EP2016159B1 - Gazéificateur de biomasse et procédé de gazéification allothermique de biomasse - Google Patents

Gazéificateur de biomasse et procédé de gazéification allothermique de biomasse Download PDF

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EP2016159B1
EP2016159B1 EP07722278.4A EP07722278A EP2016159B1 EP 2016159 B1 EP2016159 B1 EP 2016159B1 EP 07722278 A EP07722278 A EP 07722278A EP 2016159 B1 EP2016159 B1 EP 2016159B1
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Schillingmann Dieter
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
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    • C10J2200/09—Mechanical details of gasifiers not otherwise provided for, e.g. sealing means
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    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/158—Screws
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1253—Heating the gasifier by injecting hot gas

Definitions

  • the main reactor of the biomass gasifier has one or more elongated heating elements in the core (s) of the transport screw (s) which, in addition to the heating from outside, heat / heat the interior of the main reactor without any replacement of the heat transfer medium with the interior of the main reactor takes place, ie the heat transfer takes place through the walls of the soul into the interior of the reactor.
  • the secondary reactor and / or the prereactor may also have such heating elements in the core (s) of the screw conveyor (s), in particular for the secondary reactor because higher temperatures are required than in the prereactor.
  • other energy input method may additionally be used, such as microwaves, plasma, induction, or internal heat transfer materials, which are externally heated and internally used in the reactor for heat dissipation, for example, CaO from the main reactor CaCO 3 after CO 2 uptake is.
  • the main reactor is so named because here according to the process objective, the main reaction takes place, namely the full pyrolysis and the primary gasification (proportionate generation of the highest amount of hydrogen).
  • water vapor is needed.
  • This water vapor can also be introduced by a rotary valve in the carburetor mixing and conveying shaft such that the water vapor is introduced optimally from the inside centrally (eg along the axis of rotation with possibly several outlet points) in the secondary reactor for the steam reforming and gasification process.

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  • Treatment Of Sludge (AREA)

Claims (15)

  1. Gazéificateur de biomasse, comprenant
    • un préréacteur (1), ledit préréacteur (1) présentant un chauffage extérieur,
    • un chargement du préréacteur (1) avec de la biomasse,
    • un réacteur principal (2) contenant de la matière solide, ledit réacteur principal présentant au moins une vis transporteuse (4) et un dispositif de chauffage disposé à l'extérieur,
    • un réacteur secondaire et
    • de la matière solide sous la forme d'un lit de matière solide dans le réacteur secondaire,
    caractérisé en ce que
    • le préréacteur (1) est rempli au moins en partie avec de la biomasse à transformer et à sécher pour l'amenée d'une matière solide et d'un gaz dans le réacteur principal (2),
    • le réacteur principal (2) présente au moins sur une portion un ou plusieurs éléments chauffants allongés (5) dans l'âme/les âmes d'au moins une des vis transporteuses (4),
    • le gazéificateur de biomasse présente en outre un réacteur secondaire (3) et le réacteur secondaire (3) présente au moins en un endroit le long de la voie de transport de la matière solide, sur toute la section transversale du réacteur, un lit de matière solide à un degré de remplissage de 95 à 100 % en volume, et
    • le réacteur secondaire (3) présente un degré de remplissage en matière solide plus élevé que le réacteur principal (2),
    le réacteur principal (2), et par la suite le réacteur secondaire (3), présente aussi bien un courant de matière solide qu'un courant gazeux du gaz se dégageant au cours du procédé dans le même sens de circulation, le réacteur principal (2) et le réacteur secondaire (3) étant le cas échéant des zones d'un même réacteur.
  2. Gazéificateur de biomasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le degré de remplissage atteint 95 à 100 %, de préférence environ 100 % à l'extrémité du réacteur secondaire (3).
  3. Gazéificateur de biomasse selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément chauffant/les éléments chauffants (5) dans l'âme/les âmes du réacteur est/sont conçu(s) sous la forme de lances fermées, dans lesquelles un gaz chauffant (6) est introduit à l'intérieur, lequel circule à l'intérieur jusqu'à l'extrémité de la lance et puis revient vers l'extérieur contre les parois intérieures de la lance.
  4. Gazéificateur de biomasse selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le préréacteur (1) présente une ou plusieurs vis transporteuses, de préférence une double vis.
  5. Gazéificateur de biomasse selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réacteur secondaire (3) présente un dispositif de chauffage intérieur supplémentaire (5), de préférence conçu sous la forme d'une âme chauffée, le dispositif de chauffage intérieur occupant seulement les 2/3 avant, de préférence les 50 % avant du réacteur secondaire (3).
  6. Gazéificateur de biomasse selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis transporteuse (4) du réacteur principal (2) est munie d'aubes grâce auxquelles la matière solide peut être soulevée hors du lit de pyrolysat et peut y retomber à nouveau.
  7. Procédé de gazéification de la biomasse dans un gazéificateur de biomasse comprenant un préréacteur (1), un réacteur principal (2) et un réacteur secondaire (3), caractérisé en ce que la biomasse présente dans le préréacteur (1) conçu sous la forme d'un réacteur tubulaire est séchée, pyrolysée, mélangée, transportée et le cas échéant compressée, à des températures allant de 200 à 700°C, et la matière solide pyrolysée ou partiellement pyrolysée est alimentée dans le réacteur principal chauffé depuis l'extérieur, lequel est également conçu sous la forme d'un réacteur tubulaire, où une ou plusieurs vis transporteuses (4), comprenant au moins un élément chauffant (5) allongé chauffé depuis l'extérieur dans l'âme d'au moins l'une des vis transporteuses (4), prennent la matière solide, la matière solide est chauffée à une température de 700 à 950°C et est alors gazéifiée de manière allothermique en l'absence d'oxygène par conversion avec de la vapeur d'eau, la matière solide étant transportée dans le réacteur secondaire (3) où celle-ci est compressée et le réacteur secondaire (3), à travers lequel le gaz circule, présentant un degré de remplissage de 80 à 100 % en volume au moins jusqu'à son extrémité, le réacteur secondaire (3) présentant un degré de remplissage en matière solide plus élevé que le réacteur principal (2) et les gaz dégagés traversant la matière solide dans le réacteur principal (2) et secondaire (3) dans le même sens de circulation et un gaz de synthèse riche en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone étant retiré du réacteur secondaire (3), conjointement avec les cokes de pyrolyse.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il règne dans le réacteur secondaire (3) une température de 600 à 950°C, de préférence de 800°C à 850°C.
  9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le réacteur secondaire (3) présente un degré de remplissage de 95 à 100 % en volume au moins jusqu'à son extrémité, à travers lequel le gaz circule.
  10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que de l'oxyde de calcium est amené au réacteur principal (2) de manière à permettre, après absorption du dioxyde de carbone dans le réacteur principal (2), son recyclage entre autres par chauffage, pour réobtenir de l'oxyde de calcium.
  11. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 7, 8 ou 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans le gazéificateur de biomasse selon l'une des revendications 1 à 6.
  12. Procédé selon la revendication 7 ou 11, caractérisé en ce que de la biomasse provenant du préréacteur (1) et ayant une humidité résiduelle est introduite dans le réacteur principal (2), celle-ci servant d'agent de gazéification pour le reformage de la vapeur d'eau pour le réacteur principal (2), et de l'eau est additionnée en cas de nécessité.
  13. Procédé selon la revendication 7 ou 11, caractérisé en ce que le réacteur secondaire (3) présente une sortie de cendre dans sa zone arrière et la cendre sortante est soumise à une combustion aérienne pour produire de l'air chaud.
  14. Procédé selon la revendication 7 ou 11, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs autres agents de gazéification, comme en particulier de la vapeur d'eau, de l'air ou un mélange gazeux contenant ou se composant d'oxygène, sont additionnés par le biais de conduites d'alimentation, en particulier dans le réacteur secondaire (3), de manière à les introduire directement dans le lit de pyrolysat.
  15. Procédé selon la revendication 7 ou 11, caractérisé en ce que le préréacteur (1), en particulier sur une portion, compresse la matière solide, notamment au moyen d'une vis transporteuse, de sorte que la résistivité volumique pour le gaz, sous la forme d'une écluse à gaz, soit augmentée au moins du double par rapport à la résistivité volumique à l'entrée du réacteur principal (2).
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