Procedimiento para gasificar combustible y generador de gasificación.

Procedimiento para gasificar combustible en el canal de combustible de un generador de gasificación que funciona según el principio de cocorriente, presentando el canal de combustible

(2) una zona de pirolisis (5) y una zona de combustión (6) para la combustión del combustible y el combustible es alimentado a la parte superior del canal de combustible y a uno o más de los tubo(s) de oxidación (10) móviles para alimentar con gas de oxidación la zona de combustión (6) y dicho tubo o tubos son móviles dentro del canal de combustible (2) sustancialmente en la dirección del eje longitudinal del canal de combustible y el tubo o tubos de oxidación (10) presenta(n) unos extremos de descarga (11) y la temperatura de la zona de combustión (6) es medida por un termómetro (20), caracterizado porque en el canal de combustible hay un estrechamiento para limitar el flujo del combustible y la zona de combustión está formada en el estrechamiento y el tubo o tubos de oxidación son desplazados dentro del canal de combustión durante el proceso de combustión para alimentar con gas de oxidación el punto deseado en el canal de combustible y el desplazamiento de los extremos de descarga tiene lugar entre las zonas de pirolisis y de combustión, y los tubos de oxidación (10) son desplazados en función de la temperatura medida según unas instrucciones predeterminadas para mantener la temperatura de la zona de combustión (6) en el intervalo deseado desplazando los tubos de oxidación y los extremos de descarga contra el flujo de combustible cuando la temperatura es demasiado alta y en el sentido del flujo de combustible cuando la temperatura es demasiado baja y la zona de sección transversal del canal de combustible (2) es modificada por unos dispositivos de ajuste (19) móviles en función de la temperatura medida de la zona de combustión según unas instrucciones predeterminadas para mantener la temperatura de la zona de combustión (6) dentro del intervalo deseado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FI2007/050608.

Solicitante: CCM-Power Oy.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: Lentokatu 2 90460 Oulunsalo FINLANDIA.

Inventor/es: RUOKAMO,LEO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO... > Producción de gases que contienen monóxido de carbono... > C10J3/66 (por introducción de los mismos en la zona de gasificación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO... > Producción de gases que contienen monóxido de carbono... > C10J3/26 (de arriba a abajo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > DESTILACION DESTRUCTIVA DE MATERIAS CARBONOSAS PARA... > Retortas > C10B1/04 (verticales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > DESTILACION DESTRUCTIVA DE MATERIAS CARBONOSAS PARA... > Destilación destructiva de materias carbonosas sólidas... > C10B49/04 (mientras la carga sólida a tratar está en movimiento)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO... > Producción de gases combustibles por carburación... > C10J1/213 (Carburación por pirólisis de materiales carbonosos sólidos en un carburador)

PDF original: ES-2461863_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para gasificar combustible y generador de gasificación.

La presente invención se refiere a un procedimiento para gasificar combustible en el canal de combustible de un generador de gasificación, presentando el canal de combustible una zona de combustión para la combustión de combustible y uno o más tubos de oxidación para suministrar gas de oxidación a la zona de combustión. La invención se refiere asimismo a un generador de gasificación utilizado en el procedimiento.

El combustible se suministra a la parte superior del generador de gasificación, desde el cual fluye por la gravedad a través de las zonas de reducción, combustión y pirolisis. El calor requerido para la gasificación se obtiene quemando el combustible, de manera que se forme una zona de pirolisis entre la zona de combustión y el combustible, en la que los materiales volátiles se separan del combustible. Estos materiales volátiles forman el gas de producto del generador de gasificación junto con los gases generados en la zona de reducción.

Los generadores de gasificación de la técnica anterior se dividen en gasificadores de cocorriente y gasificadores de contracorriente según el procedimiento de suministro de gas de oxidación. En los gasificadores de cocorriente, se alimenta el gas de oxidación directamente a la zona de combustión. En estas soluciones, es difícil conseguir que la zona de combustión esté igual de caliente en toda su extensión. Además, la eficiencia permanece baja, puesto que el residuo carbonizado creado en los procesos no se quema totalmente. En los gasificadores de contracorriente, se conduce el gas de oxidación hacia arriba desde abajo, en el sentido opuesto al flujo de combustible. En este procedimiento, los productos de pirolisis acaban en el gas de producto casi como tales, es decir, los alquitranes no se descomponen.

Una propiedad esencial del gas de producto creado en el generador de gasificación con respecto a su uso es su pureza. En particular, el alquitrán generado en la gasificación es un ingrediente problemático del gas de producto, debido a las emisiones causadas por el mismo, las limitaciones de uso y los problemas causados al equipo. Los compuestos de alquitrán se descomponen en temperaturas superiores a 850ºC. Otra impureza esencial que aparece en la gasificación son los óxidos de nitrógeno que se generan en temperaturas superiores a 1000ºC. Por estos motivos, el control de temperatura, en particular, en la zona de combustión tras la fase de pirolisis resulta importante en la gasificación.

La publicación de patente GB 456 111 A describe un generador de gasificación, en el que el gas de oxidación se alimenta mediante tubos de oxidación al canal de combustible. Los tubos de oxidación se pueden desplazar dentro del canal de combustible. Se ha realizado esta posibilidad de ajuste para permitir la adaptación del generador de gasificación para diferentes combustibles. La ubicación de los tubos de oxidación no se cambia durante la combustión. Se lleva a cabo un intento de controlar la combustión ajustando la cantidad de gas de oxidación que entra en los tubos de oxidación. Según la memoria, la ventaja que se consigue con la posibilidad de desplazar los tubos es que los tubos de oxidación se pueden instalar a diferentes alturas en el canal de combustible. El ajuste de la temperatura de la combustión resulta pesado con el procedimiento descrito en la memoria. Además, los tubos de oxidación que proceden de la parte superior provocan una fricción adicional en el flujo de combustible, y el gas de oxidación puede formar unos canales de flujo en la proximidad de la superficie del tubo de oxidación.

En el documento EP 1 148 295 A1, se divulga un horno de gasificación que presenta una lanza central de horno móvil verticalmente a lo largo del eje del horno y adaptado para purgar un gas de mantenimiento de la combustión hacia abajo dentro del horno.

En el generador de gasificación divulgado en la memoria de patente FI 113 781 B, la sección transversal horizontal del cuello está ajustada mediante un cono de ajuste que se mueve en dirección vertical, cuyos movimientos controlan el flujo del gas y por lo tanto, controlan el funcionamiento del generador. En la memoria de patente FI 112 798 B, se divulga un procedimiento con conexiones de alimentación fijas del gas oxidante con diferentes partes del generador de gasificación, y el uso del vapor de agua para limitar la combustión. Asimismo, se ha hallado una solución similar en la memoria de patente US nº 5.226.927, en la que se alimenta gas oxidante a la zona de combustión desde las aberturas en la carcasa del generador de gasificación. A pesar de que estos procedimientos mejoran el resultado de la gasificación, la combustión por sí misma y su temperatura no se pueden regular de manera precisa.

En el documento GB 884 740, se divulga un productor de gas que comprende una lanza que pasa a través del centro de la cámara de reacción para suministrar aire que contiene oxígeno.

Un objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para gasificar combustible en un generador de gasificación y un generador de gasificación, mediante el cual los inconvenientes y deficiencias relacionados con la técnica anterior puedan ser sustancialmente reducidos. En particular, la temperatura de combustión puede ser bien controlada en la invención.

El procedimiento y el equipo según la invención se caracterizan por lo expuesto en las reivindicaciones independientes. Algunas formas de realización preferidas de la invención se exponen en las reivindicaciones subordinadas.

En el generador de gasificación utilizado en el procedimiento según la invención, está previsto un cuerpo, un canal de combustible para los procesos de gasificación y alimentación de combustible, y uno o más tubos de oxidación para alimentar con gas oxidante el canal de combustible. Los extremos de descarga de gas de oxidación de los tubos de oxidación pueden desplazarse dentro del canal de combustible, de manera que el punto de oxidación pueda desplazarse en el proceso de gasificación.

Se controla la temperatura de la zona de combustión mediante el desplazamiento de los tubos de oxidación contra la corriente de combustible o en el sentido de la corriente de combustible. Los tubos de oxidación pueden desplazarse de manera separada o en grupos. El número de tubos de oxidación puede seleccionarse según el tamaño del generador de gasificación y la precisión de control deseada del proceso de combustión. Cada tubo de oxidación puede tener su propia zona de combustión, pero los mismos tienen una zona de combustión inferior y de alimentación de combustible común.

El canal de combustible del generador de gasificación tiene un estrechamiento, que limita el libre flujo del combustible. La zona de combustión está situada en este estrechamiento. La temperatura de la zona de combustión se mide mediante un termómetro. El termómetro está preferentemente conectado con el primer accionador, que controla los tubos de oxidación y en particular, sus extremos de descarga de gas oxidación dentro del canal de combustible. El primer accionador ajusta la ubicación de los tubos de oxidación en función de las lecturas obtenidas a partir del termómetro según unas instrucciones predeterminadas. El primera accionador puede ser controlado por ordenador, automatizado de algún otro modo o controlable manualmente. En el procedimiento, se le da a la temperatura un valor establecido deseado, que se proporciona al primer accionador a algún dispositivo que la controle. Si la temperatura medida es mayor que el valor establecido de la temperatura, el primer accionador mueve el extremo de descarga del gas de oxidación de los tubos de oxidación en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para gasificar combustible en el canal de combustible de un generador de gasificación que funciona según el principio de cocorriente, presentando el canal de combustible (2) una zona de pirolisis (5) y una zona de combustión (6) para la combustión del combustible y el combustible es alimentado a la parte superior del canal de combustible y a uno o más de los tubo (s) de oxidación (10) móviles para alimentar con gas de oxidación la zona de combustión (6) y dicho tubo o tubos son móviles dentro del canal de combustible (2) sustancialmente en la dirección del eje longitudinal del canal de combustible y el tubo o tubos de oxidación (10) presenta (n) unos extremos de descarga (11) y la temperatura de la zona de combustión (6) es medida por un termómetro (20) , caracterizado porque en el canal de combustible hay un estrechamiento para limitar el flujo del combustible y la zona de combustión está formada en el estrechamiento y el tubo o tubos de oxidación son desplazados dentro del canal de combustión durante el proceso de combustión para alimentar con gas de oxidación el punto deseado en el canal de combustible y el desplazamiento de los extremos de descarga tiene lugar entre las zonas de pirolisis y de combustión, y los tubos de oxidación (10) son desplazados en función de la temperatura medida según unas instrucciones predeterminadas para mantener la temperatura de la zona de combustión (6) en el intervalo deseado desplazando los tubos de oxidación y los extremos de descarga contra el flujo de combustible cuando la temperatura es demasiado alta y en el sentido del flujo de combustible cuando la temperatura es demasiado baja y la zona de sección transversal del canal de combustible (2) es modificada por unos dispositivos de ajuste (19) móviles en función de la temperatura medida de la zona de combustión según unas instrucciones predeterminadas para mantener la temperatura de la zona de combustión (6) dentro del intervalo deseado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque cada tubo de oxidación (10) es desplazado de manera independiente.

3. Generador de gasificación que funciona según el principio de cocorriente, que comprende un cuerpo (1) , un canal de combustible (2) que presenta una zona de pirolisis (5) y una zona de combustión (6) , en el que los procesos de alimentación y de gasificación están dispuestos para tener lugar en dicho canal de combustible, y el combustible está dispuesto para ser alimentado a la parte superior del canal de combustible y a uno o más tubos de oxidación

(10) móviles que están dispuestos para alimentar con gas de oxidación el canal de combustible y dicho tubo o tubos son móviles dentro del canal de combustible (2) sustancialmente en la dirección del eje longitudinal del canal de combustible, y el tubo o tubos de oxidación (10) presentan unos extremos de descarga (11) y en el canal de combustible, está previsto un termómetro (20) que está dispuesto para medir la temperatura de la zona de combustión (6) , caracterizado porque en el canal de combustible hay un estrechamiento (18) para limitar el flujo de combustible, y la zona de combustión (6) está situada en dicho estrechamiento, y el tubo o tubos de oxidación (10) son móviles durante el proceso de combustión dentro del canal de combustible para alimentar con gas de oxidación el punto deseado en el canal de combustible y el desplazamiento de los extremos de descarga tiene lugar entre las zonas de pirolisis y de combustión y el tubo o tubos de oxidación están dispuestos para poder ser desplazados en función de la temperatura medida según unas instrucciones predeterminadas para mantener la temperatura de la zona de combustión (6) en el intervalo deseado, en el que los tubos de oxidación y los extremos de descarga están dispuestos para poder ser desplazados contra el flujo de combustible cuando la temperatura es demasiado alta y en el sentido del flujo de combustible cuando la temperatura es demasiado baja y están previstos unos dispositivos de ajuste (19) móviles en el canal de combustible (2) que están dispuestos para cambiar la zona de sección transversal del estrechamiento (18) .

4. Generador de gasificación según la reivindicación 3, caracterizado porque el tubo o tubos de oxidación (10) son móviles dentro del canal de combustible (2) sustancialmente en la dirección del eje longitudinal del canal de combustible.

5. Generador de gasificación según cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque el tubo o tubos de oxidación (10) están dispuestos para llegar al canal de combustible (2) sustancialmente desde abajo.

6. Generador de gasificación según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el tubo o tubos de oxidación (10) presentan unos extremos de descarga (11) , que han sido conformados para dirigir el gas de oxidación hacia el canal de combustible (2) de la manera deseada.

7. Generador de gasificación según la reivindicación 6, caracterizado porque los extremos de descarga (11) del tubo o tubos de oxidación (10) han sido conformados para evitar flujos en el sentido del flujo de combustible.

8. Generador de gasificación según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque comprende asimismo un primer accionador (14) que está dispuesto para desplazar el tubo o tubos de oxidación y una unidad de control (22) que está dispuesta para controlar el primer accionador.

9. Generador de gasificación según la reivindicación 3, caracterizado porque hay un estrechamiento (18) en el canal de combustible (2) que está dispuesto para formar una zona de combustión (6) en el canal de combustible.

10. Generador de gasificación según la reivindicación 9, caracterizado porque, en conexión con el estrechamiento

(18) del canal de combustible (2) , está previsto un termómetro (20) , que ha sido conectado con la unidad de control

(22) que está dispuesta para desplazar los tubos de oxidación (10) en función de la temperatura de la zona de combustión (6) .

11. Generador de gasificación según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque el tubo o tubos de oxidación (10) han sido dispuestos para poder ser desplazados de manera independiente.

12. Generador de gasificación según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque la unidad de control (22) es un ordenador, en cuya memoria ha sido cargado el programa de control del generador de 10 gasificación.