[发明专利]用于向压力容器中供料的生物质输送装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于向处于超压状态下的容器中供给生物质的方法和装置。本发明一种具有优势的应用是用于将生物质导入到增压气化器中，用以制取合成气。

背景技术

在气化装置中，为了制取合成气，需要使气化装置处于2至100bar的增压条件下，优选为12至40bar。尤其是适用于在这样的工业化生产装置中，即，在这样的装置中可以将合成气进一步加工成其它产物、以及将合成气或其后继产物导入到增压管道网络中、或使合成气在涡轮机中燃烧。

在现有技术下，具有额定超压的生物质气化装置或采用回转导引装置(Zellenradschleusen)或采用压力导引装置(Druckschleusen)，其中，集成的输送螺杆在不带有压力梯度的情况下将生物质从导引装置输送到气化装置中。现有技术记载于“Analyse und Evaluierung der thermochemischen Vergasung von Biomasse”丛书系列“Nachwachsende Rohstoffe”卷29，Landwirtschaftsverlag GmbH，Müster(2006)中。在此，相关内容参见54-59页，以及72-73页的表2-7。

标准的螺旋输送机，其螺杆延伸通过介于入口和出口之间的整个区域，这样的螺旋输送机通常只是部分被填充。来自压力容器的气体由此可逆向于输送方向而回流。而在螺旋输送机被完全填充的过程中，通过压实输送物料而在螺旋片后方会自动形成一空腔，气体可以回流到这一空腔中。

在Karlsruhe研究中心，以“Bioliq”的名义制定出一种方法，其中，使生物质转变为一种可以用泵唧送的流体。这一方法已通过DE 10 2004 019 203 B3公开。尽管，这一方法使由此产生的流体可以相对于很高的压力而进行输送。但是，这一方法在生成所述流体方面却需要付出很高的生产成本。

同样可以推断出，在这样的实际应用中，即，为了产生用于火电厂的热量而将褐煤供给到以轻微超压驱动的涡流层中，不能实现将生物质输送到压力高于2bar的增压容器中的传递。例如在DE 198 43255 A1中公开的管链输送机，或是在DE 44 31 366 A1中公开的活塞输送机。

发明内容

本发明的任务是，通过一种简单的输送装置将类型完全不同的生物质输入到处于超压状态的容器中。

这一任务通过根据权利要求1的方法以及装置而实现。在权利要求2至10中则描述了本发明的具有优势的扩展方案。

生物质是非常复杂的原材料。用于制取合成气的热化学气化处理需考虑到例如采用以下这些可能：

-具有不同含水量和完全不同性质的木材，例如锯末和木屑；

-新鲜的、青贮的、压制的、干燥的、粗颗粒或细颗粒的能源作物；

-油与固体生物质的混合物；

-谷物和纤维；

-食品工业排放的各类粮食和垃圾；

-畜牧业排放的排泄物。

所述生物质应作为匀质的物质或在尽可能宽泛的材料混合物中通过螺旋输送机相对于超压而进行输送。

根据权利要求1，通过串联式地设置具有彼此独立可控的转速的两个螺旋输送机，实现了将生物质自密封地供料到压力空间中。通过这种方式，在这两个螺旋输送机之间的空间中的生物质可以被如此压实，以至于形成了一个由生物质构成的近乎气密的柱塞体。不同于具有一个输送螺杆的系统，根据本发明的双螺杆系统，可以通过前后相邻设置的螺杆的转速来调节柱塞体中的压力。根据本发明的装置可以实现较大的横截面，并且能够由此避免在导入粗颗粒的生物质时产生堵塞或不紧密性。由此实现了具有完全不同性能的生物质的供料。根据权利要求2，优选地，使两个螺旋输送机在轴向上依次排列设置在一根管道中。在许多类型的生物质中都可能成为麻烦的输送流的偏离就可以由此而避免。

根据权利要求3，密封的柱塞体的形成可以如此简化，即，在两个输送螺杆之间设置有一个区段，该区段不包含有任何输送部件。由此形成一个较长的密封行程，其特别有利于进一步干燥的生物质。根据权利要求4，主螺旋输送机也可以以螺旋挤压机的形式构成。这一点在生物质含有超过50％的水的情况下具有优势。

根据权利要求5，螺旋输送机中的一个也可以以双螺杆输送机的形式构成。通过这种方式可以实现更高的压力以及导入的生物质的均匀化和粉碎化。

根据权利要求6，对螺旋管道和螺旋轴进行加热而具有优势的原因在于，由此使生物质更加容易产生塑性变形，并由此获得更好的密封。