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CN1753972A - 用于生物质热解的方法和设备 - Google Patents

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CN1753972A
CN1753972A CNA2004800051703A CN200480005170A CN1753972A CN 1753972 A CN1753972 A CN 1753972A CN A2004800051703 A CNA2004800051703 A CN A2004800051703A CN 200480005170 A CN200480005170 A CN 200480005170A CN 1753972 A CN1753972 A CN 1753972A
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heating
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D·迈尔
H·克劳伯特
S·舍尔
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PYTEC THERMOCHEMISCHE ANLAGEN
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Abstract

本发明涉及一种用于借助加热元件和用于引导所述生物质的装置进行生物质热解的方法。在热解期间,所述加热元件和所述生物质在5巴-80巴的压力下彼此压靠在一起。本发明还涉及一种用于对生物质进行热解的装置,包括材料供应装置(4)和热解站(6)。所述材料供应装置(4)包括用于产生在5巴至200巴之间的压力且将要进行热解的原材料压靠在所述热解站(6)上的装置。所述热解站(6)包括加热元件(22),其在操作状态下被加热至300℃至1000℃之间的温度。

Description

用于生物质热解的方法和设备
本发明涉及一种通过加热元件且通过用于供给生物质的装置进行生物质的烧蚀热解的工艺,以及涉及一种为此的设备和一种根据本发明生产的燃料。
热解表示一种工艺,其中有机材料多数在缺氧情况下在达至约600℃的温度下被分解成气体、液体和固体分解产物。目的是使液体分解产物最大化,所述液体分解产物可以多种方式被用作具有高能含量的热解物。闪速热解特别适于进行技术改造。要进行分解的有机材料在尽可能最短的时间内被加热至约450℃至500℃的温度且形成的热解产物大部分被冷凝成热解物。
根据闪速热解原理的工艺操作使用例如砂床反应器,其中细磨颗粒与热砂混合且因此进行热解分解(参见WO 97/06886生物质技术)。其它工艺使用加热旋转圆盘,有机材料在从约500℃至900℃的温度范围内被压靠在所述圆盘上(Martin等,“垂直压靠在加热壁上的固体圆柱体的烧蚀熔化(Ablative melting of a solid cylinderperpendicularly pressed against a heated wall)”热质量传递(heatmass transfer),Vol.29,No.9,1407-1415页,1986)。另一方面,其它方法使用加热的静止反应器板,在所述反应器板上要进行分解的有机材料到处移动(Bridgwater和Peacocke,生物质的快速热解工艺(Fast pyrolysis processes for biomass),可再生和可持续能源述评(Renewable & Sustainable Energy Reviews)4,2000,1-73)。Bridgwater和Peacocke充分描述了实验室、试验和工业装置(在这些装置存在的程度上)的本领域现有状态。所描述装置的共有问题在于反应器构造和热解产物的加工相对较为复杂。此外,上述装置需要生物质分解成很小的固体颗粒以确保完全热解。这种细颗粒的生产是高耗能的且降低了工艺的效率。
本发明的目的是提供一种用于进行有机材料热解的简单工艺和简单设备。
根据本发明的工艺包括加热元件和用于供给生物质的装置,在从约5巴至约200巴的压力下进行热解期间,加热元件和生物质彼此压靠在一起。材料在其过程中必须比要进行热解的材料中的热量取出更快地供应以热量,这随后将造成表面处的熔融(烧蚀热解)。当施加这些相对较高的接触压力时,工艺的运行特别经济。根据本发明的适当实施例,压力在约5巴至约150巴之间,优选在约10巴至约100巴之间,最优选在约10巴至约80巴之间,有利地在约20巴至约60巴之间。
上面搁靠了要进行分解的生物质的加热元件被加热至高于最佳热解所需温度以上的温度,这是因为生物质由于与加热元件的接触从后者中提取热量,所述加热元件随后不再可用于进行热解。在本文中,从加热元件到要进行热解的材料接触表面的热能供应必须比要进行热解的材料中的热量取出更快地发生。还作为所施加接触压力的函数的所述温度可设置在较宽的范围内,大致从约300℃至约1000℃,优选从约400℃至约800℃,特别优选从约500℃至约700℃之间,有利地从约550℃至约600℃之间。
加热元件被设计为平板或拱形板,其选择性地包括单独部段。加热元件可因此以简单方式适于装置尺寸。作为给定直径拱形板的设计允许放大可得到的加热表面。此外,如果使用拱形加热元件,则简化了热解产物的撤回。另一方面,简单平板对于加热元件是合理定价且易于执行的解决方案。
被用以用作加热元件的板优选为圆形。板的直径可在较宽范围内变化,例如从对于测试或试验设备约20cm的直径达到对于具有约10,000kg/小时的容量的工业装置约300cm的直径。
加热元件的优选实施例为型板,其中所述板型为撤回热解产物提供了空间。具体而言,在对加热元件进行直接加热的情况下,板型允许在紧接与有机材料接触前的任一时间加热板。此外,该板设计是节约用料的。进一步的特征为板型允许改进地向上输运热解产物的事实,特别是如果其被设计具有加热元件表面中的沟槽。具有沟槽的加热元件的设计是特别优选的。已证明径向布置的沟槽非常适合。
原则上加热元件可由在工艺条件下特别耐压力、温度、导热性和视情况而定的热解分解产物的侵蚀性的任何材料制成。由金属和/或陶瓷,在适当情况下甚至是这些工作材料的组合所制成的板已证明特别适合。
由于热量被供应至表面/界面,压靠在加热元件上的生物质大部分被分解成气体且在较少的程度上分解成固体颗粒。优选将这些气体热解产物在形成和进一步加工之间的停留时间设置为约0.5至约10秒的时期,优选小于5秒,特别优选约2秒。对于加热元件而言,已经发现,一方面烧蚀熔融的生物质已将热能从加热元件中抽取出来,以使得在该时期之后发生加热元件的温度明显减少的情况。另一方面,该时期足以通过该烧蚀工艺将生物质分解成低分子且大部分为气体的组分。热解产物在进行进一步加工前的短停留时间允许对尽可能最高部分的初级热解产物进行加工,这是因为用于形成次级热解化合物的足够反应时间是不可得到的。
已公知热解工艺的本领域状态的特征在于要进行分解的生物质在热解之前必须粉碎成非常小的固体颗粒。这需要高的能量消耗和高的设备支出,以至于已公知工艺的最终经济结果是不利的。另一方面,在根据本发明的工艺条件下以烧蚀方式执行热解,即使相对较粗的固体颗粒也可完全热解。从0.5mm至70cm,优选5cm至50cm,特别优选15cm至30cm的颗粒尺寸可进行加工。这大大减少了使原材料准备进行热解的开支。这意味着在本发明范围内的所提议工艺的效率特别高。根据本发明的烧蚀工艺以经济方式运行。
加热元件优选进行直接加热,这是因为在这种情况下可以特别简单的方式构造设备。另一种可选方式是,可提供间接加热。加热元件优选由气体燃烧器直接加热,如果为此目的,则优选使用从热解产生的烧焦物的燃烧中回收的烟道气。在热解期间回收的烧焦物具有相对较高的能量含量或热值以使得烧焦物的数量多半足以产生燃烧所需的工艺能量。电加热也已证明是适当的,其优点在于对温度轮廓的精确控制。
根据本发明的工艺的有利实施例,在热解期间加热元件和生物质相对于彼此进行移动。这使得使加热元件相对于生物质移动以及生物质相对于加热元件移动是可能的。根据优选实施例,在热解期间加热元件以及生物质相对于彼此进行移动。相对于彼此的运动允许能量上特别有利于进行烧蚀热解。
根据优选实施例,加热元件在热解期间旋转且生物质在压力下相对于加热元件被推进。在该实施例中,已发现布置加热元件和用于供给生物质的装置的轴向取向是有利的,所述取向由生物质的运动以间接方式预定且优选处于超过10°的角度。由加热元件的间接取向造成的关于生物质运动方向的布置导致有利于烧蚀热解的压力分布和热解分解产物的良好撤回。
另一种可选方式是,除了与加热元件相关的供给之外,生物质可执行第二运动,优选为相对于静止或旋转加热元件的旋转运动。
根据本发明的工艺的有利实施例,用于供给生物质的装置同时被设计作为用于输送生物质的装置。在本文中,供给装置可以U型或盒型形式存在,其中生物质被压力辊、压力活塞或通常使用上回路的链式输送机压靠在加热元件上。然而,另一种可选方式是,也可设置挤出机、螺旋输送机或输送辊的装置,通过所述装置,要进行热解的生物质被供给至且压靠在加热元件上。
要进行热解的生物质未被供应至加热元件的整个加热表面。相反地,要进行热解的生物质仅覆盖一部分加热元件。加热元件和一个或多个用于供给生物质的装置被如此布置,以使得在热解期间,用于供给生物质的装置的横截面积总共覆盖1%至80%之间的加热元件表面积,优选在2%至75%之间,特别优选在5%至70%之间,有利地在6%至50%之间的加热元件的表面积。如果设置多个供给装置且在适当的情况下设置用于输送生物质的装置,其使生物质在压力下加压靠在加热元件上,则改进了工艺和设备的经济性。这在烧蚀热解期间保持了加热元件以及在生物质和加热元件之间的界面处的均匀温度轮廓。
为了实施根据本发明的工艺,适当地设置用于收集热解产物的装置。这些装置有利地被如此设计,以使得通过重力或通过旋风分离器使固体从液体或气体热解产物中分离出来。优选以壳体形式存在的这些收集装置,以使得来自燃烧热解的所有分解产物,气体、固体以及固体材料被收集且前进以进行进一步加工和使用的方式,罩住加热元件和至少分几部分地压靠在其上的生物质周围的空间。用于收集热解产物的装置优选被如此设计,以使得保持初级热解产物的停留时间尽可能地短,约在上述优选时期内。
有利地,收集装置被连接到加工装置上,特别是用于分馏以及用于冷凝热解产物的装置。
热解产物的产量,就总产量而言,为达70%重量百分比的液体,大部分为有机组分,以及相对于所使用的生物质的分别约15%重量百分比的固体和气体组分。液体组分的能量含量通常在约16至约18MJ/kg之间。
用于供给生物质的装置以及在适当的情况下的加热元件通常被装配到梁或框架上。通过该梁,热解期间不得不施加的高压力被吸收。已经证明以镜像方式分别布置至少两个加热元件和两个用于供给生物质的装置特别有利,在所述情况下加热元件优选被装配在中心且用于供给生物质的装置被装配在外部上。尤其就机械原因而言,该构造特别有利,以便吸收在烧蚀热解期间发生的高压力。
有利地,在本实施例中例如单个气体燃烧器足以作为用于产生直接或间接热能的装置。用于收集热解产物的装置可同样地进行经济设计作为整合壳体,包括至少两个加热元件和至少分几部分地用于供给生物质的装置。相对大量的热解产物例如在冷凝或分馏设备中的加工,同样在相对大材料流的情况下较好。
进一步优选的实施例涉及生物质的供给装置。已经证明,如果这些装置以旋转式圆柱体的方式进行布置且相对于加热元件进行旋转,则是特别经济的。这样做时,输送装置将热解需要的压力施加到每个供给装置上和其中包含的生物质上。在一次旋转后,相当大部分的生物质,但不总是相应的供给装置中包含的全部生物质已被转化成热解产物。
现在根据本发明在确定位置执行供给装置的再装填,在所述位置处设置用于对用于供给生物质的装置进行再装填的装置,通常为储料器。在简单实施例中,储料器被设计以便包括生物质且将压缩生物质引入供给装置内。根据生物质和设备需要的类型,本实例中的压缩意味着简单压紧、基本上除气或大体上更强的压缩,达到例如制粒工艺,在所述情况下生物质被压缩且具有比起始材料更高的密度。在这些极端情况之间,所有中间压紧阶段都是可能的。
根据进一步改进的实施例,用于再装填的装置设有用于记录要进行再装填的供给生物质装置中的自由容量的装置。此外,该用于再装填的装置随后装备有用于计算要进行再装填的生物质的装置。例如,如果80%的初始生物质被热解用尽,则仅80%可随后再次进行再装填。如果用于记录自由容量的装置将此信息发信号给用于再装填的装置,则后者仅将一些生物质压紧成相当于信号所示80%的尺寸且将其供给至用于供给生物质的装置。另一种可选方式是,生物质已被压缩且仅有用于供给生物质的装置所能容纳的这种体积被分离。
在下文中,也是为了更好地说明前面阐述的工艺,描述了用于进行热解的根据本发明的设备的实施例,通过所述设备执行根据本发明的工艺。
用于进行生物质热解的设备设有材料供给装置和热解站,材料供给装置包括用于产生5巴至200巴之间的压力且以烧蚀方式将要进行热解的原材料压靠在热解站上的装置,热解站包括加热元件,所述加热元件在操作状态下被加热至300℃至1000℃之间的温度。
根据本发明的设备包括加热元件,其由耐热材料,优选为金属、陶瓷或包括金属和陶瓷组分的材料制成且设有驱动装置。驱动装置具有加热元件在操作状态下旋转的效应。加热元件具有工作表面,要进行热解的生物质在操作状态下被压靠在所述工作表面上。在与加热元件相对的侧面即加热表面上设置了用于进行直接或间接加热的装置。优选设置敞开式煤燃烧器,其燃烧气体回收自热解产生的烧焦物。该形式的直接加热提供了高度效率而且是经济的,这是因为以这种方式,烧焦物的能量含量被立即良好利用,而没有复杂的加工或长期输运。
加热元件包括上面提到的耐热工作材料。所述加热元件以板、平面或拱形的形式存在且可选择性地包括部段。其优选被设计为圆形板且优选包括板型。在适当情况下,成型加热元件可设有在工作表面上的沟槽。如果沟槽被径向布置,则它们特别适于烧蚀产生的热解产物的撤回。
与工作表面相对地设置了用于将生物质供给至加热元件的装置。如上阐述的装置可以多种构型进行设计,这取决于各个设备的需求。优选使用U型,储料器例如料杆被设置在所述U型装置的敞开上侧上以便将生物质供应至加热元件。U型装置通过第一敞开端面直接凸出达到加热元件的工作表面前。作为用于输送生物质的装置的液压/气动压力活塞优选与第二敞开端面结合。压力活塞同样地被导向在U型装置中且因此将其中包含的生物质压至加热元件的工作表面。一旦料杆中包含的生物质进行热解,则压力活塞返回,且从被指定为料杆的储料器中供给新的生物质,所述生物质随后由压力活塞压缩且压靠在加热元件上。
根据本发明的优选实施例,多个,通常为4至20个之间的这些U型装置与相应的储料器和液压活塞一起被设置在工件表面之前。它们覆盖约1%至约85%的整个工作表面,优选约2%至约75%,有利地约5至约70%,特别优选约6至约50%的整个工作表面。由于工作表面仅分几部分地靠在要进行热解或已经热解的生物质上且随后再次自由且不受妨碍地旋转,因此确保了特别均匀的热解进程。在各个部分之间的工作表面被再次加热至所需温度且因此可均匀且完全分解生物质,在所述部分处所述工作表面压靠在生物质上且通过将热量释放至生物质而被冷却。由生物质的烧蚀热解分解释放的气体和固体组分被收集且进一步使用。
另一种可选方式是,根据本发明的设备可被如此设计,以使得为供给装置设置移动装置,所述移动装置在热解期间旋转供给装置且引导它们通过静止加热元件。
用于产生压力的装置优选被设计作为液压活塞。它们将达到200巴的压力施加在生物质上且通过后者施加到加热元件上。因此,这些装置部件因此被刚性地锚固,以使得可准确设置和保持所需操作压力。另一种可选方式是,用于产生压力的装置还可被设计作为螺旋输送机、挤出机或以辊式输送机的方式存在。在该实例中,用于逐渐形成压力的装置同时执行用于供给生物质的装置的功能。
在生物质以烧蚀方式进行热解分解的区域周围,壳体被布置作为用于收集热解产物的装置,在所述壳体中,第一下部孔被分别设置在壳体的底面或下端中。该孔用以收集和撤回固体热解产物,所述产物由于重力作用下沉到底部。在壳体上端的至少一个第二孔被连接到冷凝器上,所述冷凝器在操作状态下被冷却。由于除了固体之外,初始由热解仅产生了挥发性分解产物,因此这些热解产物升至顶部、被聚集在该处并且在尽可能最短的在壳体中的停留时间后被冷却在冷凝器上直至液相产生且在适当情况下同时进行分馏。尽管液体热解物主要是有机的,然而它们含有达约35%的水且因此包括焦油状馏分和水可溶解的成分。用于分馏和清洗热解物的通常部件还例如包括分离和过滤装置,例如旋风分离器或静电过滤器,其中可能仍存在的固体或夹带物质被分离。
天然或合成低聚物、天然或合成聚合物、木质纤维原材料、橡胶、塑料和这些材料的混合物、液体肥料、污泥,特别是污水污泥、有机残余物例如骨头、皮革、羽毛,还有环境问题材料,例如涂覆、浸渍过的或上过釉的或要不然经过表面处理的木材,最后还有剩余的工业木材和建筑木材可被用作进行热解的原材料。
如上所述,用于进行生物质热解的根据本发明的设备一方面包括材料供给装置且另一方面包括热解站。材料供给装置装备有要进行热解的生物质的实际供给装置和用于将约5至约200巴的接触压力施加到热解站上的装置。用于施加接触压力的装置通常同时为用于将生物质输送至热解站的装置。生物质的供给装置通常设有用于再装填生物质的储料器,以便确保设备的连续运行。储料器可进行手动或自动装填。
热解站包括轴,在其上安装了加热元件,通常为由金属和/或陶瓷制成的板。驱动装置和传动装置旋转所述轴。此外,热解站包括加热装置,通过所述加热装置,加热元件在操作状态下被加热至300℃至1000℃之间的温度。
直接加热是优选的,然而,另一种可选方式是,也可提供间接加热。利用工艺产生的固体热解产物以特别节约能源和节约成本的方式执行直接加热。
在下文中,通过附图对本发明的工作实例进行更详细地阐述。其中:
图1是用于进行热解的设备的示意图;
图2示出了圆盘形旋转加热元件;和
图3是包括两个加热元件的用于进行热解的设备的基本部件的示意图。
图1示出了用于进行热解的设备2,其中材料供给装置4和热解站6被设置在联接梁8上。材料供给装置4包括用于产生热解站6上的所需接触压力的部件10。在此,部件10通过液压产生压力(液压部件10)。此外,材料供给装置4包括要进行热解的原材料的供给装置12。设置了四个平行的供给装置12,每个所述供给装置凭借具有在约5巴至约200巴之间的所需压力的液压活塞(未详细示出)通过其本身相关的液压部件10而作用。与此同时,液压部件造成原材料被供给至热解站6。
原材料通过供给储料器14被供给入供给装置12内。一个储料器14分别被指定给每个供给装置12。储料器14在所有情况下可进行手动或自动装填。原则上,材料供给装置4可被设计以旋转。这导致热解期间热解站6加热板上原材料的旋转。然而,在图1所示的实施例中,材料供给装置4是静止的。
热解站6包括被支承在联接粱8上的收集装置16。收集装置16承载传动装置18,轴20通过所述传动装置。在面向材料供给装置的端部21处,轴20承载在操作状态下加热的板22,所述板由传动装置18转动。在轴20的另一端23处设置了驱动装置26,在本实例中为电驱动装置,其造成传动装置18且因此造成板22在操作状态下的旋转。此外,在轴20的第一端部分21的区域中设置了加热装置24,其将板22调整至预定操作温度。加热装置24优选被紧接设置在收集装置16上。在本实例中,加热装置24为气体加热器,其在操作状态下直接加热板22。
在供给装置12将要进行热解的原材料压至加热旋转板22的位置处,用于收集热解产物的壳体28罩住供给装置12的端部和板22。壳体28被如此设计,以使得固体热解产物由于重力作用朝向底部分离开来且被聚集在收集接收器30中。收集在壳体28中尤其更多部分的热解产物为气体且通过收集管32被供给至冷凝装置(未详细示出,但本身已公知),并且在适当情况下供给至分馏装置。如果需要,在收集热解产物期间设置旋风分离器或相似的分类或分离装置。
热解站2由耐热材料,在本实例中为金属制成。板22包括耐热、耐烧蚀的陶瓷材料。
图2示出了加热元件,板22分别,即热解站22的细部,由壳体28(此处未示出)罩住。在轴20上,板22被无旋转地固定到法兰34上,所述法兰的直径或多或少地相当于板22的直径。法兰34和轴22通过密封装置36彼此密封。这确保了热解产物不会通过板22的固定装置漏出且可能损害热解站2的驱动机构或加热装置。板22由管道20直接加热至750℃的热解温度。
以使得要进行热解的原材料,例如旧家具、木材残余物、木材工作材料残余物和相似物以碎片形式,通常以具有5至70cm或更小尺寸的预切割或粒状材料的形式,被供给入储料器14内的方式操作热解站2。然而,以污泥、液体肥料或塑料和相似物形式存在的生物质也可进行加工,而没有任何问题。在可应用的情况下,储料器14和供给装置12必须随后例如通过使用螺旋式输送机或其它供给装置而适于所用原材料的类型。原材料通过储料器14进入供给装置12内。在该处,通过液压部件10,200巴的压力被施加到供给装置12中的原材料上。通过200巴的压力压缩原材料并使其压靠在板22上。
板22被加热至750℃的温度。在该温度下,要进行热解的原材料在板22处以烧蚀方式在缺氧的情况下,即仅在表面上,在所有情况下在原材料和板22之间的界面处,被分解成固体、液体和气体组分。由于板22相对于供给装置12旋转,因此热解组分被释放到板上。固体组分由于重力到达底部且被供给通过壳体28至收集接收器30。液体组分变成气体状态且与已释放的热解气体一起被收集在壳体28的上端处,并且通过收集管32被供给至冷凝装置和在可应用的情况下供给至分馏装置。
在操作状态下,板22由马达26和传动装置18造成旋转且由加热装置24加热至750℃。包含要进行热解的原材料的四个供给装置12靠在板22的加热表面上。在原材料的热解期间,热能被消耗,板22冷却下来。由于四个供给装置12撞击在板22上的事实,因此形成了间隙,其中已刚旋转通过四个供给装置12且在其过程中由于热解工艺已损失热量的一部分板22被再次加热至750℃。这意味着根据本发明的设备,保持了尽可能均匀的温度轮廓,其允许特别均匀的热解,以及特别均质和完全的热解物成分。原材料的压制表面和板22的工作表面之间很有利的比率为35%比65%的板22的加热表面。
一旦供给装置12中被供给至板22的生物质被用尽,则供给装置12中相应的压力活塞上的压力减少,压力活塞返回其远离板22的初始位置。供给装置12装填以来自储料器14的新的生物质且被压力活塞压缩,操作压力现在再一次被施加到所述压力活塞上。生物质压靠在板22上且热解开始。
加热装置24优选被设计作为通过收集在收集接收器30中的固体热解产物操作的气体燃烧器。板22的该直接加热,所述直接加热不需要加热材料任何复杂的输运,已证明对于能量消耗而言特别有利。
图3示出了根据本发明的设备2的另一个可选实施例的主要结构部件。为了描述该实施例,在可能的情况下,相同的参考标记如图1和图2中那样被使用。在该实施例中,两个热解站6以类似镜像方式相对于彼此被布置在粱8上,所述梁在此以两部分被示出。在热解站6之间中心布置的两面加热圆盘未示于此。具有面向加热元件的喷嘴40的供给装置12被彼此中心地布置在梁8上。优选将梁8固定到联接支承装置(此处未示出)上。要进行热解的生物质的供给装置12在所有情况下被设置在外部上。供给装置12被设计以旋转,它们在热解期间以约3转/分钟的速度旋转,同样地加热圆盘以约100转/分钟的速度旋转。
在设备2的顶部上,在供给装置12上面,设置了静止储料器38。生物质被供给至储料器38,所述生物质在储料器中被压缩且形成对应于储料器12的横截面的形式。储料器38设有用于测量压缩生物质的装置。测量的压缩生物质从储料器38被供给入位于储料器38下面或紧接其的供给装置12内。以这种方式,一个储料器38足以为所有供给装置12供应生物质。
此外,图3所示的储料器38装备有用于记录要进行装填的相应的供给装置12的自由容量的装置。以最简单的方式,这些装置采取光学检测装置的形式。另一种可选方式是,可记录压力缸10的位置,所述压力缸的位置表明是否有生物质保留在要进行装填的供给装置12中。根据由记录装置发出的信号,储料器38现在压缩相应数量的生物质,所述生物质的尺寸现在对应于供给装置12中准备用于再装填的可得到的空间。该措施确保每个供给装置12在通过储料器38后被完全填充,不考虑是否全部生物质在达到储料器前进行热解。与此同时,该布置还确保了各种尺寸的供给装置12可从单个储料器38填充。要进行填充的储料器的典型数量级例如为约2cm的最大宽度、约28cm的高度和约15至约30cm的深度。如果,例如木屑或木质纤维被加工,则进料器(此处未示出)被安装在储料器38的上游,所述进料器将生物质连续压缩至约2cm的厚度,起始自约4cm的料杆宽度,压缩生物质的长度适于耗尽的料杆的填充度。如果供给装置12未被完全倒空,则供给更短的压缩生物质。
由于供给装置12和喷嘴40的布置,在热解期间,力作用条件在图3所示的布置中被特别有利地分布,这是因为两个设备半件2A和2B彼此相对地运行。
加热元件(此处未示出)和喷嘴40被布置在联接壳体(此处未示出)中且由联接气体燃烧器或两个分离燃烧器选择性地加热。在喷嘴40处产生的热解产物一起进行加工。这也有助于经济操作。

Claims (46)

1、用于进行生物质的烧蚀热解的工艺,包括加热元件(22)和用于供给所述生物质的装置(12),所述加热元件(22)和所述生物质在热解期间在5巴至200巴的压力下彼此压靠在一起。
2、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述压力在5巴至150巴之间,优选在10巴至100巴之间,特别优选在10巴至80巴之间,优选在20巴至60巴之间。
3、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述加热元件(22)在操作状态下被加热至300℃至1000℃之间的温度,优选在400℃至800℃之间,特别优选在500℃至700℃之间,有利地在550℃至600℃之间。
4、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述加热元件(22)为平板或弧形板,且选择性地包括单独部段。
5、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述加热元件(22)为型板,优选为包括沟槽的板。
6、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,优选具有约20至约300cm的直径的圆形板被用作所述加热元件(22)。
7、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述加热元件(22)由金属和/或陶瓷制成。
8、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,进一步加工之前初级热解产物的停留时间被设置成约0.5至约10秒的时期,优选小于5秒,特别优选小于2秒。
9、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,在热解之前所述生物质被粉碎成约0.5mm至约70cm的颗粒尺寸,优选为约5cm至约50cm,特别优选为约15cm至约30cm。
10、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述加热元件(22)装备有用于直接加热的装置或装备有用于间接加热的装置。
11、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述生物质除朝向所述加热元件(22)的推进运动之外,执行相对于所述静止加热元件(22)的第二运动,优选为旋转运动。
12、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,在热解期间,所述生物质和所述加热元件(22)相对于彼此移动,所述加热元件(22)和所述供给装置(12)相对于彼此布置成相对于由所述生物质朝向所述加热元件(22)的供给方向限定出的轴线的超过10°的角度。
13、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述加热元件(22)在热解期间旋转。
14、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,在热解期间,所述生物质相对于所述加热元件(22)移动。
15、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,用于供给所述生物质的所述装置(12)被设计为U型或盒型,其中所述生物质由输送装置(10)供给。
16、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述供给装置(12)采取挤出机或螺旋输送机的形式或被设计作为辊式进料器。
17、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,多个用于供给所述生物质的装置(12)被设置在加热元件上。
18、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述供给装置(12)采取压力活塞、链式输送机(上回路)或压辊的形式。
19、根据权利要求1所述的工艺,包括加热元件(22)和一个或多个用于供给所述生物质的装置(12),用于供给所述生物质的所述装置(12)的横截面积在热解期间总共覆盖1%至80%之间的所述加热元件(22)的表面积,优选在2%至75%之间,特别优选在5至70%之间,有利地在6至50%之间的所述加热元件(22)的表面积。
20、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,设置了用于收集所述热解产物的装置(28)。
21、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,壳体(28)被设置作为所述收集装置,所述收集装置以使得热解产物特别是固体和气体被收集在其整体中的方式,在所述加热元件(22)和用于供给所述生物质的所述装置(12)在热解期间彼此贴靠在一起的位置处,罩住所述加热元件(22)和所述装置(12)。
22、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,用于收集所述热解产物的所述装置(28)被如此设计,以使得通过重力或通过旋风分离器使固体与液体或气体热解产物分离开来。
23、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,用于收集所述热解产物的所述装置(28)包括用于对所述气体热解产物进行分馏的设备。
24、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,用于加热所述加热元件(22)的能量由燃烧热解产物,优选为焦炭产生。
25、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,天然或合成低聚物、天然或合成聚合物、木质纤维原材料、橡胶、塑料和这些材料的混合物、液体肥料、污泥,特别是污水污泥、有机残余物例如骨头、皮革、羽毛、剩余木材边角料和建筑木材被用作生物质。
26、用于通过加热元件(22)和用于供给生物质的装置(12)进行所述生物质的烧蚀热解的工艺,其中所述热量供应比要进行热解的材料中的热量取出更快地发生。
27、根据以上权利要求所述的工艺生产的燃烧设备的燃料。
28、用于对生物质进行热解的设备,包括材料供给装置(4)和热解站(6),所述材料供给装置(4)包括用于产生在5巴至80巴之间的压力且将要进行热解的原材料压靠在所述热解站(6)上的装置,且所述热解站(6)包括加热元件(22),所述加热元件在操作状态下被加热至300℃至1000℃之间的温度。
29、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,设置了传动装置(18),其导致所述加热元件(22)在操作状态下旋转。
30、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,为所述加热元件(22)设置了加热装置(24),所述加热装置被设计用于直接或间接加热。
31、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,所述加热元件(22)由金属和/或陶瓷制成。
32、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,所述加热元件(22)是平板或拱形板,其选择性地包括单独部段。
33、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,所述加热元件(22)采取型板,优选为具有沟槽的板的形式。
34、根据权利要求27所述的设备,其特征在于,所述加热元件(22)设有径向取向的型面。
35、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,所述加热元件(22)和所述供给装置(12)相对于彼此布置成相对于由所述生物质朝向所述加热元件(22)的供给方向限定出的轴线的超过10°的角度。
36、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,设置了移动装置,通过所述移动装置,所述供给装置(12)在热解期间相对于所述加热元件(22)移动。
37、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,用于供给所述生物质的所述装置(12)采取U型或盒型的形式,其中所述生物质由输送装置(10)导向。
38、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,所述供给装置(12)采取挤出机或螺旋输送机的形式或被设计作为辊式进料器。
39、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,多个用于供给所述生物质的装置(12)被设置在所述加热元件(22)上。
40、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,所述输送装置(10)采取压力活塞、链式输送机(上回路)或压辊的形式。
41、根据权利要求25所述的设备,包括加热元件(22)和一个或多个用于供给所述生物质的装置(12),用于供给所述生物质的所述装置(12)的横截面积在热解期间总共覆盖1%至85%之间的所述加热元件(22)的加热表面积,优选在2%至75%之间,特别优选在5至60%之间,有利地在6至50%之间的所述加热元件(22)的加热表面积。
42、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,设置了用于收集所述热解产物的装置(28)。
43、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,壳体(28)被设置作为所述热解产物的所述收集装置,所述收集装置以使得热解产物特别是固体和气体被收集在其整体中的方式,在所述加热元件(22)和用于供给所述生物质的所述装置(12)在热解期间彼此贴靠在一起的位置处,罩住所述加热元件(22)和所述装置(12)。
44、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,用于收集所述热解产物的所述装置(28)被如此设计,以使得通过重力或通过旋风分离器使固体与液体或气体热解产物分离开来。
45、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,用于收集所述热解产物的所述装置(28)包括用于对所述气体热解产物进行分馏的设备。
46、根据权利要求25所述的设备,其特征在于,其装备有用于产生能量的装置,所述装置被如此设计以使得在操作状态下,用于加热所述加热元件(22)的能量由燃烧热解产物,优选为焦炭产生。
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