移的開ロ 51a_d (開ロ 51b，d位于剖開平面之外并且是 不可見的或者被氧化區(qū)遮蓋)。借助于在開ロ 51a_d中的溫度傳感器能夠單獨地測量在脫氣段中的溫度，如下面根據(jù)圖3來詳細地描述。借助于溫度探測管65能夠借助于溫度探測器測量在氧化區(qū)中的溫度，所述溫度探測管從外部延伸到氧化區(qū)60的與經(jīng)由空氣輸送管20進行的空氣輸送間隔開的下部區(qū)域中。如此測量的溫度為用于在氧化區(qū)中的エ藝溫度的準許的值，并且用作為輸入?yún)?shù)，以便借助于控制裝置控制/調(diào)節(jié)這里為空氣的氧化劑到氧化區(qū)中的輸送。在從氧化區(qū)60到排放管90的路徑上，部分氧化的和熱裂解的未處理氣體穿流過位于爐柵100之上的焦炭，所述焦炭自在氣化區(qū)50中氣化的固體形成，并且向下落。由此，未處理的氣體穿引通過存放在爐柵100上的、完全脫氣的焦炭，并且在此被過濾和被化學還原。因此，最后通過開ロ 90排放的未處理氣體是高質(zhì)量的并且是極其低焦油的。爐柵100借助于輥子101引導，以用于來回平移運動，并且能夠借助于棒102耦聯(lián)到相應的執(zhí)行器處。爐柵的運動引起精細的灰剰余物和灰微粒下落到收集空間103中。根據(jù)壓カ差來控制爐柵運動。從在排放通道處的負壓和環(huán)境壓カ中計算出壓カ差。在超過預設的壓力差吋，執(zhí)行爐柵運動，直到下降到更低的預設值之下。圖2示出第二實施形式的斷面圖。能夠識別通過圓柱形的壁部161限界的氧化區(qū)160。如也在第一實施形式中，氧化區(qū)160在其上部端部處通過錐形的殼體壁162限界，在所述殼體壁中安裝有空氣輸送管120和包圍所述空氣輸送管的包封管130。在該情況下，空氣輸送管和包封管也可轉(zhuǎn)動地安裝并且能夠圍繞氣化器的縱軸線113旋轉(zhuǎn)。由此，將殼壁162和殼壁161圍繞中心縱軸線113旋轉(zhuǎn)地安裝，這防止熱解氣體組分的堆積和在這些壁部上構(gòu)成的層的形成。此外，將多個葉片164a_f固定在圓柱形的殼壁161處。每個葉片164a_f從殼壁161出發(fā)徑向向外延伸，并且因此穿透氣化區(qū)。葉片164a-f彼此豎直成梯隊地沿著螺旋線固定在殼壁161處。在殼體161旋轉(zhuǎn)時，葉片164a-f在氣化區(qū)中借助于設置在其區(qū)域中的固體向上游運輸引起混勻和翻松，并且由此產(chǎn)生所述固體的均勻的并且有效的氣化?？諝膺M入噴嘴171a，C、172a，c設置在下述平面之上，最上部的葉片164a_f位于該平面中并且在那里從外部將空氣運輸?shù)綒饣瘏^(qū)中。附加地，如之前已經(jīng)描述，從內(nèi)部經(jīng)由在包封管130和空氣輸送管120之間的環(huán)形空間輸送空氣。在圖3中示出在氧化室壁部61或62和空氣進入噴嘴171a，c的開ロ的高度上橫貫氣化器的水平橫截面。如從圖3中可見，空氣從環(huán)形通道175a-d中穿過多個徑向地構(gòu)成在殼壁110中的開ロ 171a_d進入到氣化區(qū)150a_d中。環(huán)形通道借助于徑向延伸的分離壁179a_d劃分成四個環(huán)形通道段，所述環(huán)形通道段在周向方向上以90°彼此隔開?？諝饽軌蚍謩e經(jīng)由空氣進入口 176a-d進入到每個環(huán)形通道段175a_d中，并且所述空氣輸送能夠在其量方面針對每個環(huán)形通道段175a_d単獨地進行控制。空氣從環(huán)形通道段175a_d中經(jīng)由分別相應地配設給每個環(huán)形通道段的空氣進入噴嘴171a_d進入到氣化區(qū)中。由此在四個氣化段150a_d中引起氣化區(qū)的在空氣輸送進而 溫度引導方面功能性的分開。在每個氣化段中単獨地測量溫度并且相應地控制或者調(diào)節(jié)空氣輸送。根據(jù)如此測量的溫度借助于控制設備155単獨地經(jīng)由相應的節(jié)流閥調(diào)節(jié)到每個氣化段的空氣輸送。在對于最佳的熱解而溫度過低的情況下，提高空氣輸送，在對于最佳的熱解溫度過高的情況下，對空氣輸送進行節(jié)流。要理解的是，為每個要單獨控制的氣化段設有単獨的溫度測量探測器和要単獨地控制的空氣輸送裝置?？刂?調(diào)節(jié)能夠經(jīng)由單個的或者共同的電子控制/調(diào)節(jié)單元來進行。熱解氣體從氣化段150a_d中經(jīng)由開ロ 163進入到中央的氧化區(qū)160中，并且在那里通過部分氧化和熱裂解來轉(zhuǎn)換。未處理氣體從那里向下進入到還原區(qū)中并且經(jīng)由排放管從氣化器中排放出去。
權(quán)利要求
1.用于從固體中產(chǎn)生可燃氣體的氣化裝置，包括 -氣化區(qū)(50)，所述固體能夠經(jīng)由填入口(40)填充到所述氣化區(qū)中， -氧化區(qū)(60)，用于氧化產(chǎn)生 的氣體，所述氧化區(qū)與所述氣化區(qū)連接以將在所述氣化區(qū)中產(chǎn)生的氣體導向到所述氧化區(qū)中， 其特征在于，所述氣化區(qū)劃分成多個彼此相鄰的氣化段(150a-d)，存在溫度測量單元(51a，c)，所述溫度測量單元構(gòu)造成用于測量分別存在于每個氣化段中的溫度，并且所述溫度測量單元以信號技術(shù)的方式與控制單元(155)耦聯(lián)，所述控制単元與空氣輸送裝置(171a_d，175a_d，176a_d)以信號技術(shù)的方式耦聯(lián)，所述空氣輸送裝置構(gòu)造成用于將空氣單獨地輸送給每個氣化段，其中每時間単位分別輸送給每個氣化段的空氣量取決于在其中測量的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣化裝置，其特征在于，所述氧化區(qū)(60，160)在其橫截面方面至少部分地、優(yōu)選完全地由所述氣化區(qū)(50，150)包圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2或者權(quán)利要求I的前序部分所述的氣化裝置，其特征在于具有空氣輸送管(20 ;120)，所述空氣輸送管在其第一端部處與所述氧化區(qū)連接，尤其伸入到所述氧化區(qū)中，并且借助其另一端部與含氧的空氣源連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣化裝置，其特征在干，所述空氣輸送管道至少局部地設置在包封管(30，130)中，并且在所述空氣輸送管和所述包封管之間構(gòu)造有環(huán)形空間，所述包封管在其第一端部處與所述氣化區(qū)連接并且借助其另一端部與含氧的空氣源連接。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一或者權(quán)利要求I的前序部分所述的氣化裝置，其特征在干，所述氧化區(qū)設置在氧化室中，所述氧化室由ー個或多個壁(61，62 ;161，162)限界，尤其是相對于所述氣化區(qū)限界，并且所述壁中的至少段、優(yōu)選所有壁以能夠相對于所述氣化區(qū)運動、尤其能夠轉(zhuǎn)動的方式引導。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4和權(quán)利要求5所述的氣化裝置，其特征在干，所述壁(61，62)或者壁段與所述空氣輸送管(20 )機械地耦聯(lián)以傳遞運動、尤其傳遞轉(zhuǎn)動并且優(yōu)選提供執(zhí)行器，所述執(zhí)行器與所述空氣輸送管耦聯(lián)，以用于引入所述運動或者所述轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的氣化裝置，其特征在于，在所述氧化室的一個或多個壁處設置有一個或多個葉片元件(164a_d)，所述葉片元件從所述壁出發(fā)延伸到所述氣化區(qū)中并且構(gòu)造成，以便通過所述壁或者所述壁段的運動在所述氣化區(qū)中引起固體中的運輸運動或者混合運動，其中所述葉片元件固定在所述壁或者壁段處。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的氣化裝置，其特征在于具有還原區(qū)，所述還原區(qū)與所述氧化區(qū)連接以輸入在所述氧化區(qū)中形成的未處理氣體，并且構(gòu)造成用于還原輸入給所述還原區(qū)的未處理氣體。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的氣化裝置，其特征在于所述氣化區(qū)和所述氧化區(qū)設置在井狀氣化器中，所述井狀氣化器具有設置在上部端部處的填充ロ以用于填充要氣化的所述固體，在所述井狀氣化器中氣化區(qū)設置在所述填充ロ之下并且所述氣化區(qū)至少局部地構(gòu)造成環(huán)形并且包圍所述氧化區(qū)，其中所述氧化區(qū)優(yōu)選相對于所述井狀氣化器的橫截面中央地設置，并且ー個或所述空氣輸送管從所述氧化區(qū)起沿著所述井狀氣化器的縱軸線延伸并且能夠轉(zhuǎn)動地安置以將轉(zhuǎn)動傳遞到限界所述氧化區(qū)的一個壁或限界所述氧化區(qū)的多個壁上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣化裝置，其特征在于將還原區(qū)設置在所述氣化區(qū)之下并且與所述氣化區(qū)連接以用于將固體從所述氣化區(qū)中直接轉(zhuǎn)移到所述還原區(qū)中，并且優(yōu)選將所述氧化區(qū)的部段設置成，使得所述部段將所述氣化區(qū)在所產(chǎn)生的氣體的流動方向上與所述還原區(qū)分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣化裝置，其特征在于，所述還原區(qū)構(gòu)成用于容納來自所述氣化區(qū)中的被熱解的固體并且設置成，被熱解的固體通過重力作用從所述氣化區(qū)中到達到所述還原區(qū)中，并且在所述還原區(qū)的下部的端部處設有能夠運動的爐柵以過篩在所述還原區(qū)中向下落的灰。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的氣化裝置，其特征在于具有壓カ測量裝置，所述壓カ 測量裝置構(gòu)成用于測量在所述氣化裝置內(nèi)所產(chǎn)生的氣體的流動路徑的至少一部分上的壓力差，并且與控制裝置以信號技術(shù)的方式耦聯(lián)，所述控制裝置與用于運動爐柵的執(zhí)行器以信號技術(shù)的方式耦聯(lián)，所述爐柵在所述還原區(qū)之內(nèi)在使來自固體散料中的精細部分運動時引出到收集空間中，其中所述控制裝置構(gòu)造成，用于當超過預設的壓カ差時操縱所述執(zhí)行器，并且優(yōu)選構(gòu)造成當?shù)陀诟偷念A設的壓カ差時結(jié)束執(zhí)行器操縱。
13.用于從固體中產(chǎn)生可燃的氣體的氣化方法，具有下述步驟 -將固體輸送到氣化區(qū)中， -借助于熱解或者氣化來氣化在所述氣化區(qū)中的所述固體， -將在所述氣化區(qū)中產(chǎn)生的熱解氣體輸送到氧化區(qū)中， -將空氣輸送到所述氧化區(qū)中并且將所述熱解氣體在亞化學計量的エ藝中借助于在所述氧化區(qū)中的部分氧化和裂解轉(zhuǎn)化成未處理氣體， -將氧化的所述熱解氣體從所述氧化區(qū)中輸送到還原區(qū)中， -將部分或者完全熱解的固體輸送到所述還原區(qū)中， -借助于被熱解的所述固體將被氧化的所述熱解氣體在所述還原區(qū)中還原成燃氣， 其特征在于，在所述氣化區(qū)的多個氣化段中進行所述氣化，測量每個氣化段的溫度并且將空氣以與分別在所述氣化段中測量的溫度相關(guān)的量輸送給每個氣化段。
14.根據(jù)權(quán)利要求13或者權(quán)利要求13的前序部分所述的氣化方法，其特征在于，將所述氧化區(qū)設置在由一個或多個被運動尤其被旋轉(zhuǎn)的壁限界的室中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣化方法，其特征在于，在一個或多個運動的壁處設置有葉片元件，所述葉片元件延伸到所述氣化區(qū)中并且借助于所述葉片元件將所述固體機械地混合或者攪拌。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求之一或者權(quán)利要求13的前序部分所述的氣化方法，其特征在于，將空氣經(jīng)由空氣輸送管輸送給所述氧化區(qū)，并且將空氣經(jīng)由包圍所述空氣輸送管的包封管來輸送給所述氣化區(qū)，并且所述氧化區(qū)的一個或多個所述壁優(yōu)選借助于所述空氣輸送管而置于旋轉(zhuǎn)。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的氣化方法，其特征在于，測量在所產(chǎn)生的氣體的所述流動路徑的至少一部分上的壓カ差，并且當所述測量的壓カ差超過預設的值時借助于執(zhí)行器使爐柵運動，以便將精細部分從所述還原區(qū)引出，并且優(yōu)選當?shù)陀诟〉念A設值時結(jié)束所述爐柵的運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從固體中產(chǎn)生可燃氣體的氣化裝置，包括氣化區(qū)、用于氧化產(chǎn)生的氣體的氧化區(qū)，其中固體能夠經(jīng)由填入口填充到所述氣化區(qū)中，其中所述氧化區(qū)與氣化區(qū)連接以將在氣化區(qū)中產(chǎn)生的氣體導向到氧化區(qū)中。根據(jù)本發(fā)明，通過將氣化區(qū)劃分成多個彼此相鄰的氣化段來改進氣化裝置的效率，存在溫度測量單元，所述溫度測量單元構(gòu)造成用于測量分別存在于每個氣化段中的溫度并且溫度測量單元以信號技術(shù)的方式與控制單元耦聯(lián)，所述控制單元與空氣輸送裝置以信號技術(shù)的方式耦聯(lián)，所述空氣輸送裝置構(gòu)造成用于將空氣單獨地輸送給每個氣化段，其中每時間單位分別輸送給每個氣化段的空氣量取決于在其中測量的溫度。
文檔編號C10J3/60GK102844409SQ201080066246
公開日2012年12月26日 申請日期2010年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者阿明·施瓦茨, 馬里奧·烏拉·薩科 申請人:大荷蘭人國際有限公司