用于在次化学计量氧化的情况下运行的井式气化器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于从含碳的固体中产生可燃气体的井式气化器，其包括包围井式气化器内腔的井壁；设置在井式气化器内腔中的热解区，所述热解区具有用于将含碳的固体输送到井式气化器中的固体输入开口、用于将部分气化的含碳的固体输出的固体输出开口和用于热解气体的气体输出开口；设置在井式气化器内腔中的氧化区，所述氧化区与热解区成热学接触，所述氧化区具有与热解区的气体输出开口连接的用于输送来自热解区中的热解气体的气体输入开口、气体输出开口。根据本发明，氧化区设置在热解区和井壁之间。
【专利说明】用于在次化学计量氧化的情况下运行的井式气化器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于从含碳的固体中产生可燃气体的井式气化器，其包括包围井式气化器内腔的井壁；设置在井式气化器内腔中的热解区，所述热解区具有用于将含碳的固体输送到井式气化器中的固体输入开口、用于将部分气化的含碳的固体输出的固体输出开口和用于热解气体的气体输出开口 ；设置在井式气化器内腔中的氧化区，所述氧化区与热解区成热学接触，所述氧化区具有与热解区的气体输出开口连接的用于输送来自热解区中的热解气体的气体输入开口、气体输出开口。本发明的另一方面是一种用于从含碳的固体中产生可燃气体的方法。
【背景技术】
[0002]前述类型的井式气化器用于，从含碳的固体中、例如从呈未加工或者机械加工或者制粒的形式的生物垃圾中或者植物废物中产生可燃气体。在此，这种类型的井式气化器原则上构建为使得固体在热量作用的情况下经受热解反应，在此被气化并且抽出作为可燃气体的所述气体。
[0003]从EP1865046A1中已知这种井式气化器和一种气化方法，其中热解的气体被输送给氧化区，以便其在那里部分地燃烧。氧化区中央地设置在井式气化器中。所述装置和方法具有下述优点:在氧化区中从热解气体中产生温度并且以有效的方式能够将所述温度传递到热解区中以用于通过热量引导来驱动在那里的热解。因此，这种结构的井式气化器能够，在没有从外部执行的温度输送的情况下实现有效的气化和产生可燃气体。
[0004]生物固体的气化在从可再生的能量源中产生能量期间具有重要的意义。该增大的意义导致对于能够以有效的方式在短时间内气化大量的固体的井式气化器的需求。原则上，已知的气化原理、因此还有从EP1865046A中已知的气化原理和井式气化器的与此相关的构造被定标，以便由此提高每时间单位的通过量和所产生的气体量。当然，这种定标设定一定界限，因为从特定的量起不再确保固体的有效气化并且需要用于气化的子过程、即例如热解和氧化不再能够在固体和气体量的整个体积范围之上调节到理想值上或者调节到理想的数值范围上。因此，根据上述的任意的定标导致，由于缺乏理想的工作数值的调节，井式气化器的和在其中运行的气化过程的效率降低。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，与这在已知的井式气化器和气化方法中可行的情况相比，在气化过程中没有效率损失的情况下或者至少在较低效率损失的情况下，以提高的固体通过性提供一种井式气化器和一种气化方法。
[0006]所述目的根据本发明通过开始所述类型的井式气化器来实现，其中氧化区设置在热解区和井壁之间。
[0007]借助根据本发明的井式气化器，具有中央地设置在井式气化器中的氧化室和围绕该氧化室设置在井式气化器之内的环形的热解区的已知的布置颠倒并且代替于此将热解区中央地设置在井式气化器中并且围绕所述热解区设置氧化区。该颠倒的布置初看出于效率的原因而显得是不利的，因为仅在氧化区中央地设置、全方位地由热解区包围情况下确保从氧化区到热解区中的期望的热量利用，相反，在环形地围绕热解区设置的氧化区情况下所述氧化区具有大的放射热量的外面，所述外面不用于加热热解区。然而发明人认识到，通过将氧化区设置在热解区和井壁之间实现井式气化器的构造，其中能够不单独地通过扩大热解区提高固体的通过量，而是通过在井式气化器中提供多个热解区来提高。因此，根据本发明的布置实现通过提高热解区的数量来定标并且不通过单独地提高热解区的大小来定标。尽管显著地提高固体的通过量，这还允许将井式气化器的有效调节保持在理想的工作点中进而以有效的过程控制来气化提高的固体量。因此，例如能够以沿着设置在井式气化器中的且彼此间隔的管纵向的形式设置两个或更多的热解区，从上方将固体填入到所述管中，并且从固体中获取热解气体，所述热解气体然后穿过管中的径向开口进入到氧化区中，所述氧化区通过管之间的以及管和井式气化器壁之间的剩余的井式气化器横截面形成。
[0008]原则上能够理解的是，根据本发明的井式气化器分别能够构造有用于固体输送和输出和气体输送和输出的单独的开口，但是原则上有利的是，设有多个这种开口，以便确保井式气化器之内的理想的材料引导。此外，原则上能够理解的是，井式气化器之内的过程区，即热解区、氧化区等能够通过壁彼此隔开，但是必要时，通过例如在气体腔和固体腔之间构成由固体引导和重力或者排出所引起的边界并且由此构成功能上不同的区的方式，所述过程区也能够构成在共同的、不通过壁分开的腔中。
[0009]在此，井式气化器具有下述基本优点:在井式气化器之内的固体的引导和运输能够在没有主动运行的运输机构的情况下来实现，其方式在于固体借助重力在井式气化器中从上到下滑过并且在此经受气化。此外，井式气化器在此能够借助环境空气的氧气来运行，其方式在于，设有用于将新鲜空气输送到氧化区中的相应的开口。在此，新鲜空气输送通过通过从井式气化器中主动地抽出可燃气体和井式气化器内腔中的由此产生的负压来推进。
[0010]根据优选的第一实施形式，根据本发明的井式气化器通过设置在井式气化器内腔中的还原区来改进，所述还原区具有固体输入开口，所述固体输入开口与热解区的固体输出开口连接以用于将部分气化的含碳的固体输送到还原区中；固体输出开口，所述固体输出开口用于将气化的含碳的固体从`井式气化器中输出；气体输入开口，所述气体输入开口与氧化区的气体输出开口连接以用于将来自氧化区的部分氧化的热解气体输送到还原区中，和气体输出开口，所述气体输出开口用于将可燃气体从井式气化器中抽出。
[0011]借助该构造方案，在可燃气体的效率和质量方面进一步改进井式气化器。由此，提供将部分气化的固体输送到其中的还原区，其中还原区优选安置成，使得来自热解区的固体独自在重力作用下到达到还原区中并且在此没有穿越氧化区。然后，部分气化的固体能够在还原区中安置在井栅上，以便在那里建立流动阻力。此外，还原区设置成使得其与氧化区成直接流体连接，使得在氧化区中部分氧化的可燃气体在直接的路径上并且在绕过热解区的情况下能够到达到还原区中。然后，该部分氧化的热解气体在还原区中以与位于那里的部分气化的固体或者还原焦煤进行化学反应的方式来还原。由此，部分氧化的热解气体一方面在其燃烧值方面进行改进并且另一方面被清洁，并且然后能够作为高质量的且尽可能去除杂质的可燃气体从还原区中抽出。[0012]在控制井式气化器中的气化过程时，还原区具有重要的作用，此外，在此还原区中的固体团块的确定部分氧化的热解气体经过还原区中的固体部分的流动路径的高度和为此提供的流动横截面具有一定影响。为此有利的是，能够在过程进行期间例如通过如下方式控制还原区中的固体的高度:一方面通过如下面根据结构上的实施形式进一步详述的那样改变装载高度，另一方面通过例如能够通过操作还原区的下端部上的震动栅而能够以下述方式控制完全气化的固体的排出量，通过操作震动栅并且能够通过对该操作进行间隔控制并且能够改变其强度。
[0013]在此，在具有还原区的井式汽化器中优选地进一步提出，还原区在重力方向上设置在热解区之下以用于将来自热解区中的固体借助重力输送到还原区中。
[0014]借助该实施形式，能够实现根据本发明的井式气化器的牢固且同时经济的运行。在此，能够将借助重力或单独地由于重力而发生的材料输送或者相应的材料运输在说明书和权利要求中普遍地理解为:材料由于重力或者单独地由于重力而从一个区中滑到另一区中并且也相应地由于重力而在相应的区之内移动。该运送原理避免运送设备的必要性。但是也不排除，壁部件或者部分件在该相应的区之间或其中移动，例如转动或者振动，以便由此避免附着在所述壁上进而保持或辅助借助重力的材料流。同样由这种材料流不排除下述部分件:所述部分件用于使运送物混匀或均匀化，以便由此释放运送物的楔住、堵塞或者夹住，楔住、堵塞或者夹住阻挠借助重力的运送。
[0015]根据另一优选的实施形式提出，两个或更多的热解区以彼此间隔的方式设置在井式气化器内腔之内，并且一个或多个氧化区设置在两个或多个热解区之间并且设置在热解区和井壁之间。
[0016]借助该实施形式，提出井式气化器的尤其有利的之前已经作为有利的可行方案之一阐明的构型。在此，多个热解区以彼此间隔的方式设置在井式气化器内腔中并且分离地从各个的或者共同的输 送装置被供给固体。在所述热解区周围构成在相应的热解区之间和在热解区和井式气化器壁之间延伸的氧化区。所述氧化区也能够被划分成多个氧化区，其中该划分实际上能够结构上通过相应的分离壁来实施或者该划分能够在没有实际结构上的分离元件的情况下以调节技术方面的系统来实施，例如其方式在于，在氧化区中分布地设置多个温度传感器，温度传感器检测不同的氧化子区中的温度并且然后使用其信号以分别用于控制在一个或多个特定热解区中和/或一个或多个氧化区中的影响温度的参数，然而不用于控制在全部氧化子区或者热解区中设定的参数。
[0017]能够通过热解气体引导装置进一步改进根据本发明的井式气化器，所述热解气体引导装置构造成用于将在所述热解区中产生的所述热解气体从热解区中引出、以与热解区间隔的方式向上引导并且汇集到氧化区的沿重力方向上部的部分中。借助该改进形式引导热解气体使得所述热解气体由于其距热解区的间隔而不损害氧化区和热解区之间的热学接触进而提供井式气化器，所述井式气化器具有从氧化区到热解区中的高效的热量传递。热解气体引导装置能够通过以相应的方式伸展的一个或多个管或者通道等来实现。在此原则上出发点在于，将在重力方向上相对于热解区而位于下方的区域上的热解气体从热解区中抽出并且然后在井式气化器之内必须再次相反于重力方向向上引导，以便在此沿重力方向从上向下又经过氧化区。原则上，热解气体引导装置也当然能够替选于此而构成为，使得相反于重力方向穿流过氧化区，即从氧化区中排出的气体然后被从上向下进行引导并且只要存在就被导入到还原区中。在该情况下，热解气体能够在没有较长的引导装置的情况下从热解区中抽出并且以相同的高度导入到氧化区中。
[0018]根据另一优选的实施形式提出，热解区的固体输出开口以能够竖直移动的方式在井式气化器中被引导并且能够被定位在井式气化器之内的具有不同的高度的至少两个位置中。
[0019]通过所述结构上的设计方案可行的是，能够以可变的方式构成下述高度，部分气化的固体在所述高度中从热解区中排出并且进入到可能设置在其下的还原区中。由此，能够控制还原区中的固体量的高度并且所述高度由于经过还原区的与所述高度相关联的气路和与高度相关联的流动阻力而对于根据本发明的井式气化器中的整个过程控制具有影响。在此，例如能够实现固体输出开口的竖直可移动性使得在管的或者井的下端部上构成所述固体输出开口并且以可竖直移动的方式将所述管或者所述井设置在井式气化器中。
[0020]还优选的是，热解区的固体输入开口以能够竖直移动的方式在井式气化器中被引导并且能够被定位在井式气化器之内的具有不同的高度的至少两个位置中。
[0021]借助该改进形式能够实现:将固体以不同的高度引入到热解区中，由此能够控制热解区中的固体量和固体体积的高度。由此又能够影响对于井式气化器之内的过程控制重要的参数，以便最佳地控制热解区中的部分气化进而最佳地控制井式气化器的总效率。
[0022]该原理的结构上的应用方案例如提出，经由管或者通道输送固体至热解区，所述管或者通道将其下端部上的固体输送到热解区中并且所述管或者所述通道以可竖直移动的方式设置在井式气化器中。
[0023]在此，以将两个之前阐明的优选的实施形式组合的方式而进一步优选的是，热解区的固体输入开口包括固体输送管的轴向开口，所述固体输送管设置在热解管之内，并且热解区的固体输出开口包括热解管的轴向开口。在该设计方案中，为固体输送和热解区选择管或者通道的设计方案，其中在热解管之内引导具有下部轴向开口的固体输送管并且所述热解管还具有下部的轴向开口，所述下部的轴向开口在重力方向上设置在固体输送管的开口之下。由此，在固体输送管的下端部和热解管的下端部之间将热解区构成在热解管中。通过固体输送管的竖直的移动能够改变所述热解区的高度，因此，能够通过提升固体输送管来提高热解区的高度。通过热解管和固体输送管共同的竖直移动能够在保持热解区的高度的情况下改变部分气化的固体从热解区中的排出高度，并且由此能够改变设置在热解区之下的还原区中的固体体积的高度。此外，在固体输送管固定时能够以相反的比例改变热解区和还原区的高度，由此能够以相应的比例实现将气化过程从热解区延伸到还原区中或者相反，以便由此响应于不同固体的单独的气化性能。
[0024]为了解决本发明所基于的问题，能够通过用于检测氧化区中的温度的温度传感器、用于提高和/或降低到氧化区的含氧的气体的输送的空气量输送设备和与温度传感器和该一个空气量输送设备以信号的方式耦联的调节设备来改进根据本发明的井式气化器和开始所述类型的井式气化器，调节设备构成来调节氧化区中的次化学计量的燃烧，其方式在于，根据温度传感器的信号借助存储在调节设备的电子存储设备中的分配关系来控制空气量输送设备。
[0025]根据本发明的井式气化器借助于具有温度传感器和可控的空气量输送设备的这种调节设备即使在热解区、氧化区和必要时还原区的尺寸大的情况下也能够运行在理想的工作点中，并且由此也能够在高定标的井式气化器尺寸中保持效率。通过控制空气量输送，直接地影响到氧化区中的热解气体的燃烧。在此，只要在此进行次化学计量的燃烧，就能够通过提高空气输送来提高温度并且通过降低空气输送来降低温度，因为在此以相应的方式由于更多或更少的氧气而发生强烈的或者进一步抑制的燃烧。在此，能够通过用于对到氧化区中的空气输送通道进行释放或者节流的一个或多个调节阀来实现空气量输送设备，在最简单的情况下，通过能够实现牢固的实施方案和可靠功能的相应的滑阀或者止回阀来实现。原则上能够理解的是，通过提供多于一个温度传感器也能够实现对井式气化器中的过程控制进行更精确的监控。在此，温度传感器主要能够自身设置在氧化区中，以便检测那里的温度。在另外的实施形式中，替选于此或者还累计于此，能够将一个或多个温度传感器设置在井式气化器的另外的区域中，例如设置在热解区中或者设置在还原区中，以便测量那里的温度并且推出氧化区中的温度。这种实施形式在本发明的意义中也能够理解为用于检测氧化区中的温度的温度传感器。
[0026]在此还优选的是，调节设备构成为用于借助所存储的分配关系控制空气量输送设备，使得当信号示出低于预设的额定值温度的温度时，提高空气输送，和当信号示出高于预设的额定值温度的温度时，降低空气输送。 [0027]借助调节设备的所述调节特性能够根据温度而将氧化区中的燃烧调节到次化学计量运行的预设的燃烧比上。在此，调节设备和存储在其中的分配关系用于下述原理:当输送更多的空气时，在次化学计量燃烧的情况下能够实现温度提高，因为燃烧在该情况下接近理性化学计量比并且相反，当对空气输送进行节流时进而由于可燃气体的过量而以降低的方式进行燃烧时，能够降低温度。
[0028]根据具有根据本发明的调节设备的另一优选的实施形式而提出，调节设备构成为用于以规则的时间间隔以预设的数值改变额定值温度，和为了达到所改变的额定值温度而借助调节特性确定:是否在氧化区中发生次化学计量或者超化学计量的燃烧，和然后根据该确定重新确定空气输送，使得调节次化学计量的燃烧，尤其是通过下述方式来进行:当借助于调节特性确定次化学计量的燃烧时，将额定值温度再次以预设的数值返回到在改变之前存在的额定值温度上，或者当借助于调节特性确定超化学计量的燃烧时，降低空气输送直至达到所改变的额定值温度。
[0029]借助该设计方案解决特定的问题，所述问题在于，在次化学计量燃烧和在超化学计量燃烧的情况下能够在氧化区中出现特定的温度。在这两种情况下，温度位于在化学计量燃烧的情况下实现的燃烧温度之下。然而，温度在一种情况下位于曲线最大值的左侧并且在另一种情况下位于曲线最大值的右侧，其中通过燃烧比描绘温度并且最大值位于化学计量的燃烧状态中。通过以根据本发明的方式改变额定值温度，调节设备被强制执行特定的、周期的调节过程。在此，通过改变额定值温度进行例如基于可能在次化学计量燃烧范围中期待出现的调节特性的调节过程。因此，例如在额定值温度下降时确定过高的温度进而降低空气输送，以便设定额定温度。然后，调节设备能够根据由于调节过程所引起的温度反应确定:是否在氧化区中出现次化学计量或超化学计量的燃烧。如果温度对空气输送的节流的响应地下降，那么存在次化学计量的燃烧比。如果相反温度对空气输送的节流的响应上升，那么存在超化学计量的燃烧并且燃烧状态接近化学计量的燃烧。
[0030]对于所述确定做出的反应，输送调节设备然后能够开始引起保持或者设定次化学计量的燃烧的校正调节过程。为此，在第一种情况下，仅仅需要将温度返回到原始的、在改变之前存在的额定值，以便再次实现所寻求的理想的次化学计量燃烧状态。在第二种情况下，需要借助持续地降低空气输送进行“向左”调节，直到经过温度最大值并且达到额定值温度。首先在达到额定值温度之后，能够借助对空气输送进行提高和节流来设定正常的调节特性并且此后再次将额定值温度返回到原始的、在改变之前存在的值。[0031]在前述调节设备的另一优选的实施形式中提出，调节设备构造用于，以规则的时间间隔以预设的数值降低额定值温度，并且当在提高空气输送的情况下实际温度上升时，在氧化区中确定次化学计量的燃烧，或者当在提高空气输送的情况下实际温度下降时，在氧化区中确定超化学计量的燃烧，并且调节设备进一步构成为用于然后通过下述方式根据该所述确定来重新确定空气输送，使得调节次化学计量的燃烧，其方式在于，当借助于调节特性确定次化学计量的燃烧时，再次以预设的数值提高额定值温度，或者当借助于调节特性确定超化学计量的燃烧时，降低空气输送直至达到所改变的额定值温度。[0032]借助该改进形式，设定特殊的、次化学计量的燃烧并且以规则的间隔通过将额定值温度下降到期望的理想值上来检验，是否保持次化学计量的燃烧并且必要时为此以前述方式进行再校准。[0033]本发明的另一方面是用于从含碳的固体中产生可燃气体的方法，具有下述步骤:将含碳的固体输送到设置在井式气化器内腔中的热解区中，将来自热解区中的热解气体输送到设置在井式气化器内腔中的氧化区中，其中将来自热解区中的热解气体朝径向外部输送到氧化区中。[0034]根据本发明的方法的特征在于设有井式气化器之内的有利的气体输送装置，所述气体输送装置能够实现将所述方法容易地定标成大的通过体积。优选地，能够借助之前描述方式的井式气化器来实施所述方法。[0035]所述方法能够通过下述步骤来改进:将来自热解区中的部分气化的含碳的固体输送到设置在井式气化器内腔中的还原区中，尤其是在绕开氧化区的情况下进行输送，将来自氧化区中的热解气体输送到还原区中，和从还原区中抽出可燃气体。[0036]借助该优选的实施形式，在提高燃烧值的同时通过在部分气化的固体中的还原实现燃烧气体质量上的改进，从所述部分气化的固体中部分氧化在氧化区中的热解气体。[0037]根据方法的另一改进形式，设有下述步骤:借助于温度传感器检测氧化区中的温度，借助于空气量输送设备提高/降低含氧的气体到氧化区的输送，和借助于与温度传感器和空气量输送设备以信号的方式耦联的调节设备调节氧化区中的次化学计量的燃烧，其方式在于，借助于存储在调节设备的电子存储设备中的分配关系根据温度传感器的信号控制空气量输送。[0038]借助该改进形式提出尤其有效的调节，所述调节也能够在通过体积大的情况下在井式气化器之内设定和保持理想的工作点。[0039]在此尤其优选的是，根据本发明还实施下述步骤:以规则的时间间隔以预设的数值改变额定值温度，为了达到改变的额定值温度借助于调节特性确定，是否在氧化区中发生次化学计量或者超化学计量的燃烧，和根据该确定来确定空气输送，使得调节次化学计量的燃烧，尤其是通过下述方式来进行:当借助于调节特性确定次化学计量的燃烧时，将额定值温度再次以预设的数值返回到在改变之前存在的额定值温度上，或者当借助于调节特性确定超化学计量的燃烧时，降低空气输送直至达到所改变的额定值温度。
[0040]借助该改进形式提出一种方法，所述方法考虑:在次化学计量燃耗和在超化学计量燃烧的情况下能够在氧化区中出现温度进而提出一种调节机理，所述调节机理以规则的时间间隔通过改变额定值温度、尤其降低额定值温度来检验，是否存在次化学计量的燃烧比并且必要时为此以之前描述的方式执行校正。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]根据附上的附图阐明本发明的优选的实施形式。其示出:
[0042]图1示出根据本发明的井式气化器的第一实施形式的示意纵剖面侧视图， [0043]图2示出图1中沿着A-A的横截面,和
[0044]图3示出横贯根据本发明的井式气化器的第二实施形式的根据图2的横截面。【具体实施方式】
[0045]根据图1和2的井式气化器被热绝缘的井壁11、12侧向且在上方包围并且在横截面中构成为是圆形的。双管装置20延伸穿过上部端侧的井壁11。所述双管装置20包括内置的固体输送管21，所述固体输送管在其上端部与横向于井式气化器的纵轴线伸展的螺旋运输装置30连接。经由螺旋运输装置30能够将固体从上方输送到固体输送管21中并且在固体输送管中向下落下。
[0046]固体输送管21设置在热解管22之内。相比于固体输送管21，热解管延伸到井式气化器内腔中更远，由此固体输送管的下部的端侧开口 21a位于热解管之内。从所述下部开口 21a排出的固体填充位于固体输送管21的排出开口 21a和构成在热解管22的下端部上的热解管开口 22a之间的热解区23。
[0047]在热解管中的径向开口 24设置在热解管的上部区域中、然而在井式气化器之内。所述径向开口用于将热解气体从热解区23中转入到氧化区43中。氧化区43环形地围绕热解管设置并且在外部通过井式气化器壁12限界。氧化区在位于井式气化器之内的热解管22的整个长度之上延伸。
[0048]四个空气输送管41a_d从周围环境延伸到氧化区中并且将含氧的空气输送到氧化区中。四个新鲜空气输送管道41a_d中的每一个在其外置的端部上设有可控的节流阀42a_d，借助于所述可控的节流阀能够降低或者提高经过相应的空气输送管的空气输送量。
[0049]部分气化的固体从热解管开口 22a中向下排出并且形成还原焦煤锥体53。还原焦煤锥体53侧向地由设置在井式气化器之内的板漏斗13限界，在金属板漏斗13之下再次扩宽并且最后又在下部的排出漏斗14中汇集到排出开口 14a中，所述排出开口汇集在螺旋运输设备60中。借助于螺旋运输设备60能够从井式气化器中排放出灰。所述灰排放的量能够通过调节螺旋运输设备的转速来设定。
[0050]在外壁12和还原区漏斗13之间的区域中设置有环绕的空腔55。从所述空腔55中能够借助于抽出开口 56通过气化井壁12从还原区中向外抽出可燃气体。
[0051]通过抽出开口 56抽出可燃气体是在井式气化器上主动进行的唯一的气体运输运动。通过在还原区53中由此实现的负压将部分氧化的热解气体从氧化区43中抽吸到还原区中并且此外通过氧化区43中的再次借此实现的负压将热解气体从热解区23穿过在固体输送管和热解管之间的环形腔抽吸至热解管中的径向开口 24，并且从那抽入到氧化区中。同样地，通过在氧化区中由于抽出可燃气体产生的负压将新鲜空气通过新鲜空气输送管道41a-d抽吸到氧化区中,其中该新鲜空气输送能够通过节流设备42a_d来控制。
[0052]温度传感器45a、b在氧化区中设置在热解管的两侧并且检测氧化区中的温度。温度传感器45a、b与调节设备连接,所述调节设备控制节流阀42a_d。如果调节设备确定过低的额定值温度，那么提高空气输送并且，如果调节设备确定过高的温度，那么降低空气输送。以规则的间距降低额定值温度并且观察调节特性。如果由于降低额定值温度通过涉及空气输送降低的调节特性来实现实际温度的下降，那么调节设备确定氧化区中的期望的次化学计量的燃烧比进而返回到原始的额定值温度上。如果相反调节设备确定:氧化区中的实际温度由于调节特性而在额定值温度下降之后上升，那么所述调节设备确定超化学计量的燃烧比并且通过向左调节来执行校正调节，其中在进行降低空气输送时在化学计量的燃烧比情况下经过温度最大值并且然后在进一步降低空气输送时在正常的调节特性中在次化学计量的范围内调节额定值温度。在达到额定值温度之后，然后也在该情况下再次设定原始温度。以两个小时的规则的时间间隔重复该控制过程。
[0053]固体输送管21还有热解管22是高度可调的。通过提升热解管能够在相应地缩小热解区23的同时扩大还原区53。如果在热解管固定的情况下提升固体输送管，那么仅扩大热解区。如果同时提升固体输送管和热解管，那么在保持热解区23的大小的情况下扩大还原区53。以相应的方式能够通过相反地推入两个管21、22而能够缩小热解区和/或还原区。
[0054]图3示出本发明的第二实施形式。所述实施形式与第一实施形式的不同之处在于，代替唯一的热解区23而在唯一的井式气化器中设置有多个热解区123a、b、C、d。所述多个热解区123a_d通过 各具有设置在其中的固体输送管121a_d的相应多个热解管122a_d来限定。在此，每个固体输送管121a_d与两个固体输送运送螺杆连接，使得一个固体输送螺杆分别对两个固体输送管供应固体。
[0055]氧化区143a_e设置在各个热解区之间并且设置在热解区和井外壁112之间。
[0056]此外，在热解区之下形成通过多个进入到彼此中的焦煤锥体形成的还原区。焦煤锥体的高度能够通过提升或者降低热解管来调节，其中能够对各个热解管121a_c实施同时的或者分开的提升或者下降。
[0057]根据图3的井式气化器相对于根据图1的井式气化器不具有不同的作用原理，然而由于多个热解区而能够在有效地气化时实现显著更高的固体通过量进而实现可燃气体
的显著更高的产量。
【权利要求】
1.一种用于从含碳的固体中产生可燃气体的井式气化器，包括: -包围井式气化器内腔的井壁(12)； -设置在所述井式气化器内腔中的热解区(23)，所述热解区具有 籲用于将含碳的固体输送到所述井式气化器中的固体输入开口(21a)， ?用于将部分气化的含碳的固体输出的固体输出开口(22a)， ?用于热解气体的气体输出开口(24)， -设置在所述井式气化器内腔中的氧化区(43)，所述氧化区与所述热解区成热学接触，所述氧化区具有 ?与所述热解区的气体输出开口连接的用于输送来自所述热解区中的热解气体的气体输入开口(41a-d)， ?气体输出开口(44)和 其特征在于，所述氧化区(43 )设置在所述热解区(44 )和所述井壁之间。
2.根据权利要 求1所述的井式气化器，其特征在于设有设置在所述井式气化器内腔中的还原区(53)，所述还原区具有 籲固体输入开口，所述固体输入开口与所述热解区的固体输出开口连接以用于将部分气化的含碳的固体输送到所述还原区中， 籲固体输出开口(14a)，所述固体输出开口用于将气化的含碳的固体从所述井式气化器中输出， 籲气体输入开口(44)，所述气体输入开口与所述氧化区的气体输出开口连接以用于将来自所述氧化区的部分氧化的热解气体输送到所述还原区中，和 籲气体输出开口(56)，所述气体输出开口用于将可燃气体从所述井式气化器中抽出。
3.根据权利要求2所述的井式气化器，其特征在于，所述还原区(53)在重力方向上设置在所述热解区(23)之下以用于将来自所述热解区中的固体借助重力输送到所述还原区中。
4.根据上述权利要求之一所述的井式气化器，其特征在于，两个或更多的热解区(123a-d)以彼此间隔的方式设置在所述井式气化器内腔之内，并且一个或多个氧化区(143a_e)设置在两个或更多所述热解区之间并且设置在所述热解区和所述井壁之间。
5.根据上述权利要求之一所述的井式气化器，其特征在于设有热解气体引导装置，所述热解气体引导装置构成用于将在所述热解区中产生的所述热解气体 -从所述热解区中引出， -以与所述热解区间隔的方式向上引导并且 -汇集到所述氧化区的沿重力方向上面的部分中。
6.根据上述权利要求之一所述的井式气化器，其特征在于，所述热解区的固体输出开口(22a)以能够竖直移动的方式在所述井式气化器中被引导并且能够被定位在所述井式气化器之内的具有不同的高度的至少两个位置中。
7.根据上述权利要求之一所述的井式气化器，其特征在于，所述热解区的固体输入开口(21a)以能够竖直移动的方式在所述井式气化器中被引导并且能够被定位在所述井式气化器之内的具有不同的高度的至少两个位置中。
8.根据权利要求6和7所述的井式气化器，其特征在于，所述热解区的固体输入开口包括固体输送管(21)的轴向开口(21a)，所述固体输送管设置在热解管(22)之内，并且所述热解区的固体输出开口包括所述热解管(22)的轴向开口(22a)。
9.根据上述权利要求之一所述的井式气化器，其特征在于设有 -温度传感器(45a，b )，其用于检测所述氧化区中的温度， -空气量输送设备(41a-d，42a_d)，其用于提高和/或降低含氧的气体到所述氧化区的输送，和 -与所述温度传感器和所述空气量输送设备以信号的方式耦联的调节设备，所述调节设备构成为用于，通过根据所述温度传感器的信号借助存储在所述调节设备的电子存储设备中的分配关系来控制所述空气量输送设备(42a-d)的方式来调节所述氧化区(43)中的次化学计量的燃烧。
10.根据上一项权利要求所述的井式气化器，其特征在于，所述调节设备构成为用于，借助所存储的所述分配关系控制所述空气量输送设备，使得 ?当所述信号示出低于预设的额定值温度的温度时，提高空气输送，和 ?当所述信号示出高于预设的额定值温度的温度时，降低空气输送。
11.根据上述权利要求8至10之一所述的井式气化器，其特征在于，所述调节设备构成为用于 -以规则的时间间隔以预设的数值改变所述额定值温度和 -为了达到所改变的额定值温度借助调节特性确定:是否在所述氧化区中发生次化学计量或者超化学计量的燃烧，和 -然后根据该确定重新确定空气输送，使得调节次化学计量的燃烧，尤其是通过下述方式来进行:当借助于所述调节特性确定次化学计量的燃烧时，将所述额定值温度再次以预设的数值返回到在改变之前存在的额定值温度上，或者 ?当借助于调节特性确定超化学计量的燃烧时，降低空气输送直至达到所改变的额定值温度。
12.根据权利要求11所述的井式气化器，其特征在于，所述调节设备构造用于，以规则的时间间隔以预设的数值降低所述额定值温度 ?当在提高空气输送的情况下实际温度上升时，在所述氧化区中确定次化学计量的燃烧，或者 ?当在提高空气输送的情况下实际温度下降时，在所述氧化区中确定超化学计量的燃Jyti， 并且所述调节设备进一步构成为用于然后根据该确定重新确定空气输送，使得调节次化学计量的燃烧，其方式在于: 籲当借助于所述调节特性确定次化学计量的燃烧时，再次以预设的数值提高所述额定值温度，或者 ?当借助于调节特性确定超化学计量的燃烧时，降低空气输送直至达到所改变的额定值温度。
13.用于从含碳的固体中产生可燃气体的方法，具有下述步骤: -将含碳的固体输送到设置在井式气化器内腔中的热解区中，-将来自所述热解区中的热解气体输送到设置在所述井式气化器内腔中的氧化区中， 其特征在于，将来自所述热解区中的所述热解气体朝径向外部输送到所述氧化区中。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于设有下述步骤 -将来自所述热解区中的部分气化的含碳的固体输送到设置在所述井式气化器内腔中的还原区中，尤其是在绕开所述氧化区的情况下进行输送， -将来自所述氧化区中的部分氧化的热解气体输送到所述还原区中，和 -从所述还原区中抽出可燃气体。
15.根据上述权利要求13至14之一所述的方法，其特征在于设有下述步骤: -借助于一个或多个温度传感器检测所述氧化区中的温度， -借助于空气量输送设备提高/降低含氧的气体到所述氧化区的输送，和-借助于与所述温度传感器和所述空气量输送设备以信号的方式耦联的调节设备调节所述氧化区中的次化学计量的燃烧，其方式在于: 籲借助于存储在调节设备的电子存储设备中的分配关系根据所述温度传感器的信号控制空气量输送。
16.根据上一项权利要求15所述的方法，其特征在于设有下述步骤: -以规则的时间间隔以预设的数值改变所述额定值温度， -为了达到改变的额定值温度借助于调节特性确定，是否在所述氧化区中发生次化学计量或者超化学 计量的燃烧，和 -根据所述确定来确定空气输送，使得调节次化学计量的燃烧，尤其是通过下述方式来进行: ?当借助于调节特性确定次化学计量的燃烧时，将所述额定值温度再次以预设的数值返回到在改变之前存在的额定值温度上，或者 ?当借助于调节特性确定超化学计量的燃烧时，降低空气输送直至达到所改变的额定值温度。
【文档编号】C10J3/66GK103619997SQ201280014402
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年3月22日 优先权日:2011年3月22日
【发明者】阿明·施瓦茨, 维尔弗里德·里希特 申请人:大荷兰人国际有限公司