ES2235961T3 - Procedimiento y dispositivo para obtener gases de combustion ricos en valor calorifico. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para obtener gases de combustion ricos en valor calorifico.Info
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Abstract
Procedimiento para obtener gases de combustión ricos en valor calorífico, en el que materiales que contienen carbono se gasifican alotérmicamente en un lecho fluidizado que contiene partículas sólidas con ayuda de un medio de gasificación en forma de gas bajo suministro de calor y los gases formados se separan de las partículas sólidas y se expulsan, calentándose indirectamente las partículas sólidas en un primer lecho (1) descendente y suministrándose en un segundo lecho (2) ascendente, fluidificado, en el que se forma el lecho fluidizado y tiene lugar la parte principal de la gasificación.
Description
Procedimiento y dispositivo para obtener gases de
combustión ricos en valor calorífico.
La invención se refiere a un procedimiento para
obtener gases de combustión ricos en valor calorífico, así como a un
dispositivo para la realización del procedimiento.
Una economía sostenible está cada vez más en el
núcleo del objetivo social. La producción de energía a partir de
materiales de desecho y sustancias renovables, como por ejemplo,
materiales de combustión biogénicos en el primer uso o en uso
sucesivo, adquiere con ello un significado especial. Además la
producción de hidrógeno a finales del siglo XX se aproxima cada vez
más al interés general, en parte por el comienzo del uso de
hidrógeno en pilas de combustible.
El uso energético de combustibles sólidos,
pastosos o líquidos tiene lugar mayormente mediante combustión con
uso a continuación del calor liberado con la combustión, unido
previamente de forma química.
Además de esto, existen desde hace tiempo
planteamientos de establecer procedimientos de gasificación para la
producción de gases de combustión ricos en valor calorífico a partir
de combustibles sólidos, viscosos o líquidos. La parte combustible
del gas bruto en cada gasificación se compone en gran parte de
hidrógeno y monóxido de carbono, en proporciones menores, están
metano e hidrocarburos más elevados. Toda clase de gasificación es,
por tanto, un productor de hidrógeno.
Una ventaja básica de la gasificación frente a la
combustión es que los materiales nocivos contenidos en la sustancia
de salida en atmósfera reductora se transforman en componentes o en
compuestos químicos relativamente sencillos. Los volúmenes de gases
son, en comparación con la combustión, claramente menores, de manera
que puede realizarse una depuración del gas en la gasificación de
forma más sencilla y económica en comparación con la combustión y
teniendo un mismo objetivo.
Hay tres tipos básicos de procedimientos de
gasificación:
- 1.
- La gasificación de combustibles sólidos, viscosos o líquidos con el medio de gasificación aire es técnicamente el procedimiento más sencillo y lleva a una oxidación parcial. El valor calorífico del gas producido es más bajo que el del combustible empleado. Las temperaturas de gasificación se encuentran típicamente en un intervalo entre 600ºC y 900ºC. A estas temperaturas se originan alquitranes a escala considerable. Un empleo de grandes dimensiones del procedimiento no ha tenido lugar hasta ahora, ya que la separación de los alquitranes del gas para gasificadores pequeños no se puede controlar suficientemente hasta ahora desde el punto de vista técnico.
- 2.
- La gasificación de combustibles sólidos, viscosos o líquidos con el medio de gasificación oxígeno conduce, de igual modo que la gasificación por aire, a una oxidación parcial con una reducción del valor calorífico. Las temperaturas de gasificación se encuentran típicamente en 1600ºC, de manera que está excluida la formación de alquitrán. Un empleo de grandes dimensiones del procedimiento no ha tenido lugar hasta ahora, ya que la producción del oxígeno necesario está unido a costes elevados, cargando demasiado los cálculos económico-industriales. La gasificación por oxígeno conduce, comparada con la gasificación por aire, a cantidades pequeñas de gas, ya que no se incorpora mediante el medio de gasificación una proporción inerte de nitrógeno.
- 3.
- La gasificación de combustibles sólidos, viscosos o líquidos con el medio de gasificación vapor de agua conduce a un gas que es más rico en valor calorífico que el combustible empleado originalmente. Al reactor de gasificación, por tanto, se le suministra calor desde fuera. Las temperaturas de gasificación se encuentran típicamente en 600ºC a 900ºC. Es posible aquí la formación de alquitrán. El potencial es, sin embargo, más bajo que en la gasificación por aire. Un empleo de grandes dimensiones del procedimiento no ha tenido lugar hasta ahora, ya que sobre todo la problemática del aporte de calor en el reactor no se ha solucionado suficientemente. Las cantidades de gas de la gasificación por vapor de agua se encuentran entre las de la gasificación por aire y por oxígeno. Esto se debe a que, en la gasificación por vapor de agua, el carbono del combustible se oxida mediante el oxígeno del vapor de agua, convirtiéndose en monóxido de carbono o dióxido de carbono, con lo que adicionalmente se origina agua. El potencial de producción de hidrógeno de la gasificación por vapor de agua se encuentra con ello considerablemente por encima del de la gasificación por aire o por oxígeno
Los procedimientos de gasificación en los que se
suministra mediante oxidación parcial el calor necesario de reacción
se designan como autotérmicos, mientras que aquéllos, en los que el
calor necesario de reacción se suministra desde fuera se designan
como alotérmicos.
La gasificación alotérmica por vapor de agua de
combustibles sólidos, viscosos o líquidos se lleva a cabo
normalmente en un lecho fluidizado para asegurar condiciones
uniformes de reacción. Aquí se insufla desde abajo vapor de agua
contra un lecho de partículas sólidas pequeñas. La velocidad de
insuflación es tan grande que al menos las partículas sólidas se
quedan flotando. Se habla de un lecho fluidizado estacionario cuando
las partículas sólidas conforman una superficie definida fijamente
con burbujas de gas ascendentes, mientras que en un lecho fluidizado
circulante la parte básica de las partículas sólidas se transportan
con el flujo de gas desde el reactor de lecho fluidizado, se separan
del flujo de gas y entonces se suministra de nuevo a través de un
tramo en caída a la parte inferior del reactor de lecho fluidizado
propiamente dicho. Las partículas sólidas pueden ser inertes, por
ejemplo, de arena de cuarzo, caliza, dolomita, corindón o similar;
aunque pueden también componerse de las cenizas del combustible. Las
partículas sólidas pueden acelerar las reacciones de gasificación
mediante propiedades catalíticas.
En el documento US 4154581 se describe un
productor de gas con dos zonas de reacción, que tiene un entorno de
reacción exotérmico en la parte de calentamiento, de manera que el
calor se facilita directamente. El transporte de calor se asegura
gracias a que el material del lecho se usa con diferente granulado.
Un material de granulado grueso permanece en el lecho exotérmico,
mientras que una fracción de granulado fino se desplaza de la zona
exotérmica a la endotérmica y a la inversa. La fracción de granulado
fino toma aquí la función de transporte del calor.
La desventaja de este procedimiento consiste en
que el transporte de materiales sólidos entre los lechos s que
armonizar con el balance térmico de los lechos, lo que, con las
altas temperaturas de funcionamiento y los diferentes estados de
carga, impone grandes exigencias en los órganos de regulación y
control. Además no existe separación entre la zona de combustión y
la de gasificación desde el punto de vista de los combustibles, de
manera que los posibles materiales nocivos del combustible pueden
presentarse tanto en el trayecto de gasificación como en el de
combustión, lo que complica el sistema de depuración del gas.
Del documento EP 0329673, así como del documento
US 5059404, se conoce realizar el aporte de calor con ayuda de
intercambiadores de calor, que están previstos en el lecho
fluidizado, o sea, en la zona de reacción. La desventaja de una
concepción de este tipo consiste en que debido a la disposición de
los intercambiadores de calor en la zona de reacción la dimensión de
la zona de reacción o del lecho fluidizado está predeterminada por
las superficies necesarias de los intercambiadores de calor. Además
las superficies de los intercambiadores de calor están directamente
expuestas a las influencias corrosivas de componentes nocivos del
combustible, lo que en temperaturas de superficies de 600ºC hasta
más de 900ºC impone exigencias extremas al material.
Finalmente, del documento DE 19736867A1 se conoce
una combinación de procedimientos autotérmicos y alotérmicos. Aquí
se suministra el calor necesario de reacción a través de vapor
caliente y de gases de humo de una combustión parcial del gas
producto.
La combinación de un procedimiento autotérmico y
alotérmico conduce a que la cantidad de gas se incremente
fuertemente debido a la proporción de nitrógeno que se incorpora con
el aire para la combustión parcial. Las presiones parciales de los
gases útiles descienden con ello, lo que influye desventajosamente
en la limpieza posterior del gas y en el tratamiento posterior del
gas.
Un lecho fluidizado es una tecnología probada y
aplicada de múltiples maneras desde hace muchos años. Los campos de
aplicación son, por ejemplo, el secado y la combustión de materiales
sólidos o de lodos. La base de todo procedimiento de lecho
fluidizado es un reactor en el que se esponja un inventario de
materiales sólidos mediante insuflación desde debajo, de manera que
las partículas individuales comienzan a flotar en el aire,
fluidificándose el inventario de materiales sólidos.
Se diferencian dos tipos a grosso modo: si se
forma una superficie sólida del inventario de materiales sólidos
fluidizado, se habla de un lecho fluidizado estacionario. Si las
partículas son transportadas fuera del reactor con el flujo de gas,
se habla de un lecho fluidizado circulante. Todo lecho fluidizado
circulante tiene, como otra característica básica, un dispositivo
para la separación de las partículas de materiales sólidos
transportadas del flujo de gas, así como otro para el retorno de las
partículas de materiales sólidos al reactor.
Con el paso del tiempo se han conformado para los
dos tipos básicos una serie de formas constructivas que pretenden
evitar las desventajas del uno y usar las ventajas del otro.
Sean mencionados aquí a modo de ejemplo los
documentos:
- DE 2836531:
- Un procedimiento de lecho fluidizado estacionario, en el que por medio del montaje de una pared de separación se conforman zonas de diferente fluidificación, de manera que se regula una circulación de material del lecho en un lecho estacionario.
- EP 0302849:
- un lecho fluidizado circulante, que representa una variante del documento DE 2836531, pero que recuerda, por su tamaño de construcción, más a un lecho fluidizado estacionario que a uno circulante.
- DE 3320049:
- Un procedimiento de lecho fluidizado estacionario, en el que se regula una circulación del material del lecho mediante diferentes alturas del lecho.
- WO 90/05020:
- una calefacción de lecho fluidizado circulante externa, en la que están dispuestas superficies de intercambio de calor en el lecho descendente para la refrigeración del material del lecho rotatorio.
Es un objetivo de la presente invención
especificar un procedimiento y un dispositivo para obtener gases de
combustión ricos en valor calorífico, con cuya ayuda se puedan
eliminar, al menos parcialmente, los problemas mencionados
previamente.
Este objetivo se alcanza mediante un
procedimiento conforme a la invención con las características de la
reivindicación 1 y mediante un dispositivo conforme a la invención
con las características de la reivindicación 10.
De manera ventajosa no se encuentra en el
procedimiento conforme a la invención y el dispositivo conforme a la
invención un dispositivo de calentamiento en el espacio de reacción.
Con ello se evitan los problemas de corrosión que existían hasta
ahora. Además el procedimiento de la invención y el dispositivo de
la invención no están limitados a dispositivos de calentamiento
especiales, sino que permiten el uso de cualquier dispositivo de
calentamiento, en particular de intercambiadores de calor en forma
de tubo. De manera ventajosa no llegan partículas de combustibles de
una zona reductora a una oxidante. Además, la configuración del
espacio de reacción se puede llevar a cabo independientemente de las
especificaciones geométricas para el calentamiento, de manera que se
pueda optimizar el tamaño de construcción del dispositivo conforme a
la invención.
En una forma de realización preferida del
procedimiento de la invención se esponja o se fluidifica ligeramente
el primer lecho descendente mediante inyección de un gas, con lo que
de manera ventajosa se impide una aglomeración no deseada de
partículas sólidas y se favorece el transporte del material del
lecho. En otra forma de realización se calienta el primer lecho
descendente indirectamente con ayuda de un intercambiador de calor a
través del que fluye un medio de calentamiento. Además el medio de
calentamiento, al ceder el calor en el primer lecho descendente,
fluye por impulsos en el intercambiador de calor. De esta manera
mejora la transmisión de calor del intercambiador de calor hacia el
primer lecho descendente.
Además, la gasificación puede tener lugar bajo
presión o bajo condiciones atmosféricas. Los materiales que
contienen carbono pueden componerse de materiales líquidos, viscosos
o sólidos, en particular de coque, petróleo, biomasa o materiales de
desecho. El procedimiento conforme a la invención permite
ventajosamente el procesamiento de diferentes materiales que
contienen carbono. En otra forma preferida de realización del
procedimiento conforme a la invención se emplea vapor de agua como
medio de gasificación.
En una forma preferida de realización del
dispositivo conforme a la invención pueden estar separadas la zona
de calentamiento y la zona de reacción mediante una fluidificación
diferente del lecho fluidizado, causando la fluidificación diferente
una circulación del material del lecho alrededor de uno o varios
ejes básicamente horizontales. Los ejes básicamente horizontales
pueden estar además cerrados en forma de anillo. Esta forma de
realización del dispositivo conforme a la invención destaca
especialmente por una forma compacta de construcción. En otra forma
de realización del dispositivo conforme a la invención, la zona de
calentamiento y la zona de reacción están separadas por una pared.
Además la zona de calentamiento y la zona de reacción pueden estar
conformadas respectivamente en un reactor propio. Estas dos formas
de realización ofrecen la ventaja de una separación segura de la
zona de calentamiento de la zona de reacción mediante medidas
constructivas. El dispositivo para el traslado de las partículas
sólidas calentadas puede ser una abertura en la pared o un conducto
de tubo. Además este dispositivo para el traslado de las partículas
sólidas calentadas puede estar previsto en una zona inferior de la
zona de calentamiento. En una configuración preferida, este
dispositivo presenta un plato de toberas con cuya ayuda puede tener
lugar una ligera fluidificación de las partículas sólidas en la zona
de calentamiento.
En una forma preferida de realización del
dispositivo conforme a la invención, el dispositivo de suministro
indirecto de calor es al menos un intercambiador de calor atravesado
por el flujo de un medio de calentamiento, que está previsto en o al
lado de la zona de calentamiento. El uso de intercambiadores de
calor como dispositivo de suministro de calor simplifica la
construcción del reactor. Además el intercambiador de calor puede al
menos presentar un tubo de resonancia, en el que el medio de
calentamiento fluye por impulsos al ceder el calor en la zona de
calentamiento. Con ello se mejora ventajosamente la transición de
calor del intercambiador de calor hacia la zona de calentamiento. El
tubo de resonancia puede estar unido a la cámara de combustión para
producir resonancia. La producción de la resonancia deseada puede
también llevarse a cabo con ayuda de un oscilador acústico que esté
dispuesto separadamente de la cámara de combustión.
En otra forma de configuración, el dispositivo
para producir el lecho fluidizado ascendente, fluidificado, es un
plato de toberas previsto en una zona inferior de la zona de
reacción. Un plato de toberas de este tipo ofrece la ventaja de
hacer inyectar uniformemente el medio de fluidificación en la zona
de reacción.
El dispositivo para la separación de los gases
que se originan en la gasificación de las partículas sólidas puede
ser un ciclón. En otra forma preferida de realización el dispositivo
de separación presenta deflectores para conformar una desviación
pronunciada del flujo de gas, en la que se separan el flujo de gas y
de partículas sólidas, siguiéndose a los deflectores un canal para
la evacuación del gas y la zona de calentamiento. Además para
conformar un circuito de partículas sólidas se puede prever un
dispositivo para el traslado de las partículas sólidas de la zona de
reacción a la zona de calentamiento. Este dispositivo puede ser una
abertura en la pared o un conducto de tubo. De manera preferida está
previsto este dispositivo en una zona superior de la zona de
reacción.
La zona de suministro para los materiales que
contienen carbono puede desembocar en la zona de calentamiento.
Además un dispositivo de suministro para los materiales que
contienen carbono puede también desembocar en la zona de
reacción.
A continuación se explica la invención en detalle
a partir de ejemplos de realización en relación con el dibujo.
Muestra la:
Fig. 1 una sección transversal a través de la
forma de realización del dispositivo conforme a la invención, en la
que el dispositivo de separación de los gases de las partículas
sólidas presenta deflectores y
Fig. 2 una sección transversal a través de otra
forma de realización del dispositivo conforme a la invención, en la
que el dispositivo de separación de los gases de las partículas
sólidas es un ciclón.
La forma de realización, mostrada en la Fig. 1,
del dispositivo conforme a la invención comprende una zona de
reacción 3 en la que se gasifican materiales que contienen carbono.
Los materiales que contienen carbono se encuentran en un lecho
fluidizado 2 ascendente, fluidificado, que se produce en la zona de
reacción 3 con ayuda del dispositivo 4. Este dispositivo 4 previsto
en la zona inferior de la zona de reacción 3 puede ser, por ejemplo,
un plato de toberas abierto o cerrado, a través del que se insufla
el medio de fluidificación vapor de agua. El vapor de agua puede
estar mezclado con gases. El plato de toberas 15 delimita la zona de
reacción 3 en la que está conformado el lecho fluidizado 2. Al lado
o debajo del plato de toberas 15 se encuentra un canal de descarga
no mostrado en la Fig. 1, por el que se pueden expulsar, por
ejemplo, material del lecho, materiales perturbadores del
combustible, cenizas y componentes del combustible que no han
reaccionado. Por el canal de descarga se puede inyectar vapor, que
por una parte facilita la descarga y por otra parte garantiza una
reacción posterior de los componentes restantes del combustible. La
forma de realización mostrada comprende además una zona de
calentamiento 6 que está separada de la zona de reacción 3 por un
dispositivo 9. Al funcionar el reactor se conforma en la zona de
calentamiento 6 un lecho 1 descendente de partículas sólidas. En la
zona inferior de la zona de calentamiento 6 puede estar dispuesto un
plato de toberas 22, a través del que fluye vapor que esponja el
material del lecho de la zona de calentamiento para mejorar el
transporte de materiales o lo fluidifica débilmente.
Como se muestra en la Fig. 1, en la zona de
calentamiento 6 está dispuesto un dispositivo 8 para el suministro
indirecto de calor. Este dispositivo de suministro de calor 8 puede,
por ejemplo, ser uno o varios intercambiadores de calor. Está claro
que la presente invención no está limitada a la disposición especial
del intercambiador de calor 12 mostrada en la Fig. 1, sino que
también se puede pensar en otras disposiciones, por ejemplo, en la
pared de la zona de calentamiento 6. Además, en lugar del
intercambiador de calor 12 mostrado en forma de tubo, se puede
emplear un intercambiador de calor plano que, por ejemplo, esté
integrado en la pared de la zona de calentamiento 6.
El intercambiador de calor 12 previsto en la zona
de calentamiento puede componerse parcialmente de tubos de
resonancia 13, en los que el medio de calentamiento al descargar el
calor fluya por impulsos en la zona de calentamiento 6. Para
producir la oscilación de resonancia los tubos de resonancia 13
están unidos a una cámara de combustión no mostrada o a otro
productor de resonancia. El calentamiento del medio de calentamiento
tiene lugar directamente mediante combustión de una sustancia
combustible con gas que contiene oxígeno.
Como se desprende de la Fig. 1, se lleva a cabo,
por tanto, el calentamiento de las partículas sólidas separadamente
de la gasificación que tiene lugar en el espacio de reacción 3.
Debido a la débil fluidificación de la zona de calentamiento se
forma ahí un lecho 1 que desciende lentamente, mientras que debido a
la fuerte fluidificación de la zona de reacción 3 se conforma ahí un
lecho fluidizado 2 que asciende rápidamente. Mediante la disposición
del intercambiador de calor 12 en el lecho 1 que desciende
lentamente se reduce el fuerte rozamiento mecánico del
intercambiador de calor, que hasta ahora tenía lugar en el estado de
la técnica. Además el intercambiador de calor 12 está menos expuesto
a las influencias de corrosión en la zona de calentamiento que en la
zona de reacción 6. Esto significa que el reactor presenta gracias a
ello una vida útil más larga.
La zona de calentamiento 6 está unida con la zona
de reacción 3 a través de un dispositivo 7, con cuya ayuda se
trasladan las partículas sólidas calentadas en la zona de
calentamiento 6 hacia la zona de reacción 3. Como se muestra en la
Fig. 1, este dispositivo 7 está conformado como abertura en la pared
10. Este dispositivo 7, no obstante, puede también estar conformado,
por ejemplo, como conducto de tubo. Para apoyar el transporte de las
partículas sólidas calentadas desde la zona de calentamiento 6 a la
zona de reacción 3, el dispositivo 7 para el traslado de las
partículas sólidas calentadas puede presentar un plato de toberas
11. Con ayuda de este plato de toberas 11 se pueden esponjar las
partículas sólidas o fluidificar ligeramente. Como plato de toberas
11 se puede usar el plato de toberas 15 empleado para producir el
lecho fluidizado 2 ascendente, fluidificado, habiendo de tener en
cuenta que en la zona de reacción 3 tiene lugar una fuerte
fluidificación como en la zona de calentamiento 6.
Para conformar un circuito de partículas sólidas
está previsto en la zona superior de la zona de reacción 3 un
dispositivo 16 para el retorno de las partículas sólidas desde la
zona de reacción 3 a la zona de calentamiento 6. Este dispositivo
16, como se muestra en la Fig. 1, puede ser una abertura en la pared
17. Se puede asimismo pensar en conformar este dispositivo 16 como
conducto de tubo. El dispositivo 5 para la separación de los gases
de las partículas sólidas, que se originan en la gasificación, y
para la expulsión de estos gases son los deflectores 18 y 19 en la
forma de realización mostrada en la Fig. 1. Los deflectores 18 y 19
causan una desviación pronunciada del flujo, que no pueden seguir
las partículas sólidas. El flujo de gas y el flujo de partículas
sólidas se separan, por tanto, en los deflectores. El flujo de gas
se expulsa a través del trayecto del gas 20, a través del que están
separados los deflectores 18 y 19. El flujo de partículas sólidas
cae como lluvia en la zona de calentamiento 6 que se encuentra
debajo de los deflectores 18 y 19.
En la forma de realización mostrada en la Fig. 1,
un dispositivo de suministro 21 para los materiales que contienen
carbono desemboca en la zona de calentamiento 6. El combustible
puede bien comprimirse en la zona del lecho 1 o bien precipitarse
desde arriba sobre el lecho 1. Además es posible prever otro
dispositivo de suministro que desemboque en la zona de reacción
3.
En la forma de realización mostrada en la Fig. 2,
el material del lecho se separa del flujo de gas en un ciclón y a
través del lecho 1 descendente se suministra de nuevo a la zona
inferior del lecho 2 ascendente. El flujo de gas fluye en este caso
a través del tubo 23 tangencialmente en el espacio separador 5
conformado como ciclón.
Claims (28)
1. Procedimiento para obtener gases de combustión
ricos en valor calorífico, en el que materiales que contienen
carbono se gasifican alotérmicamente en un lecho fluidizado que
contiene partículas sólidas con ayuda de un medio de gasificación en
forma de gas bajo suministro de calor y los gases formados se
separan de las partículas sólidas y se expulsan, calentándose
indirectamente las partículas sólidas en un primer lecho (1)
descendente y suministrándose en un segundo lecho (2) ascendente,
fluidificado, en el que se forma el lecho fluidizado y tiene lugar
la parte principal de la gasificación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el primer lecho (1) descendente se
esponja mediante inyección de un gas.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el primer lecho (1) descendente se
fluidifica ligeramente.
4. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer
lecho (1) descendente se calienta indirectamente con ayuda de un
intercambiador de calor a través del que fluye un medio de
calentamiento.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el medio de calentamiento fluye por
impulsos al ceder el calor en el primer lecho (1) descendente.
6. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
gasificación se realiza bajo presión.
7. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la gasificación
se realiza bajo condiciones atmosféricas.
8. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
materiales que contienen carbono se componen de materiales líquidos,
pastosos o sólidos, en particular de coque, petróleo, biomasa o
materiales de desecho.
9. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio
de gasificación es vapor de agua.
10. Dispositivo para la realización del
procedimiento según la reivindicación 1 con
- -
- una zona de reacción (3) para la gasificación de los materiales que contienen carbono,
- -
- un dispositivo (4) para producir el lecho fluidizado (2) ascendente, fluidificado, en la zona de reacción (3),
- -
- un dispositivo (5) para la separación de los gases originados en la gasificación de las partículas sólidas y para la expulsión de estos gases,
- -
- una zona de calentamiento (6) para el calentamiento de las partículas sólidas en el lecho (1) descendente, estando básicamente separada la zona de calentamiento (6) de la zona de reacción (3),
- -
- un dispositivo (7) previsto en una zona inferior de la zona de calentamiento (6) para el traslado de las partículas sólidas calentadas desde la zona de calentamiento (6) a la zona de reacción (3) y
- -
- un dispositivo de suministro indirecto de calor (8) que está asignado a la zona de calentamiento (6) y con cuya ayuda se puede suministrar la energía calorífica necesaria para la gasificación alotérmica.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque la zona de calentamiento (6) y la zona
de reacción (3) están separadas mediante una fluidificación
diferente del lecho fluidizado, causando la fluidificación diferente
una circulación del material del lecho alrededor de uno o varios
ejes básicamente horizontales.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque los ejes básicamente horizontales están
cerrados en forma de anillo.
13. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque la zona de calentamiento (6) y la zona
de reacción (3) están separadas mediante una pared (9).
14. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque la zona de calentamiento (6) y la zona
de reacción (3) están conformadas respectivamente en un reactor
propio.
\newpage
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones
13 ó 14, caracterizado porque el dispositivo (7) para el
traslado de las partículas sólidas calentadas es una abertura en la
pared (10) o un conducto de tubo.
16. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque el dispositivo
(7) para el traslado de las partículas sólidas calentadas presenta
un plato de toberas (11) para la fluidificación ligera de las
partículas sólidas.
17. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 10 a 16, caracterizado porque el dispositivo
de suministro indirecto de calor (8) es al menos un intercambiador
de calor (12) que se puede atravesar por un medio de calentamiento,
que está previsto dentro o al lado de la zona de calentamiento
(6).
18. Dispositivo según la reivindicación 17,
caracterizado porque el intercambiador de calor (12) al menos
presenta un tubo de resonancia (13), en el que el medio de
calentamiento fluye por impulsos al ceder el calor en la zona de
calentamiento (6).
19. Dispositivo según la reivindicación 18,
caracterizado porque el tubo de resonancia (13) está unido a
una cámara de combustión para la producción de resonancia.
20. Dispositivo según la reivindicación 17,
caracterizado porque para la producción de resonancia está
previsto un oscilador acústico que está dispuesto separadamente de
una cámara de combustión.
21. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 10 a 20, caracterizado porque el dispositivo
para producir el lecho fluidizado (2) ascendente, fluidificado, es
un plato de toberas (15) previsto en una zona inferior de la zona de
reacción (3).
22. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 10 a 21, caracterizado porque el dispositivo
para separar los gases que se originan en la gasificación de las
partículas sólidas es un ciclón.
23. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 10 a 22, caracterizado porque el flujo
descendente vertical de los gases producidos en el lecho ascendente
está bloqueado por deflectores (18, 19), que causan una desviación
múltiple del flujo de los gases y conduce la desviación múltiple a
una separación en su mayor parte de las partículas sólidas del flujo
de gas.
24. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 10 a 23, caracterizado porque para conformar
un circuito de partículas sólidas está previsto un dispositivo (16)
para el traslado de las partículas sólidas desde la zona de reacción
(3) a la zona de calentamiento (6).
25. Dispositivo según la reivindicación 24,
caracterizado porque el dispositivo para el traslado (16) de
las partículas sólidas desde la zona de reacción (3) a la zona de
calentamiento (6) es una abertura en la pared (17) o un conducto de
tubo.
26. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 24 y 25, caracterizado porque el dispositivo
(16) para el traslado de las partículas sólidas está previsto en una
zona superior de la zona de reacción (3).
27. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 10 a 21, caracterizado porque un dispositivo
de suministro (21) para los materiales que contienen carbono
desemboca en la zona de calentamiento (6).
28. Dispositivo según al menos una de las
reivindicaciones 10 a 27, caracterizado porque un dispositivo
de suministro para los materiales que contienen carbono desemboca en
la zona de reacción (3).
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