[发明专利]制备气体的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于在可关闭反应器(3)中制备气体(G)的装置，通过在基本上无氧的条件下向所述反应器供应碳基生物质或碎木材料，诸如木屑，通过使生物质或木质材料在高温下气化，并且通过回收在气化反应(R)中产生的气体(G)。在该装置中‑反应器(3)具有由进料管限定的内部(30)，所述进料管的入口端可用截止阀(24)，特别是球阀关闭，并且其出口端邻接可加热气化拱顶(36)，‑将生物质或碎木材料从进料管的入口端输送到反应器(3)内部，‑向反应器内部(30)供应处于其超临界状态的游离水/水蒸气，其任选通过裂解水/水蒸气(V)来催化制备，‑将生物质或木质材料运送到反应器内部的气化空间(30；31)中，其与加热的气化拱顶(36)连接并且适于具有以使得存在于所述气化空间(31)中的水(V)以其超临界状态存在的方式选择的现有条件，‑回收气化反应中产生的气体(G)。

本发明涉及一种装置(配置)，其用于通过在基本上无氧的条件下向所述反应器供应生物质或碎木材料，尤其是木屑，通过使生物质或碎木材料在高温下气化，并且通过回收在气化反应中产生的(气化)气体，在可关闭反应器中制备气体。

本发明还涉及一种装置(配置)，其用于通过在基本上无氧的条件下向所述反应器供应塑料材料或塑料基材料，通过使塑料材料或塑料基材料在高温下气化，并且通过回收在气化反应中产生的气体，在可关闭反应器中制备气体。

在尤其是从木质材料，甚至更具体地从木屑生产木质气中，若干选择是可用的。

通过将过量空气引入燃料和空气混合室或混合头中，可以从木质材料诸如木屑中生产木质气。然而，在这种情况下，所得到的气体含有相当大量的未燃烧的惰性氮气，并且每单位供给的木质材料所产生的木质气的燃烧值仍然较低。

如果试图通过将纯氧引入混合头来增加每单位供应的木材材料的气体量，则由于氧气供给的价格，生产成本将急剧上升。

前述两种问题在所谓的热解中至少部分是可避免的，其中加热木质材料，诸如木屑，同时尝试避免空气或氧气进入混合头或气化空间。尽管木材材料，诸如木屑的热解提供了与每单位供给的木质材料产生具有低燃烧值的气体有关的上述问题的解决方法，但热解过程中的一个主要问题是由杂质引起的，该杂质从木质材料迁移到气体馏分并妨碍产物的进一步加工(例如众所周知的费托加工)的杂质，并且由于不完全燃烧而残留在所谓的热解油中，这些杂质，最显着的是焦油。消除热解油和气体馏分中含有的杂质通常会导致热解成本显着增加。

热解产生的杂质可以用所谓的烧蚀热解来降低，其中木质材料，诸如木屑在高温和相对高的压力下气化，但这里的问题是木质材料转化率低，导致每千克所供应的干燥木质材料的30-35％的未燃烧碳残留物。

因此，本发明的一个目的是通过提供用于木质材料，特别是木屑的气化的装置和方法消除前述现有技术中存在的缺点，以此气化将基于木质材料，诸如木屑的增强的热分解，通过在无氧条件下加热木屑以移除通常存在于热解中的热解油和焦油，以及存在于木屑气化气体中的杂质。然而，与此同时，目标是提供木质材料至气化气体的尽可能高的转化，以使灰中未气化碳残留物的量尽可能小。

本发明的另一目的是提供一种方法和装置，其能够以精确和通用的方式进行气化工艺的控制和管理。本发明的又一目的是提供一种也能够使塑料或塑料基材料气化的装置。然而，与此同时，目标是提供具有尽可能高的燃烧值或能量含量的气化气体，以每千克所供应的干燥木质材料计算。

本发明的另一目的是提供能量有效的反应条件。

上述目的通过根据本申请的用于制备气体的装置和方法来实现。

更具体来说，本发明涉及用于通过在基本上无氧的条件下向所述反应器供应碳基生物质或碎木材料，尤其是木屑，通过使木屑在高温下气化，并且通过回收在气化反应中产生的气体(G)在可关闭反应器中制备气体的装置。在装置中

-反应器内部由进料管限定，其入口可用截止阀(特别是球阀)关闭，并且其出口端邻接可加热气化拱顶，