專利名稱：用于向壓力容器中供料的生物質(zhì)輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于向處于超壓狀態(tài)下的容器中供給生物質(zhì)的方法和裝置。本發(fā) 明一種具有優(yōu)勢的應用是用于將生物質(zhì)導入到增壓氣化器中，用以制取合成氣。
背景技術(shù)：
在氣化裝置中，為了制取合成氣，需要使氣化裝置處于2至IOObar的增壓條件下， 優(yōu)選為12至40bar。尤其是適用于在這樣的工業(yè)化生產(chǎn)裝置中，即，在這樣的裝置中可以將 合成氣進一步加工成其它產(chǎn)物、以及將合成氣或其后繼產(chǎn)物導入到增壓管道網(wǎng)絡(luò)中、或使 合成氣在渦輪機中燃燒。在現(xiàn)有技術(shù)下，具有額定超壓的生物質(zhì)氣化裝置或采用回轉(zhuǎn)導引裝置 (Zellenradschleusen)或采用壓力導引裝置(Druckschleusen)，其中，集成的輸送螺桿 在不帶有壓力梯度的情況下將生物質(zhì)從導引裝置輸送到氣化裝置中?，F(xiàn)有技術(shù)記載于 "Analyse und Evaluierung der thermochemischen Vergasung von Biomasse，，叢書系列 “Nachwachsende Rohstoffe，，卷 29, Landwirtschaftsverlag GmbH, Muster (2006)中。在 此，相關(guān)內(nèi)容參見54-59頁，以及72-73頁的表2_7。標準的螺旋輸送機，其螺桿延伸通過介于入口和出口之間的整個區(qū)域，這樣的螺 旋輸送機通常只是部分被填充。來自壓力容器的氣體由此可逆向于輸送方向而回流。而在 螺旋輸送機被完全填充的過程中，通過壓實輸送物料而在螺旋片后方會自動形成一空腔， 氣體可以回流到這一空腔中。在Karlsruhe研究中心，以‘‘Bioliq”的名義制定出一種方法，其中，使生物質(zhì)轉(zhuǎn)變 為一種可以用泵唧送的流體。這一方法已通過DE 10 2004 019 203 B3公開。盡管，這一 方法使由此產(chǎn)生的流體可以相對于很高的壓力而進行輸送。但是，這一方法在生成所述流 體方面卻需要付出很高的生產(chǎn)成本。同樣可以推斷出，在這樣的實際應用中，S卩，為了產(chǎn)生用于火電廠的熱量而將褐煤 供給到以輕微超壓驅(qū)動的渦流層中，不能實現(xiàn)將生物質(zhì)輸送到壓力高于2bar的增壓容器 中的傳遞。例如在DE 198 43255 Al中公開的管鏈輸送機，或是在DE 44 31 366 Al中公 開的活塞輸送機。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是，通過一種簡單的輸送裝置將類型完全不同的生物質(zhì)輸入到處于 超壓狀態(tài)的容器中。這一任務通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法以及裝置而實現(xiàn)。在權(quán)利要求2至10中則 描述了本發(fā)明的具有優(yōu)勢的擴展方案。生物質(zhì)是非常復雜的原材料。用于制取合成氣的熱化學氣化處理需考慮到例如采 用以下這些可能-具有不同含水量和完全不同性質(zhì)的木材，例如鋸末和木屑；
-新鮮的、青貯的、壓制的、干燥的、粗顆粒或細顆粒的能源作物；-油與固體生物質(zhì)的混合物；_谷物和纖維；-食品工業(yè)排放的各類糧食和垃圾；-畜牧業(yè)排放的排泄物。所述生物質(zhì)應作為勻質(zhì)的物質(zhì)或在盡可能寬泛的材料混合物中通過螺旋輸送機 相對于超壓而進行輸送。根據(jù)權(quán)利要求1，通過串聯(lián)式地設(shè)置具有彼此獨立可控的轉(zhuǎn)速的兩個螺旋輸送機， 實現(xiàn)了將生物質(zhì)自密封地供料到壓力空間中。通過這種方式，在這兩個螺旋輸送機之間的 空間中的生物質(zhì)可以被如此壓實，以至于形成了一個由生物質(zhì)構(gòu)成的近乎氣密的柱塞體。 不同于具有一個輸送螺桿的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的雙螺桿系統(tǒng)，可以通過前后相鄰設(shè)置的螺 桿的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)柱塞體中的壓力。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以實現(xiàn)較大的橫截面，并且能夠由 此避免在導入粗顆粒的生物質(zhì)時產(chǎn)生堵塞或不緊密性。由此實現(xiàn)了具有完全不同性能的生 物質(zhì)的供料。根據(jù)權(quán)利要求2，優(yōu)選地，使兩個螺旋輸送機在軸向上依次排列設(shè)置在一根管 道中。在許多類型的生物質(zhì)中都可能成為麻煩的輸送流的偏離就可以由此而避免。根據(jù)權(quán)利要求3，密封的柱塞體的形成可以如此簡化，即，在兩個輸送螺桿之間設(shè) 置有一個區(qū)段，該區(qū)段不包含有任何輸送部件。由此形成一個較長的密封行程，其特別有利 于進一步干燥的生物質(zhì)。根據(jù)權(quán)利要求4，主螺旋輸送機也可以以螺旋擠壓機的形式構(gòu)成。 這一點在生物質(zhì)含有超過50%的水的情況下具有優(yōu)勢。根據(jù)權(quán)利要求5，螺旋輸送機中的一個也可以以雙螺桿輸送機的形式構(gòu)成。通過這 種方式可以實現(xiàn)更高的壓力以及導入的生物質(zhì)的均勻化和粉碎化。根據(jù)權(quán)利要求6，對螺旋管道和螺旋軸進行加熱而具有優(yōu)勢的原因在于，由此使生 物質(zhì)更加容易產(chǎn)生塑性變形，并由此獲得更好的密封。根據(jù)權(quán)利要求7，在輸送行程的末端具有切割裝置，其優(yōu)勢在于，該切割裝置使生 物質(zhì)更加容易地排出到處于超壓狀態(tài)下的空間中。權(quán)利要求8至10描述了為了改善柱塞 體密封效果而如何準備生物質(zhì)的方法。
通過圖1中的實施例進一步陳述本發(fā)明。
具體實施例方式生物質(zhì)1在漏斗3處例如由一個帶有回轉(zhuǎn)導引裝置的接收器進行給料，并且在出 口 2處經(jīng)由法蘭盤14離開輸送裝置，該法蘭盤與一個處于超壓狀態(tài)的容器或下一級輸送裝 置相連。生物質(zhì)1首先流過主螺旋輸送機，該主螺旋輸送機由螺旋管道6、螺旋軸5和螺旋 片4構(gòu)成。然后生物質(zhì)1被輸送經(jīng)過一段沒有任何輸送部件的管道區(qū)段13。在這一管道區(qū) 段13中形成的由生物質(zhì)構(gòu)成的柱塞體進一步輸送到次螺旋輸送機中，該次螺旋輸送機由 螺旋管道6、螺旋軸8和螺旋片9構(gòu)成。在輸送行程的末端上，生物質(zhì)在出口 2處進入到一 個處于超壓狀態(tài)的空間中。經(jīng)證實的優(yōu)勢之處在于，在輸送行程的末端設(shè)置一個被動式的 或主動式的切割裝置10。
由電機12驅(qū)動的主螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速，很大程度上決定輸送效率。由電機11驅(qū) 動的次螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速，很大程度上決定輸送裝置的氣密性。由壓力傳感器7測取的管 道區(qū)段13中的壓力，控制著由電機11驅(qū)動的次螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速。這一壓力對應于輸送 裝置的氣密性。該壓力的最佳值可以根據(jù)生物質(zhì)的種類、經(jīng)過對在給料漏斗3處跟隨回流 的氣體進行的氣體分析來得出。一般來說，在管道區(qū)段13中的壓力高于在法蘭盤14處的 系統(tǒng)壓力。借助于本發(fā)明，可實現(xiàn)將不同的生物質(zhì)導入到一個處于高壓狀態(tài)的系統(tǒng)中去。這 一點對于采用工業(yè)化的生物質(zhì)熱化學氣化來制取合成氣而具有非常顯著的經(jīng)濟意義。同樣再總結(jié)一次，本發(fā)明提供了一種用于向壓力容器供料的生物質(zhì)輸送裝置。將 例如為生物質(zhì)的不勻質(zhì)的固體物質(zhì)導入到增壓容器中是相當困難的。至今采用的回轉(zhuǎn)導引 裝置以及壓力導引裝置都具有非常明顯的缺陷。由于，在螺旋片的后方會形成空腔，在該空 腔中氣體可能會從壓力容器中泄漏，因此，使至今的對于標準的螺旋輸送機的使用導致失 敗。而這些不足將由這種方式解決，即，在螺旋輸送管道6中設(shè)置兩個彼此獨立可控的螺 桿。在由電機12驅(qū)動的主螺旋輸送機和由電機11驅(qū)動的次螺旋輸送機之間，由于電機11、 12不同的轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生的高壓將生物質(zhì)壓實，由此實現(xiàn)一個近乎氣密的柱塞體13。本發(fā)明尤 其適用于將生物質(zhì)導入到增壓氣化裝置中，用以制取合成氣。
權(quán)利要求
1.一種借助于螺旋輸送系統(tǒng)將生物質(zhì)供料到壓力容器中的方法或裝置，其特征在于， 所述螺旋輸送系統(tǒng)由至少兩個螺旋輸送機組成，這兩個螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速是彼此獨立可控 的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或裝置，其特征在于，所述螺旋輸送機在軸向上依次排 列設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法或裝置，其特征在于，在所述兩個螺旋輸送機之間設(shè) 有一個不包含有輸送部件的區(qū)段。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法或裝置，其特征在于，所述螺旋輸送機中 的一個以螺旋擠壓機的形式構(gòu)成，用以流態(tài)化生物質(zhì)的擠出。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法或裝置，其特征在于，所述至少一個螺旋 輸送機具有雙螺桿。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法或裝置，其特征在于，所述至少一個螺旋 輸送機可進行加熱。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法或裝置，其特征在于，在所述螺旋輸送系 統(tǒng)的末端設(shè)置有用于生物質(zhì)的切割裝置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法或裝置，其特征在于，將由粗顆粒和細顆 粒的生物質(zhì)構(gòu)成的混合物導入到所述螺旋輸送系統(tǒng)的入口中。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法或裝置，其特征在于，使所述生物質(zhì)與溶 液混合成糊狀。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法或裝置，其特征在于，使所述生物質(zhì)進行 預熱處理。
全文摘要
在螺旋輸送管道(6)中設(shè)置兩個彼此獨立可控的螺桿。在由電機(12)驅(qū)動的主螺桿和由電機(11)驅(qū)動的次螺桿之間，由于電機(11、12)不同的轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生的高壓將生物質(zhì)壓實，由此而實現(xiàn)一個近乎氣密的柱塞體(13)。本發(fā)明尤其適用于將生物質(zhì)導入到增壓氣化裝置中，用以制取合成氣。
文檔編號B30B11/24GK102007056SQ200980111576
公開日2011年4月6日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月1日
發(fā)明者卡爾-海因茨·特茨拉夫 申請人:卡爾-海因茨·特茨拉夫