[发明专利]用于生产用于运行内燃机的合成气体的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于由有机固体燃料生产用于运行内燃机的合成气体的方法和装置，所述固体燃料在热解反应器中在没有氧引入的情况下分解成热解产物，其中，接着所有热解产物从所述热解反应器中从下方引入给另外的反应器，其中，在所述另外的反应器中所产生的合成气体从所述另外的反应器中取出作为产物气体并且直接或间接引入给所述内燃机，并且其中，所述热解反应器以至少一个用于输送所述固体燃料的热解蜗杆来运行。

背景技术

例如由DE 10 2010 012 487 A1已知这样的方法以及相应的装置。

为了能量转变已知的是气化固体燃料。为了运行相应的气化设备，在此所使用的固体燃料、尤其在有机固体燃料的情况下的不同的性质已经被证明为关键的。这例如涉及焦油的形成或由焦油所产生的产物的纯化、所使用的燃料的灰熔化特性、气化过程中灰的产生和特性、杂质（Störstoffe）如H₂S、COS、NH₃和HCN以及与焦油相关联的灰尘的产生。

在热地使用固体燃料时仅须考虑排放物极限值，而在燃气涡轮机中使用所产生的合成气体（例如以用于电流产生）方面的要求显著较高。

例如在马达驱动式的使用方面在所产生的合成气体中的高焦油含量可能导致后置的燃气发动机发生损伤。

虽然应用生物废料如淤泥已出于环境保护和耐久性的原因而高度地被期望，但是正是在此对于通过气化的应用而言产生特别的挑战。

淤泥通常具有高的灰份额以及低的灰熔化温度。因此例如由于灰熔点而通常不可能的是，设置有在固体燃料如淤泥的情况下在所述气化设备中通过高温来对焦油进行二次处理，以便避免在气化期间不期望的残渣形成。

在由WO 2011/110 138 A1已知的、用于生产合成气体的方法和所属的装置中使用植物油或柴油用于对焦油的合成气体进行二次纯化。在此描述用于由有机固体燃料生产用于运行内燃机的合成气体的装置，所述固体燃料在热解反应器中在没有氧引入的情况下分解成热解油、热解焦炭和热解气体，其中，接着将所述热解油以及所述热解焦炭引入给流化床反应器（Wirbelschicht-Reaktor），所述流化床反应器借助于以高于所述流化床反应器的流化床的床料的最小松散速度的速度的空气引入来流化，并且其中，在所述流化床反应器中所产生的合成气体从所述流化床反应器中取出作为产物气体并且直接或间接引入给所述内燃机。所述热解气体在使用之前以例如RME来洗涤。然而，这时而导致洗涤剂的皂化，一旦使用富碱燃料的话。

此外在现有技术中尝试，已经避免焦油的形成，来代替随后去除焦油。为此例如在DE 10 2007 012 452 A1和DE 10 2010 018 197 A1提出，将热解或热分解前置于本来的气化过程作为预气化。然而在该处描述的过程尤其适用于具有低灰份额以及低灰密度（Aschedichte）的燃料，因为灰尘作为飞灰离开所述反应器。

在WO 02/004 574 A1中提出在使用对流固定床热解情况下的方法。包含在热解气体中的焦油为了裂化而被导引通过热焦炭床。在另一步骤中使所述焦炭在流化床中燃烧并且热灰的一部分添加给焦炭床。然而需要水蒸气产生器，由此整个过程变得更复杂并且成本更高。同样，水蒸气与焦油的必要的反应比与空气的反应进行地明显慢以及有时候进行得不完全。

在WO 2010/015 593 A2中描述如下过程，在所述过程中，在与水蒸气的异热的第一气化中在流化床中借助于燃烧器将挥发性元素从燃料中除去并且在后置的过程中将来自所述第一过程的焦炭以自热的方式进行气化。来自所述过程的两个气体流被聚集在一起并且共同进一步被处理。虽然在此能够较简单地进行过程控制，然而需要蒸气锅和附加的燃烧器能量，以便将异热的第一过程保持运转。此外，未设置有最初的焦油减少，只要来自所述第一过程的气体不能与空气再反应和/或与焦炭床到达密集的（intensiven）接触。

在已经引用的WO 2011/110 138 A1中也提出两阶段过程。燃料在转动管中被热解，然后被分成焦炭和气体并且所述焦炭在流化床中被气化。该过程在技术上难以操作，因为在热的侧上需要进行气体-固体物质分离。在该方法中从所述焦炭获取的合成气体应该接着又与热解气体混合。在此不利的是，必须非常准确地控制压力比。另外的问题由筒或转动管的使用来产生，因为所述筒或转动管根据经验不能承受住高压。也不利的是，在该方法中所使用的排气式通风机仅具有短的预期寿命。由于在所述装置中的负压此外导致空气的输入，由此可能产生不受控制的爆炸区。