DD275879A1 - Anordnung zur kondensatabscheidung in gegenstrom-holzgeneratoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kondensatabscheidung in Gegenstrom-Holzgeneratoren. Die Erfindung beschreibt einen Gegenstromholzgasgenerator mit einem verringerten Anteil an Teerstoffen im erzeugten Brenngas, der ohne Energiezufuhr und zusaetzliche nachgeschaltete Einrichtungen ein Umweltfreundliches und in Verbrennungskraftmaschinen betreibbares Gas erzeugt. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass oberhalb der Holzschuettung mindestens zwei parallel drehbare Prallplatten in gleicher Richtung geneigt und mit einem Abstand von etwa 100 mm angebracht sind. Dabei beruehrt die untere Prallplatte mit ihrem unteren und seitlichen Aussenrand die Generatorinnenwand, so dass das aufsteigende heisse Gas abgelenkt wird und nur durch den Spalt zwischen Generatorinnenwand und unterer Prallplatte gelangt. Die obere Prallplatte liegt dagegen mit ihrem oberen und seitlichen Aussenrand an der Generatorinnenwand an. Dadurch lenkt sie das erzeugte Gas in die entgegengesetzte Richtung, entsprechend dem Neigungswinkel der Prallplatte ab. Somit stroemt das Gas durch den Spalt zwischen Generatorinnenwand und unterem Teil der oberen Prallplatte zum Gasaustausch des Holzgasgenerators. Die obere Prallplatte zum ist doppelwandig und kuehlbar. Durchstroemt das erzeugte Gas den Bereich zwischen den beiden Prallplatten, bewirkt die Kuehlung der oberen Prallplatte ein Kondensieren des Teeranteiles, der sich auf der unteren Prallplatte absetzt und entsprechend ihres Neigungswinkels abfliesst. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

« Anwendungsgebiet der Erfindung

Did Erfindung betrifft einen Gegonstromholzgasgenerator mit einem verringerten Anteil an Teerstoffen im erzeugten Brenngas.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß im aus Holzgasgeneratoren erzeugton Gas eine großer Anteil Wasserdampf und Teer enthalten ist. Diese Bestnndteile gefährden die Umwelt und müssen für die Verbrennung des Gases, besonders in Verbrennungskraftmaschinen, ausgeschieden werden. Dazu gibt es verschiedenste Lösungen. In vielen ahnlichen Einsatzfällen hat sich die elektrostatische Gasreinigung bewährt. Ihr Ausscheidungsgrad kann durch in Reiheschaltung mehrerer Einheiten in ausreichendem Maß gesichert werden. Es ist jedoch ein Elektroenergiebedarf von etwa 0,4-1,9 kWh je 1000 Kubikmeter Gas erforderlich, der die Energiebilanz In negative Richtung beeinflußt (Vauck, W.; Müller, H.: .Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik"; Verlag Theodor Steinkcpff; Dresden-Leipzig; 1974/Först, W.: „Ullmann'sEncyklopädie dor technischen Chemie" I.Band; Verlag Urban-Schwarzenberg; München-Berlin; 1951).

Mit der Lösung aus DE 3131476 wird das Kondensat in einem Ringkanal, der an der gekühlten Haube eines . Gleichstromholzgasgenerators angebracht ist, aufgefangen. Im Gas aus Gegenstromgeneratoren ist jedoch der Teergehalt bis zu 200mal so groß, wie in Generatoren dieser Bauart (Bierter, W.: .Holzvergasung"; Verlag C. F. Müller; Karlsruhe; 1982), so daß der erforderliche Abscheidungsgrad mit dieser Lösung nicht unter allen Betriebsbedingungen in Gegenstromholzgasgeneratoren erreicht wird. Außerdem ist eine Regelung des E.itgasungs- und Abscheidungsprozesses nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, aus Gegenstromholzgasgeneratoren ohne Energiezufuhr ein umweltfreundliches und in Vorbrennungskraftmbschinon betreibbares Gas zu erhalten.

Darlegung dss Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, das Im erzeugton Gas aus Holzgasgeneratoren enthaltene Kondonsat bostohend aus Wasser und Toeranteilen, weitestgohend auszuscheiden. Es wird ein Ausscheidungsgrad orfordorllch, der eine ökologische Unbodenkllchkolt und oino Eignung des orzougton Gases für den Betriob in Vorbrennungskraftmaschinon gowöhrlolstot. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, deS oberhalb der Holzschüttung zwei parallol drehbare Prallplatten in gloicher Richtung geneigt und mit einem Abstand von 10 bis 20% des Durchmoäsors der Prallplatte angebracht sind. Daboi borührt die untoro Prallplatte mit fhrom unteren und eoitlichen Außenrand die Generatorinnenwand, so daß das aufsteigende hoiße Gas abgelenkt wird und nur durch don Spalt zwischon Genoratorinnenwand und unterer Prallplatte gelangt. Die obere Prallplatte liegt dagogen mit ihrem oboren und seitlichen Außonrand an der Generatorinnenwand an. Dadurch lenkt sie das erzeugte Gas In die ontgogongesotzto Richtung, entsprechend dem Neigungswinkel der Prallplatte ab. Somit strömt das Gas

durch den Spalt zwischen Generatorinnenwand und unterem Teil der oberen Prallplatte zum Gasaustritt des Holzgasgenerators. Die obere Prallplatte ist doppelwandig und an dem Hohlraum befindet sich im unteren Teil der Kühlwasserzufluß und im oberen Teil der Wasser' bzw. Wasserdampfaustritt. Durchströmt das erzeugte Gas den Bereich - zwischen den beiden Prallplatten, bewirkt die Kühlung der oberen Prallplatte ein Kondensieren des Teeranteiles, der sich auf der unteren Prallplatte absetzt und entsprechend ihres Neigungswinkels abfließt. Als besonders günstig erweist es sich, die untere Prallplatte zu ihrer Drehachse vom Aiißeridurchmesser ausgehend mit einem Gefälle auszulegen, so daß das abgesetzte Kondensat am tiefsten Punkt der Prallplatte zusammenläuft und dort aufgefangen wird. Es ist möglich, das aufgefangene Kondensat dem Prozeß erneut zuzuführen und die in ihm enthaltenen brennbaren Bestandteile weiter aufzuspalten.

Durch die Erwärmung auf der unteren Prallplatte kann das Kondensat teilweise in brennbare Bestandteile zerlegt werden und mit dem heißen erzeugten Gas den Holzgasgenerator verlassen. Um diesen Effekt ausnutzen zu können, ist eine Abkühlung des Gases in Temperaturbereiche um 15O⁰C erforderlich. Dies kann unter bestimmten Bedingungen mit nur einer gekühlten Prallplatte nicht erreicht werden. Für diese Fälle ist eine weitere in gleicher Weise gekühlte Prallplatte, ebenfalls parallel geneigt einzusetzen. Diese muß mit ihrem äußeren Rand im unteren seitlichen Bereich an der Generatorinnenwand anliegen, um die orforderliche Richtungsänderung der Gasströmung zu erzielen. Eine Erhöhung der Kühlleistung kann zusätzlich durch beliebige zur Strömungsrichtung verlaufende Kühlrippen an den Prallplatten erzielt werden. Je nach Anordnung der Kühlrippen kann die Strömungsgeschwindigkeit für die Kondensatabscheidung in optimaler Weise beeinflußt werden.

Mit einem so ausgestalteten Gegenstromholzgasgenerator ist ohne zusätzliche Einrichtungen und Energieaufwändungen ein ausreichender Kondensatausscheidungsgrad erreichbar.

Das zur Kühlung der oberen Prallplatten verwendete Wasser kann als Wärmeenergieträger für Beheizung, Warmwasserbereitstellung bzw. die Trocknung des Holzes genutzt werden. Außerdem ist mit dem variablen Kühlwassermassenstrom eine Regelmöglichkeit für eine optimierte Kondensatabscheidung gegeben. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Drehbarkeit der Prallplatten. Besonders in kritischen Betriebsphasen, wie z.B. dem Anheizen, bewirkt ein Anstellen der Prallplatten einen kürzeren zeitlichen Verlauf dieser Phasen. Dadurch kann der Generator schneller bzw. länger Gas mit ausreichender Qualität erzeugen.

AusfOhrungsbelsple!

Anhand eines doppelwandigen, runden Gegenstromholzgasgenerators soll die Erfindung näher erläutert werden. In den Zeichnungen zelgon

Fig. 1: eine Schnittdarstellung durch einen Gegenstromholzgasgenerator mit zwei Prallplatten für die Kondensatabscheidung

ohne Kühlrippen,

Fig. 2: in einer Draufsicht den Gegenstromholzgasgenerator mit der oberen Prallplatte und deren "»ühlmittelzu- und -abfluß, Fig. 3: eine Schnittdarstellung der oberen Prallplatte mit verschiedenen Ausführungen der Kühlrippen.

Oberhalb des Glutbettes 6 sind zwei parallel drehbare Prallplatten 1 und 2 in gleicher Richtung geneigt und mit einem Abstand von 10 bis 20% des Durchmessers der Prallplatte im Gegenstromholzgasgenerator angebracht. Dabei berührt die untere Prallplatte 1 mit ihrem unteren und seitlichen Außenrand die Generatorinnenwand 5, so daß das aufsteigende heiße Gas abgelenkt wird und nur durch den Spalizwischen Generatorinnenwand δ und unterer Prallplatte 1 gelangt. Die obere Prallplatte 2 Hegt dagegen mit ihrem oberen und seitlichen Außonrand an der Generatorinnenwand an. Dadurch lenkt sie das erzeugte Gas in die entgegengesetzte Richtung, entsprechend dem Neigungswinkel der Prallplatte ab. Somit strömt das Gas durch den Spalt zwischen Generatorinnenwand 5 und unterem Teil der oberen Prallplatte zum Gasaustritt 7 des Holzgasgenerators. Die obere Prallplatte 2 ist doppelwandig und an dem Hohlraum befindet sich im unteren Teil der KühK^asserzufluß 3 und im oberen Teil der Wasser- bzw. Wasserdampfaustritt 4. Durchströmt das erzeugte Gas den Bereich zwischen den beiden Prallplatten 1 und 2, bewirkt die Kühlung der oberen Prallplatte 2 ein Kondonsieren des Teeranteiles, der sich auf der unteren Prallplatte 1 absetzt und entsprechend ihres Neigungswinkels abfließt. Als besonders günstig erweist es sich, die untere Prallplatte 1 zu Ihrer Drehachse vom Außendurchmesser ausgehend mit einem Gefälle auszulegen, so daß das abgesetzte Kondensat am tiefsten Punkt der Prallplatte 1 zusammenläuft und dort aufgefangen wird. Es ist möglich, das aufgefangene Kondensat dem Prozeß erneut zuzuführen i<nd die in ihm enthaltenen brennbaren Bestandteile weiter aufzuspalten.

Durch die Erwärmung auf der unteren Prallplatte 1 kann das Kondensat teilweise in brennbare Bestandteile zerlegt werden und mit dem heißen erzeugten Gas den Holzgasgenerator verlassen. Um diesen Effekt ausnutzen zu können, ist eine Abkühlung des Gases In Temperaturbereiche um 1B0X erforderlich. Dies kann unter bestimmten Bedingungen mit nur einer gekühlten Prallplatte 2 nicht erreicht werden. Für diese Fälle ist eine weitere in gleicher Weise gokühlto Prallplatte 2, ebenfalls parallel geneigt einzusetzen. Diese muß mit ihrem äußeren Rand im unteren und seitlichen Boreich an der Genoratorinnenwand 5 anliegen, um die orforderliche Richtungsänderung der Gasströmung zu erzielen. Eine Erhöhung der Kühlleistung kann zusätzlich durch beliebig zur Strömungsrichtung vorlaufende Kühlrippon β an den Prallplatten erzielt werden. Jo nach Anordnung der Kühlrippon 8 kann die Strömungsgeschwindigkeit für die Kondonsatabscholdung in optimalor Woiso beeinflußt worden.

Claims (6)

1. Anordnung zur Kondensatabscheidung in Gegenstromholzgasgeneratoren, gekennzeichnet dadurch, daß oberhalb der Holzschüttung mindestens zwei parallele Prallplatten mit einem Abstand von 10 bis 20% des Durchmessers der Prallplatten geneigt angeordnet sind, wobei die untere Prallplatte mit ihrem Außenrand im ur ieren und seitlichen Teil der Generatorinnenwand, die obere Prallplatte dagegen im oberen und seitlichen Bereich die Generatorinnenwand berührt und zusätzlich über mindestens einen Hohlraum mit jeweils einem Kühlmittelzu- und -abfluß verfügt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine weitere kühlbare Prallplatte, die mit ihrem oberen und seitlichen Außenrand an der Generatorinnenwand anliegt, in gleicher Weise oberhalb der anderen kühlbaren Prallplatte angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß alle Prallplatten parallel drehbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die untere Prallplatte zur Drehachse nach oben einen Winkel kloiner 180° einschließt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß an den kühlbaren Prallplatten zusätzliche Kühlrippen angebracht sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Prallplatten mit mindestens 75% ihrer jeweiligen Außenränder an der Generatorinnenwand anliegen.