Verfahren und Vorrichtung zur Brenngasherstellung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Brenngas aus kohlenstoffhaltigen

Produkten, insbesondere aus in geeigneter Weise konditio- nierten bzw. aufbereiteten Abfall- und Reststoffen.

Stand der Technik

Nach der DE-OS 33 12 863 ist ein Verfahren zum Verbrennen von brennbarem Gut, bei dem brennbare Abgase einer Brenn¬ kammer zugeführt werden, bekannt. Dabei werden die Abgase von innerhalb der Brennkammer zu deren Ausgang bzw. deren Ausgängen gesondert geführt und den gesondert geführten Abgasen Frischluft beigemischt. Damit soll ein möglichst vollständiger und störungsfreier Ausbrand der Abgase ermöglicht werden.

Durch die DE-PS 34 09 292 und die DE-PS 37 05 406 sind Gaserzeuger in Baueinheit mit einer Brennkammer als soge¬ nannte Vergasungsheizkessel bekannt. Diese bestehen aus einem oberhalb eines beweglichen Rostes angeordneten Füllschacht, einem sich an den Füllschacht oberhalb des Rostes anschließenden Reaktionsraum, einer unterhalb des Rostes angeordneten Brennkammer und einem innerhalb der Brennkammer vorgesehenen Flammrohr.

Durch die Vergasungsführung in diesem Vergasungsheizkessel als Gleichstromvergasung, wobei der zu vergasende Stoff und das Vergasungsmittel von oben nach unten den Verga¬ sungsapparat durchlaufen und das erzeugte Brenngas in

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unmittelbarer Nähe des Ascheaustrages abgezogen wird, kommt es zum Austrag von Kohlenstoffpartikeln durch das Brenngas und damit zu Problemen bei der Verbrennung des Gases in Form eines zu hohen Rest-CO-Gehaltes im Abgas.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reinheit des erzeugten Gases zu erhöhen und damit dessen Verwertbarkeit zu erweitern, verbunden mit einer vollständigen Ausnutzung des in dem eingesetzten Abfall- oder Reststoff enthaltenen Kohlenstoffs, einer optimalen Verwertung des erzeugten Brenngases und mit einer Minimierung des Schadstoffaus- trages durch die nach dem Wärmeentzug austretenden Ver¬ brennungsabgase.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß verfahrensgemäß die in geeigneter Weise konditionierten bzw. aufbereiteten Abfall- oder Reststoffe als Feststoffe mit Luft oder einem luft- oder sauerstoffhältigen Gasge¬ misch als Vergasungsmittel in einem Vergasungsapparat vergast werden. Dabei werden der zu vergasende Stoff und das Vergasungsmittel im Gemischtstrom geführt, indem der zu vergasende Feststoff den Vergasungsofen von oben nach unten durchläuft und das Vergasungsmittel sowohl von oben als auch von unten und seitlich, zumindest aber seitlich und an einer der anderen genannten Stellen, der Feststoff- schüttung zugeführt wird und der Abzug des Brenngases vorzugsweise an der der seitlichen Zuführung des Verga¬ sungsmittels gegenüberliegenden Seite erfolgt.

Die Regelung des Vergasungsvorganges im Vergasungsapparat erfolgt erfindungsgemäß durch die Aufnahme des Temperatur- profils über die Höhe des Verga,- mgsapparates. Dabei wird die Lage der Hauptvergasungszone, entsprechend der Maxi¬ maltemperaturzone, über die Bewegung des Schubrostes und

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damit durch den Ascheaustrag geregelt. Die je nach Art der Abfall- oder Reststoffe unterschiedliche optimale Ver¬ gasungstemperatur wird über Größe und Zusammensetzung des Vergasungsmittelstromes und die Leistung des Vergasungs- ofens über die Breite der Vergasungsmittelzuführung durch übereinander angeordnete Zuführungsstellen geregelt.

Das erzeugte Brenngas kann vollständig oder teilweise ohne weitere Aufbereitung einer unter dem Vergasungsapparat in Baueinheit angeordneten Brennkammer an sich bekannter Bauart zugeführt und die entstehenden Verbrennungsgase thermisch genutzt werden. Vorteilhafterweise wird jedoch das Brenngas einer Arbeitsmaschine zur Erzeugung von Elektroenergie zugeführt. Die Restwärme wird mittels eines Abhitzekessels thermisch genutzt. Nach dem Wärmeentzug wird das Verbrennungsabgas einer Rauchgasreinigung unter¬ worfen, die vorzugsweise ein Aktivkoksfilter beinhaltet, und gelangt anschließend über einen Schornstein in die Atmosphäre.

Die Vorrichtung zur Brenngasherstellung durch Vergasung kohlenstoffhaltiger Produkte, insbesondere von in geeigne¬ ter Weise konditionierten bzw. aufbereiteten Abfall- und Reststoffen, mit Luft oder einem luft- oder sauerstoff¬ hältigen Gasgemisch als Vergasungsmittel in einem Ver¬ gasungsapparat, vorzugsweise in Baueinheit mit einer Brennkammer, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Verga¬ sungsapparat mit einem schrägliegenden Rost ausgerüstet ist, der vorzugsweise als Stufenrost ausgebildet ist, der die Zuführung des Vergasungsmittels ermöglicht und über einen geeigneten Mechanismus in eine Schubbewegung ver- setzbar ist.

Der Vergasungsapparat ist mit einem zweischichtigen Iso- lier-KUhl-System umgeben, dessen Schichten durch eine perforierte Zwischenwand getrennt sind, wobei die äußere Isolierschicht eine oder mehrere Öffnungen für die Kühl-

lufteinleitung und die innere Kühlschicht eine oder mehre¬ re Öffnungen für die Kühlluftableitung aufweisen.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei¬ spiel näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist der prinzipielle Aufbau der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Der erfindungsgemäße Vergasungsapparat ist mit einem schrägliegenden Rost 1 ausgestattet, wobei ein Teil des Vergasungsmittels dem zu vergasenden Stoff durch diesen Rost 1 zugeführt wird und hauptsächlich die Aufgabe hat, den in der Einsatzprodukt¬ asche noch vorhandenen Kohlenstoff vollständig umzusetzen. Ein weiterer Vergasungsmittelanteil wird dem Vergasungs¬ ofen oberhalb der Feststoffschüttung zugeführt und hat hauptsächlich die Aufgabe, Schwelprodukte des zu vergasen- den Stoffes in die Vergasungszone zu spülen und damit der vollständigen Vergasung zuzuführen. Die Hauptmenge des Vergasungsmittel wird dem Vergasungsapparat seitlich über eine Zuführung 2 zugeführt. Durch Variation der Breite der seitlichen Vergasungsmittelzuführung kann die Abmessung der Vergasungszone und damit die Vergasungsleistung be¬ stimmt werden. Bei einer Fließrichtung des zu vergasenden Stoffes von oben nach unten wird im unteren Teil des Vergasungsapparates ein Gegenstrom, im oberen Teil ein Gleichstrom und im Mittelteil, der Hauptvergasungszone, ein Querstrom realisiert. Das Brenngas wird an der der seitlichen Zuführung 2 gegenüberliegenden Seite oberhalb der obersten Stufe des schrägliegenden Rostes 1 an einem Abgang 3 abgezogen. Durch die erfindungsgemäße Gemischt¬ stromvergasung wird einerseits ein vollständiger Umsatz des im zu vergasenden Stoff enthaltenen Kohlenstoffs und andererseits eine vollständige Umsetzung der primär ent¬ stehenden Schwelprodukte erreicht, so daß das Brenngas frei von kondensierbaren organischen und teerartigen Stoffen ist.

Der schrägliegende Rost 1 ist erfindungsgemäß als Stufen¬ rost oder anderweitig als von einer ebenen Form abweichend ausgebildet und beweglich als Schubrost gelagert. Durch die Schubbewegung über einen geeigneten Antrieb 4 wird die Asche über eine Austragsöffnung 5 ausgetragen und gelangt in den Aschesammeiraum 6. Durch die räumlich getrennte Abführung von Brenngas und Asche ist das Brenngas weitge¬ hend frei von kohlenstoffhaltigen und mineralischen Schwe¬ beteilchen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist das Isolier-Kühl- System um den Vergasungsapparat. Die Kühlluft gelangt zunächst in eine äußere Isolierschicht 7 und von da aus durch die perforierte Zwischenwand 8 in eine innere KÜhl- schicht 9, wo die eigentliche Kühlung des Vergasungsofen- mantels 12 erfolgt. Die vorgewärmte Luft verläßt das Isolier-Kühl-System bei einem Abgang 10 und wird als Vergasungsmittel oder Verbrennungsluft eingesetzt.

Die Regelung des Vergasungsvorgangs im Vergasungsapparat erfolgt, wie bereits beschrieben, durch Aufnahme des Temperaturprofils über die Höhe des Vergasungsapparates. Dabei wird die Lage der Hauptvergasungszone, entsprechend der Maximaltemperaturzone, über die Bewegung des Rostes 1 und damit durch den Ascheaustrag geregelt. Die je nach Art des Abfall- oder Reststoffes unterschiedliche optimale Vergasungstemperatur wird über Größe und Zusammensetzung des Vergasungsmittelstromes und die Leistung des Verga¬ sungsapparates über die Breite der Vergasungszone ent¬ sprechend der Breite der Vergasungsmittelzuführung durch mehrere übereinander angeordnete Zuführungen 2 geregelt.

Das erzeugte Brenngas kann vollständig oder teilweise ohne weitere Aufbereitung einer unter dem Vergasungsapparat in Baueinheit angeordneten Brennkammer 11 an sich bekannter Bauart zugeführt und die entstehenden Verbrennungsgase thermisch genutzt werden. Vorteilhafterweise wird jedoch

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das Brenngas einer Arbeitsmaschine zur Erzeugung von Elektroenergie zugeführt. Die Restwärme wird mittels eines Abhitzekessels thermisch genutzt. Nach dem Wärmeentzug wird das Verbrennungsabgas einer Rauchgasreinigung unter- worfen, vorzugsweise unter Anwendung eines Aktivkoksfil¬ ters, und gelangt anschließend über einen Schornstein in die Atmosphäre.

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