用于由固体燃料产生燃料气体的设备的制造方法

用于由固体燃料产生燃料气体的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在井气化器中由固体材料产生燃料气体的一种方法和一种设备，并且包括:气化区，固体材料能经由填入开口填入到所述气化区中；氧化区，构成为用于氧化所产生的气体，所述氧化区与气化区连接，以用于将在气化区中产生的气体引导到氧化区中。
[0002]本发明的另一方面是一种用于由固体材料产生可燃气体的气化方法。
【背景技术】
[0003]将所述结构类型的气化设备和气化方法用于:将固态的材料、如有机的或无机的、含碳的材料、尤其是木头、植物或植物残余物以可控的方法尽可能完全地气化，以便由此产生能点燃的、尤其能燃烧的气体。典型地，所述这样产生的气体在气化之后的工艺中燃烧，以便由此完成工作并且例如驱动电流发生器。
[0004]从EP I 865 046 Al中已知一种气化器和一种气化方法，其在井气化器(Schachtvergaser)中在三级的工艺中通过气化固体材料产生裂解气体，所述裂解气体通过部分的氧化和热分解转化为原料气体并且通过还原转变为能点燃的气体产物。在所述专利申请中公开的现有技术实现气化，尤其在固体材料的特性变化时短时间仅不完全地实现气化，使得由此未完全地充分利用位于固体材料中的能量。
[0005]特别是对气化的第一工艺的质量经由测量检测温度但是还有所实现的气体组成进行的调整和/或监控和用于气化工艺所输送的空气的调节从EP I 865 046 Al中已知。在具有多级的工艺链的井气化器中的优化潜能通常在于最后产生的气体产物的质量/纯度，这对于随后的燃烧、附加的过滤器的必要性并且还有间接地对于井气化器的维护强度而言是决定性的。在此，效率的减少能够由于几乎不能避免的从气化区到还原区中的泄漏气体而出现或者由于要气化的固体材料在气化工艺期间的变化的特性而出现。

【发明内容】

[0006]本发明的目的是，提出一种气化器或一种气化方法，其实现固体材料的有效的气化进而保证气体产物的提高的纯度。
[0007]所述目的根据本发明通过下述方式实现:将井气化器根据本发明地改进，使得第一空气输送设备和第二空气输送设备将空气输送到气化区中，其中第二空气输送设备沿固体材料的加工方向置于第一空气输送设备下游；用于确定测量信号的测量单元，所述测量单元构成为用于确定在氧化区中产生的原料气体的或能点燃的气体产物的预设的气体份额的定性的或定量的量并且将其在所述测量信号中描述特征；和控制设备，所述控制设备在信号方面与测量单元耦联以用于传输测量信号并且构造为，使得所述控制设备根据测量信号控制第二空气输送设备的要输送的空气的量。
[0008]第一和第二空气输送设备能够根据需要并且彼此独立地为气化区输送空气。测量设备测量气体的预设的份额的定性的或定量的量。在此，气体不仅理解为处于气态的聚集态的、由化学元素或化学化合物构成的材料(例如氧气、甲烷、一氧化碳等)，而且也理解为由多种材料构成的气体混合物(例如空气)。在信号方面与测量设备耦联的控制设备因此能够根据测量结果调整第二空气输送设备的空气输送。在此，第二空气输送设备沿加工方向置于第一空气输送设备下游，因为其控制对在气化区中已经进行的工艺作出反应。
[0009]通过气化工艺的选择的级的预设的气体的以测量的方式检测的定性的或定量的量能够根据本发明优化在气化区的预设的平面中的空气输送并且提供下述可能性:灵活地对在执行工艺链期间的工艺产物的特征性的特性的变化作出反应。根据本发明已知，由此能够禁止关于所产生的气体的纯度的效率损失(由于所产生的工艺材料不期望地从气化区转移到还原区中引起)。在常规的设备和方法中通常实现为，尽可能好地减少裂解气体从气化区直接地几乎不可避免地转移到还原区中并且强制经过氧化区的路径，本发明通过下述方式解决所述问题:将出现的泄漏气体经由从第二空气输送设备输送空气直接在气化区中氧化。在此，第二空气输送设备的所需要的空气的量根据需要来控制。这根据本发明借助于测量设备并且根据所得到的测量值进行，其中所述测量设备直接地或间接地测量所产生的原料气体的或气体产物的焦油含量，所述测量值给出关于由于未氧化的裂解气体造成的污染的说明，并且根据所述测量值，信号连接的控制设备调整第二空气输送设备的空气输送。
[0010]借助根据本发明改进的气化设备，提供测量设备和信号处理，这允许根据测量出的焦油含量得出关于所出现的泄漏气体的强度的结论。为了将所述泄漏气体在气化区中可靠地氧化，能够根据所得到的测量值经由信号连接的控制设备调整第二空气输送设备的空气输送。在所产生的原料气体的或气体产物的焦油含量提高时，第二空气输送设备的空气输送加强，在能测量的焦油含量小或不存在时，能够减少空气输送。
[0011]然而，根据本发明，测量单元也能够构造为，使得所述测量单元测量所产生的气体产物的直接的或间接的CO含量并且根据经过信号处理的测量值借助于信号连接的控制单元调节第二空气输送设备的空气输送。
[0012]借助这样根据本发明改进的气化设备，确定的CO含量如焦油含量已经的那样能够给出关于相应的期望的材料转化的效率的说明。后者在下述情况下在还原区中是最高的:来自氧化区的原料气体和来自气化区的裂解的固体材料焦炭尽可能热地、理想在大约1000°C下彼此相遇。根据最后得到的气体产物的以测量的方式检测的CO含量，能够经由信号处理经由信号连接的控制设备调整空气输送，使得焦炭在进入还原区前再次尽可能强地加热。
[0013]根据本发明，空气输送设备能够单独地、然而也能够以组合的方式使用。在一个优选的实施方式中，在对气体产物中的气体组成部分进行测量之前能够进行对气体的事先的过滤和/或冷却。
[0014]借助于根据本发明改进的气化设备，实现固体材料在大的气化区中的气化，而在此不出现所产生的产物材料、例如未氧化的原料气体作为泄漏气体或未充分加热的焦炭的不期望的转移。
[0015]氧化区与气化区连接以用于将在气化区中产生的裂解气体传导到氧化区中。优选地，气化区和氧化区通过至少一个壁部彼此分隔开。为了将在气化区中产生的裂解气体传导到氧化区中将氧化区与气化区连接优选能够通过在特定的部段中的流体连接、例如通过在壁部中的一个或多个开口进行。通过气化装置的这样的构造、尤其通过气化区和氧化区的这样的空间上的分离，能够改进气化的工艺流程。
[0016]此外，优选的是，壁部在氧化区的在运行状态中的上部部分中具有倾斜指向下的开口，经由所述开口，在气化区中产生的裂解气体基于局部的压力和流动关系到达氧化区中。开口优选通过下述方式构成:倾斜下降的壁部在相应的开口的高度上终止并且径向向内错开地、短地在开口之上继续引导。因此，氧化区的由此略微重叠的倾斜下降的壁部能够防止固体材料不期望地进入到氧化区中或者开口通过已输送的固体材料堵塞。
[0017]特别优选的是，气化区和氧化区热接触，优选经由至少一个壁部，所述壁部将气化区和氧化区彼此分隔开。这能够实现所产生的工艺热量的特别有利的利用。
[0018]借助于第一优选实施方式提出，氧化区关于其横截面至少部分地、优选完全地由气化区包围。根据所述实施方式，氧化区通过下述方式在在中央设置在气化设备之内:氧化区关于贯穿气化设备的横截面至少在一个区域中、但是优选完全地由气化区包围。由此，尤其地，构成围绕氧化区的环形的气化区，进而能够实现从气化区到氧化区中和反向的有效的热传递。在此要理解的是，一方面通过将裂解气体从气化区输送到氧化区中，发生对流的热传递，通过氧化区由气化区包围，但是此外也能够通过直接的导热发生热传递。尤其地，所述实施方式能够实现为，使得气化设备构成为井气化器并且氧化区构成为在中央设置在井气化器之内的氧化室，所述氧化室由环形的气化区包围。
[0019]在另一个优选的实施方式中，温度测量单元在此测量在氧化室中的或邻近于氧化室的温度。根据经过信号处理的测量结果，能够优选经由第一空气输送设备调整到气化区中的空气输送，使得优选地大约1000°c的温度在氧化区中占主导。
[0020]此外，优选的是，气化区的固体材料在运行状态中能够仅利用重力穿过固体材料输送开口输送。
[0021]借助于这样构成的实施方式，能够实现有效的且鲁棒的固体材料输送，因为没有在故障时能够干扰过程的机械的输送设备出现。
[0022]此外，更优选的是，通过还原区改进根据本发明的气化设备，所述还原区与氧化区连接以传导在氧化区中形成的原料气体并且构成为将导向其的原料气体化学还原。在还原区中，尤其能够借助于从气化区传送到还原区中并且由脱气的固体材料剩余物组成的焦炭由在氧化区中提供的裂解气体产生燃料气体。在此，也还能够实现通过还原区中的焦炭对固体组成部分进行过滤。对此替选地或附加地，但是也能够设有其他的用于过滤的方法，例如借助于滤烛等。
[0023]此外，优选的是，开头或之前阐述