用于输送燃料到气化反应器中的装置的制造方法

文档序号:9251991阅读:488来源:国知局
用于输送燃料到气化反应器中的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于输送燃料到气化反应器(Vergasungsreaktor)中的装置,该装置包括:散装物容器(SchUttgutbehaiter);输送管,散装物容器的排出部通入该输送管中,并且该输送管能够与气化反应器的侧面的进料口(AufgabMffnung)联接;和布置在输送管中的机械的输送机构。
[0002]此外本发明涉及一种气化设备,该气化设备包括用于容纳固定的(stat1n^)床的气化区域和用于容纳流化床的燃烧区域,其中气化区域和燃烧区域分别通过如隘口或虹吸管的闸形的机构互相连接用于实现在两个位置处的底料(Bettmaterial)的循环,其中气化区域具有用于燃料的进料的进料口、排气部(Gasabfuhr)和用于注射尤其水蒸气或CO2的喷嘴底部,并且燃烧区域具有空气输入部(Luftzufuhr)用于流化(Fluidisierung)从气化区域进入燃烧区域中的底料。
【背景技术】
[0003]该类型的气化设备从专利文献AT 405937 B中已知。能够使用这样的气化设备来利用异质的、生物的燃料和合成材料并且由此获得带有高热值的尽可能无氮的燃气或者合成气,其适用于发电或者适用于合成有机的产品。在此这样进行,使得燃料被引入构造为固定的流化床的气化区域中,该气化区域通过水蒸气和/或CO2流化,并且使燃料通过与流化气体或者说气化媒质(水蒸气和/或CO2)的反应并借助于底料的热量在气体密封(Luftabschluss)的情况下脱气且部分气化。在此上升的生产气体被排放出(abziehen)并且冷却的底料与未气化的剩余燃料通过闸形的装置、例如隘口到达燃烧区域中。在燃烧区域中带有剩余燃料的底料通过空气在形成快速循环的流化床的情况下流化并且烧掉剩余燃料。在旋风中分离燃烧废气之后底料通过闸形的装置、例如虹吸管被供给到气化区域的固定的流化床(Wirbelschicht)上。
[0004]通过应用尤其基于镍和/或铌的催化作用的底料可以改良在脱气和气化时形成的气体,其方式是相比于能够燃烧的组成部分以及水蒸气实际上存在仅仅更多的CO、CO2和H2或者产生带有高热值的富含甲烷的气体。此外气化温度能够从大约800° C下降到650。 Co
[0005]在AT 405937 B中描述的气化设备适用于气化含碳的材料,尤其适用于气化异质的或者生物的燃料,例如生物质、煤、合成材料或者预分类的垃圾,其中产生包括CO、CO2, H2以及可能CH4和较高的碳氢化合物的混合气体。如果在存在镍或铌催化剂时发生完整的气化,则碳氢化合物、例如014也转化为CO和H2。通过避免空气的进入实际上可以制造具有高热值的无氮的生产气体。
[0006]通常借助于机械的输送机构实现了将多数作为散装物存在的燃料输入气化反应器中。输送机构必须在这里适应许多特定的、通过气化反应器给定的要求。例如输送机构由于在气化反应器中占主导的直到800° C的温度而经受高的热负荷,从而要注意输送机构的充分冷却。此外,输送机构应该确保气体密封,从而不妨碍气化过程。此外,应该由结构而引起地(konstrukt1nsbedingt)保证低的磨损和与此相关的小的维护成本。最终当输送机构允许燃料的较好的定量给料(Dosierung)时是值得期待的。
[0007]在AT 405937 B的主题中实现了借助于螺旋输送机(FSrderschnecke)输送到气化区域的固定的床中或输送到气化区域的固定的床上。然而这具有许多缺点,即螺旋输送机很难能被冷却并且该螺旋输送机由于波动的螺杆的填充度(FUllgrad)不能确保完整的气体密封。此外螺旋输送机易出故障,这由于气化反应器在每次故障时为修理而必须关闭是不利的。

【发明内容】

[0008]因此任务在于提供一种用于气化反应器的输送机构,利用该输送机构能够将所有类型的生物燃料连续地运送并且带入(einschleusen)气化室中。尤其该机构应该以相同的方式适用于输送不同比重和不同成分的燃料。此外应该避免上面结合螺旋输送机所描述的缺点。
[0009]为了解决该任务,本发明在用于开头提到的类型的气化反应器的输送机构中基本规定,输送机构由能够液压地驱动的、在输送管的柱形的第一区段中可移动地引导的压力活塞(Presskolben)形成,并且输送管为了在轴向的第二区段中构造压缩锥体而具有沿着燃料的输送方向连续地减小的内横截面。优选压缩锥体位于沿着输送方向看第二输送管区段的最后三分之一中。因此根据本发明提出液压输送,其具有在较高的可用性的情况下较小的维护成本的优点并且此外允许均匀的定量给料。液压的驱动器可实现施加较大的、沿着输送方向作用的力,使得燃料例如在AT 405937 B中示出的类型的气化反应器的情况中能够移动到燃料床的表面中,由此保证在流化床中的较好的混合并且避免在气化室中的波动。在这里相应于进给(Vorschub)连续地以不变的速度输送燃料。然后压力活塞的回程以较快的速度执行,从而在没有大的中断的情况下实现下一个输送循环。
[0010]利用根据本发明的液压的输送机构可以输送不同的特性的燃料,尤其木片、各种不同的垃圾部分、煤、来自农业的另外的生物材料或者来自纸张工业的糊状的能够燃烧的废料。
[0011]此外,利用根据本发明的液压的输送机构以简单的方式实现对气化室的气体密封,该气体密封尤其通过在压缩锥体中实现的燃料的压缩而加强。气体密封对于气化过程的质量是基本要素。压缩锥体是气化单元的重要的组成部分,因为其通过减小开口横截面对压缩压力进行调节或者说由此减小不同的燃料的空气间隙。由此压缩压力对于在气化反应器中制造的气体的纯度和质量也是决定性的。通过对燃料的强烈压缩在输送管内部产生燃料栓塞(Brennstoffpfropfen ),该燃料栓塞是出色的和可靠的气体密封。
[0012]在这里有利的是,燃料栓塞尽可能布置在气化反应器附件,也就是说气体密封尽可能直接地在气化反应器的进料口的区域中实现。由此实现了在气化反应器中的辐射热没有到达燃料输送的区域中,并且由此导致输送机构的过度的热负荷且因此提高冷却耗费。因此根据本发明的输送装置的优选的改进方案规定,具有压缩锥体的输送管第二区段与气化反应器的进料口联接。优选地压缩锥体在这里直接过渡到进料口中。
[0013]不同的燃料能够要求不同的压缩度。所以当由压缩锥体提供的压缩度能够与相应的燃料匹配时,是特别有利的。为了该目的优选的改进方案规定,具有压缩锥体的输送管第二区段构造为单独的、能够更换的管件。因此,为了运行输送机构,能够保持储存有多个能够更换的管件,它们分别具有带有其他的压缩度的压缩锥体,并且根据使用的燃料能够装配具有相应适当的压缩度的管件。
[0014]当能够更换的管件或者压缩锥体直接地通入气化反应器中时,当具有压缩锥体的输送管第二区段在中间连接成形件的情况下能够与气化反应器的进料口联接时,是有利的。这样的成形件具有保护压缩锥体的前侧免受太高的热负荷的任务。这尤其是在锥体处于气化反应器的流化床的高度中时是有利的,在该处预计850 - 950° C的高的辐射温度。此外成形件具有在压缩锥体(其根据压缩锥体的圆锥角具有不同的开口直径)和气化反应器的进料口之间建立过渡的任务。因此成形件相应属于每个不同的锥体。将燃料从压缩锥体通过成形件输送到气化反应器中,其中该成形件可具有沿着输送方向扩大的内直径,从而实现在气化反应器的进料口的内直径上的连续过渡。
[0015]为了简化能够更换的管件的安装和拆卸,优选的改进方案规定,形
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