WO2009109337A1 - Worm conveyor for introducing a biomass into a pressure container - Google Patents

Worm conveyor for introducing a biomass into a pressure container Download PDF

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WO2009109337A1
WO2009109337A1 PCT/EP2009/001415 EP2009001415W WO2009109337A1 WO 2009109337 A1 WO2009109337 A1 WO 2009109337A1 EP 2009001415 W EP2009001415 W EP 2009001415W WO 2009109337 A1 WO2009109337 A1 WO 2009109337A1
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screw
sealing zone
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Karl-Heinz Tetzlaff
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Karl-Heinz Tetzlaff
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    • C10J2300/0903—Feed preparation

Definitions

  • Screw conveyor for feeding biomass into a pressure vessel
  • the invention relates to a method and a device for feeding biomass into a container which is under pressure.
  • An advantageous application is the supply of moist biomass in a pressure-charged gasifier for the production of synthesis gas.
  • Biomass gasification plants with significant overpressure today use either rotary valves or pressure locks, the integrated screw conveyor, the biomass without any pressure gradient from the locks in the
  • Biomass is a very complex raw material.
  • wood for consideration of the thermochemical gasification of synthesis gas, wood with different water contents and quite different properties, for example
  • the biomass should be required as a homogeneous substance or as broad a mixture as possible with a screw conveyor against overpressure.
  • the screw conveyor is designed so that at its end a Abdichtzone is arranged, whose feature is the absence of Forder instituten.
  • the length of the sealing zone should be greater than the diameter of the screw tube or as the gap between the screw shaft and screw tube so that a dynamic pressure is generated by the wall friction and can close, which originated behind the screw spiral cavities.
  • this sealing zone may have a cross-sectional constriction, which compresses the biomass by an increased resistance.
  • the Cross-sectional constriction must take into account the stubbornness of the biomass.
  • the cross-sectional constriction can be made by an adjustable counter-pressure device.
  • the counter-pressure device can be formed from a displaceable mandrel whose tip can also be rounded.
  • the counter-pressure device can be formed by a conically narrowed Rohrstuck.
  • a conically narrowed Rohrstuck is described in EP 1 586 439 A1 for a screw press, without this device being suitable for demanding against a pressure gradient, nor is there any suggestion for guidance for the method according to the invention.
  • the screw conveyor may be designed as a screw press.
  • the end of the screw press must be designed as a sealing zone according to claim 1, which does not contain a spiral screw.
  • the sealing zone may also have a temporary cross-sectional widening.
  • larger biomass parts of smaller biomass parts can be enclosed in such a way that results in a total of a pressure-tight plug.
  • the dicing device can consist of fixed knives or a mechanically driven dicing device. A combination of these two types may also be advantageous for the subsequent process.
  • the screw conveyor with a mixture of hard and soft biomass, for example a mixture of wood and silage. This facilitates the formation of a gas-tight plug in the sealing zone.
  • the formation of a gas-tight plug in the sealing zone can also be achieved by mashing the biomass with a liquid.
  • a liquid can be, for example, water or the pressed juice from the cold-pressed biomass.
  • the supply of preheated biomass can be beneficial to the formation of a pressure-tight grafting in the sealing zone of the screw conveyor.
  • Fig. 1 shows a screw conveyor with cylindrical
  • FIG. 2 shows a screw conveyor with conically narrowed
  • FIG. 3 shows a dicing device at the end of
  • Fig. 4 shows another view of the cutting device shown in Fig. 3
  • Fig. 5 shows a screw conveyor, as
  • Screw press is formed.
  • FIG. 1 shows a screw conveyor consisting of a screw tube 1 whose extension forms a sealing zone 2.
  • the Forderorgan consists of a screw 3 and a worm shaft 4, which is connected via a coupling 5 with a drive 6.
  • the biomass 7, which may be taken from a container, not shown here, passes through the rotary valve 8 in the feed hopper 9 of the Forderschnecke 3, 4 and is as a plug through the Abdichtzone 2 to the end 10 of the screw conveyor in the pressure vessel 11 under pressure pushed.
  • For maintenance is the
  • a shut-off valve 12 between screw conveyor and pressure vessel 11 appropriate. Since a plug of solid biomass is not completely gas-tight, the arrangement of a suction 13 at the feed hopper 9 is appropriate.
  • the suction expediently contains a measuring device for the Volume flow and a detector for a coming from the pressure vessel 11 gas. Based on these data, one can change the properties of the incoming biomass in a targeted manner. The density of the plug can be changed by mixing different biomass, by heating and changing the mashing with a liquid. In the event that the biomass 7 is to be supplied to a reactor for the production of synthesis gas, the water content of the biomass should remain as low as 60% by Anmaischen so that the efficiency of the gasification does not decrease too much.
  • Fig. 2 the biomass 7 is pushed by means of conveying screw 3, 4 in the conical part 2 a of the sealing zone 2.
  • the conical part 2a of the sealing zone is here by the
  • the conical screw tube 1 Extension of the conical screw tube 1 formed. In Zone 2 and 2a there are no Forderorgane. Due to the conical emptying, the plug formed from biomass is compressed more strongly.
  • a dividing device 14 As shown in FIGS. 3 and 4.
  • the dividing device here consists of crosswise arranged fixed knives, which are held by a pot 15 which is between the flanges of the
  • FIG. 5 shows a screw conveyor, which is designed as a screw press for pressing out of plant sap. This construction method is useful for very hydrous biomass, such as silage, when the water content is to be reduced in the sense of the following process.
  • the screw tube 1 is here equipped with holes Ia or Saierstaben in a certain area.
  • the worm shaft 4 becomes thicker in stages or continuously towards the end, so that a narrow gap for the sealing zone 2 is formed at the end.
  • the screw helix 3 may not protrude into this sealing zone.
  • the dimensions of coarse biomass, such as wood chips reach the dimension of the gap in the sealing zone 2.
  • gas from the pressure vessel flows back through the gaps of these particles. Therefore, one can extend the sealing zone 2 in section 2b for this case and narrow again in section 2c. Due to the larger collective of particles in section 2b and the renewed narrowing in section 2c, a backflow of gas is avoided.
  • the size of the sealing zone in Section 2c is expediently carried out by an adjustable counterpressure device consisting of a conical tube piece 16, pressing cylinders 17 and adjusting devices 18.
  • the arrangement of at least 3 synchronized pressing cylinders 17 with their adjusting devices 18 on the circumference is advantageous.
  • a dicing device is arranged, which consists of knives, which sit on a rotating shaft 19.
  • a screw conveyor for feeding biomass is proposed in a pressure vessel.

Abstract

It is difficult to introduce a heterogeneous solid, such as a biomass, into a pressurised container. Cellular wheel sluices and air locks used until now have significant flaws. The use of standard worm conveyors has failed up until now in that a gas channel forms behind the screw flight, leading to a pressure loss in the pressure container. These shortcomings are overcome by using a worm conveyor (3) having a screw tube (1) which comprises a sealing region (2) free of conveyor elements. The invention is suitable for introducing a biomass into a pressurised degassing installation for producing synthesis gas.

Description

Schneckenförderer zur Einspeisung von Biomasse in einen Druckbehälter Screw conveyor for feeding biomass into a pressure vessel
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einspeisen von Biomasse in einen Behälter, der unter Überdruck steht. Eine vorteilhafte Anwendung ist die Zuführung von feuchter Biomasse in einen druckaufgeladenen Vergaser zur Herstellung von Synthesegas.The invention relates to a method and a device for feeding biomass into a container which is under pressure. An advantageous application is the supply of moist biomass in a pressure-charged gasifier for the production of synthesis gas.
Hintergrund und Allgemeine Beschreibung der Erfindung An sich ist es bei Vergasungsanlagen zur Erzeugung von Synthesegas wünschenswert, die Anlagen unter erhöhtem Druck von 2 bis 100 bar, vorzugsweise von 12 bis 40 bar, zu betreiben. Das gilt insbesondere für industrielle Anlagen, bei denen das Synthesegas zu anderen Produkten weiter verarbeitet und das Synthesegas oder seine Folgeprodukte in ein unter Druck stehendes Rohrnetz eingespeist, oder in einer Turbine verbrannt werden sollen.BACKGROUND AND GENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION As such, in gasification plants for producing synthesis gas, it is desirable to operate the plants under elevated pressure of 2 to 100 bar, preferably 12 to 40 bar. This is especially true for industrial plants, where the synthesis gas is further processed to other products and the synthesis gas or its derivatives are fed into a pressurized pipe network, or burned in a turbine.
Biomassevergasungsanlagen mit nennenswertem Überdruck nutzen heute entweder Zellradschleusen oder Druckschleusen, wobei die integrierten Förderschnecken die Biomasse ohne jeglichen Druckgradienten von den Schleusen in dieBiomass gasification plants with significant overpressure today use either rotary valves or pressure locks, the integrated screw conveyor, the biomass without any pressure gradient from the locks in the
Vergasungsanlage transportieren. Der Stand der Technik ist dokumentiert in: „Analyse und Evaluierung der thermo- chemischen Vergasung von Biomasse,, Schriftenreihe „Nachwachsende Rohstoffe,, Band 29, Landwirtschaftsverlag GmbH, Münster (2006) . Relevant sind hier die Seiten 54-59 und Tabelle 2-7 auf Seite 72-73. Die Standardschneckenforderer, bei denen die Schnecke sich über den gesamten Bereich zwischen Ein- und Ausgang erstreckt, sind in der Regel nur teilweise gefüllt. Das Gas aus einem Druckbehalter kann daher entgegen der Forderrichtung zurück strömen. Selbst bei vollständiger Füllung dieses Schneckenförderers bildet sich durch Verdichtung des Fordergutes ein Hohlraum hinter der Schneckenwendel in dem Gas zurück strömen kann.Transport gasification plant. The state of the art is documented in: "Analysis and Evaluation of the Thermochemical Gasification of Biomass" Series "Renewable Resources" Volume 29, Landwirtschaftsverlag GmbH, Münster (2006). Relevant here are pages 54-59 and Table 2-7 on page 72-73. The standard worm requesters, in which the worm extends over the entire area between input and output, are usually only partially filled. The gas from a pressure vessel can therefore flow back against the Forderrichtung. Even with complete filling of this screw conveyor is formed by compression of the Fordergut a cavity behind the screw helix in the gas can flow back.
Im Forschungszentrum Karlsruhe wurde unter dem NamenIn the research center Karlsruhe became under the name
„Bioliq,, ein Verfahren erarbeitet, das Biomasse in eine pumpfahige Flüssigkeit verwandelt. Das Verfahren wurde unter DE 10 2004 019 203 B3 offenbart. Das Verfahren ermöglicht zwar die Forderung der so hergestellten Flüssigkeit gegen einen hohen Druck. Das wird aber mit einem hohen Aufwand für die Herstellung dieser Flüssigkeit bezahlt ."Bioliq, developed a process that turns biomass into a pumpable liquid. The process has been disclosed in DE 10 2004 019 203 B3. Although the method allows the requirement of the liquid thus produced against a high pressure. But this is paid with a lot of effort for the production of this liquid.
Auch auf dem verwandten Gebiet der Einbringung von Braunkohle in eine, mit leichtem Überdruck betriebene Wirbelschicht zur Erzeugung von Warme für ein Dampfkraftwerk, ist keine Übertragung für die Forderung von Biomasse in einen unter Druck stehenden Behalter von mehr als 2 bar ableitbar. Beispiele sind dafür der Rohrkettenforderer, der in DE 198 43 255 Al offenbart ist, oder der Kolbenforderer, offenbart in DE 44 31 366 Al.Also in the related field of the introduction of lignite into a, operated with a slight overpressure fluidized bed to produce heat for a steam power plant, no transmission for the demand of biomass in a pressurized container of more than 2 bar can be derived. Examples are the Rohrkettenforderer, which is disclosed in DE 198 43 255 Al, or the Kolbenforderer, disclosed in DE 44 31 366 Al.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Druckbereich über 2 bar durch Modifikation einer einfachen bewahrten Fordereinrichtung zu erschließen.It is an object of the invention to develop the pressure range above 2 bar by modifying a simple preserved Fordereinrichtung.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren und einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelost. In den Ansprüchen 2 bis 14 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung beschrieben. Biomasse ist ein sehr komplexer Rohstoff. Für die thermochemische Vergasung zu Synthesegas sind beispielsweise in Betracht zu ziehen: ■ Holz mit unterschiedlichem Wassergehalt und von recht unterschiedlicher Beschaffenheit, beispielsweiseThe object is achieved by a method and a device according to claim 1. In claims 2 to 14 an advantageous embodiment of the invention is described. Biomass is a very complex raw material. For example, for consideration of the thermochemical gasification of synthesis gas, wood with different water contents and quite different properties, for example
Sagespane und Hackschnitzel,Sawpane and wood chips,
■ Energiepflanzen als Frischmasse, siliert, ausgepresst oder getrocknet, grob- oder feinteilig, ■ Ol in Mischungen mit fester Biomasse ■ Energy crops as fresh mass, ensiled, pressed or dried, coarse or finely divided, ■ Ol in mixtures with solid biomass
■ Korner und Fasern ■ grains and fibers
■ Lebensmittel aller Art und Abfalle aus der Lebensmittelindustrie ■ Food of all kinds and waste from the food industry
■ Ausscheidungen aus der Tierhaltung ■ excretions from animal husbandry
Die Biomasse soll als homogener Stoff oder in einer möglichst breiten Stoffmischung mit einem Schneckenförderer gegen einen Überdruck gefordert werden.The biomass should be required as a homogeneous substance or as broad a mixture as possible with a screw conveyor against overpressure.
Nach Anspruch 1 ist eine weitgehende Abdichtung derAccording to claim 1, an extensive sealing of
Forderstrecke gegen den unter Druck stehenden Behalter dadurch erreichbar, dass der Schneckenförderer so ausgebildet ist, dass an seinem Ende eine Abdichtzone angeordnet ist, deren Merkmal das Fehlen von Forderelementen ist. Die Lange der Abdichtzone sollte großer sein als der Durchmesser des Schneckenrohres oder als der Spalt zwischen Schneckenwelle und Schneckenrohr, damit durch die Wandreibung ein Staudruck erzeugt wird und sich die, ursprunglich hinter der Schneckenwendel entstandenen Hohlräume, schließen können.Forderstrecke against the pressurized container achieved in that the screw conveyor is designed so that at its end a Abdichtzone is arranged, whose feature is the absence of Forderelementen. The length of the sealing zone should be greater than the diameter of the screw tube or as the gap between the screw shaft and screw tube so that a dynamic pressure is generated by the wall friction and can close, which originated behind the screw spiral cavities.
Nach Anspruch 2 kann diese Abdichtzone eine Querschnittsverengung aufweisen, die die Biomasse durch einen erhöhten Widerstand verdichtet. Die Querschnittsverengung muss auf die Stuckigkeit der Biomasse Rucksicht nehmen.According to claim 2, this sealing zone may have a cross-sectional constriction, which compresses the biomass by an increased resistance. The Cross-sectional constriction must take into account the stubbornness of the biomass.
Nach Anspruch 3 kann die Querschnittsverengung durch eine verstellbare Gegendruckeinrichtung vorgenommen werden. Damit kann eine abdichtende Forderstrecke für unterschiedliche Eigenschaften der Biomasse hergestellt werden.According to claim 3, the cross-sectional constriction can be made by an adjustable counter-pressure device. Thus, a sealing Forderstrecke for different properties of the biomass can be produced.
Nach Anspruch 4 kann die Gegendruckeinrichtung aus einem verschiebbaren Dorn gebildet werden, dessen Spitze auch abgerundet sein kann.According to claim 4, the counter-pressure device can be formed from a displaceable mandrel whose tip can also be rounded.
Nach Anspruch 5 kann die Gegendruckeinrichtung durch ein konisch verengtes Rohrstuck gebildet werden. Eine derartige Vorrichtung ist in EP 1 586 439 Al für eine Schneckenpresse beschrieben, ohne dass diese Vorrichtung geeignet ist gegen einen Druckgradienten zu fordern, noch daraus eine Anleitung für das erfmdungsgemaße Verfahren nahegelegt wird.According to claim 5, the counter-pressure device can be formed by a conically narrowed Rohrstuck. Such a device is described in EP 1 586 439 A1 for a screw press, without this device being suitable for demanding against a pressure gradient, nor is there any suggestion for guidance for the method according to the invention.
Nach Anspruch 6 kann der Schneckenförderer als Schneckenpresse ausgeführt sein. Das Ende der Schneckenpresse muss aber nach Anspruch 1 als Abdichtzone ausgebildet sein, die keine Schneckenwendel enthalt.According to claim 6, the screw conveyor may be designed as a screw press. However, the end of the screw press must be designed as a sealing zone according to claim 1, which does not contain a spiral screw.
Nach Anspruch 7 kann die Abdichtzone auch eine temporare Querschnittserweiterung aufweisen. In dieser Zone können größere Biomasseteile von kleineren Biomasseteilen so eingeschlossen werden, dass sich insgesamt ein druckdichter Pfropfen ergibt .According to claim 7, the sealing zone may also have a temporary cross-sectional widening. In this zone larger biomass parts of smaller biomass parts can be enclosed in such a way that results in a total of a pressure-tight plug.
Nach Anspruch 8 ist es für einige Arten von Biomasse vorteilhaft, diese durch Heizflachen am Schneckenrohr und, oder in der Schneckenwelle zu beheizen. Dadurch kann die Biomasse verkleistern und somit besser abdichten. Falls die Beheizung mit Prozesswarme erfolgt, fuhrt dieses Verfahren auch zur Erhöhung der Effizienz des Prozesses.According to claim 8, it is advantageous for some types of biomass to heat them by Heizflachen on the screw tube and, or in the worm shaft. This allows the Gelatinize biomass and thus better seal. If the heating is done with process heat, this process will also increase the efficiency of the process.
Nach Anspruch 9 ist es für einige Arten von Biomasse vorteilhaft, den Schneckenförderer als Doppelschnecke auszufuhren. Doppelschnecken fuhren zur Verkleinerung der Biomasseteilchen und zu einer besseren Vermischung.According to claim 9, it is advantageous for some types of biomass to export the screw conveyor as a twin screw. Twin screws lead to the reduction of biomass particles and a better mixing.
Nach Anspruch 10 ist es zweckmäßig am Ender der Abdichtzone eine Zerteileinrichtung für die Biomasse vorzusehen. Die Zerteileinrichtung kann aus feststehenden Messern oder einer mechanisch angetriebenen Zerteileinrichtung bestehen. Auch eine Kombination dieser beiden Arten kann für den nachfolgenden Prozess vorteilhaft sein.According to claim 10, it is expedient to provide a dividing device for the biomass at the end of the sealing zone. The dicing device can consist of fixed knives or a mechanically driven dicing device. A combination of these two types may also be advantageous for the subsequent process.
Nach Anspruch 11 erhalt man einen besser abdichtenden Pfropfen in der Abdichtzone, wenn man ein breites Spektrum unterschiedlich großer Biomasseteilchen herstellt und diese dem Schneckenförderer zufuhrt.According to claim 11 is obtained a better sealing plug in the Abdichtzone when producing a wide range of different sized Biomasseteilchen and feeding them to the screw conveyor.
Nach Anspruch 12 ist es vorteilhaft, dem Schneckenförderer eine Mischung von harter und weicher Biomasse zuzuführen, beispielsweise eine Mischung aus Holz und Silage. Das erleichtert die Ausbildung eines gasdichten Pfropfens in der Abdichtzone.According to claim 12, it is advantageous to supply the screw conveyor with a mixture of hard and soft biomass, for example a mixture of wood and silage. This facilitates the formation of a gas-tight plug in the sealing zone.
Nach Anspruch 13 kann die Ausbildung eines Gasdichten Pfropfens in der Abdichtzone auch dadurch erreicht werden, dass man die Biomasse mit einer Flüssigkeit anmaischt. Das kann beispielsweise Wasser oder der Presssaft aus der kalt ausgepressten Biomasse sein.According to claim 13, the formation of a gas-tight plug in the sealing zone can also be achieved by mashing the biomass with a liquid. This can be, for example, water or the pressed juice from the cold-pressed biomass.
Nach Anspruch 14 kann die Zufuhrung von vorgewärmter Biomasse sich vorteilhaft auf die Ausbildung eines druckdichten Pfropfens in der Abdichtzone des Schneckenförderers auswirken.According to claim 14, the supply of preheated biomass can be beneficial to the formation of a pressure-tight grafting in the sealing zone of the screw conveyor.
Kurzbeschreibung der Figuren Die Erfindung wird an Hand der Figuren 1-5 beispielsweise beschrieben .BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be described by way of example with reference to FIGS. 1-5.
Fig. 1 zeigt einen Schneckenförderer mit zylindrischerFig. 1 shows a screw conveyor with cylindrical
Abdichtzone . Fig. 2 zeigt einen Schneckenförderer mit konisch verengterSealing zone. Fig. 2 shows a screw conveyor with conically narrowed
Abdichtzone Fig. 3 zeigt eine Zerteileinrichtung am Ende derSealing zone Fig. 3 shows a dicing device at the end of
Abdichtzonesealing zone
Fig. 4 zeigt eine andere Ansicht der in Fig. 3 dargestellten ZerteileinrichtungFig. 4 shows another view of the cutting device shown in Fig. 3
Fig. 5 zeigt einen Schneckenförderer, der alsFig. 5 shows a screw conveyor, as
Schneckenpresse ausgebildet ist.Screw press is formed.
Detaillierte Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen Fig. 1 zeigt einen Schneckenförderer, bestehend aus einem Schneckenrohr 1, dessen Verlängerung eine Abdichtzone 2 bildet. Das Forderorgan besteht aus einer Schneckenwendel 3 und einer Schneckenwelle 4, die über eine Kupplung 5 mit einem Antrieb 6 verbunden ist. Die Biomasse 7, die aus einem hier nicht dargestellten Behalter entnommen sein kann, gelangt über die Zellradschleuse 8 in den Zulauftrichter 9 der Forderschnecke 3, 4 und wird als Pfropfen durch die Abdichtzone 2 an das Ende 10 des Schneckenförderers in den unter Überdruck stehenden Druckbehalter 11 geschoben. Für Wartungsarbeiten ist dieDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS FIG. 1 shows a screw conveyor consisting of a screw tube 1 whose extension forms a sealing zone 2. The Forderorgan consists of a screw 3 and a worm shaft 4, which is connected via a coupling 5 with a drive 6. The biomass 7, which may be taken from a container, not shown here, passes through the rotary valve 8 in the feed hopper 9 of the Forderschnecke 3, 4 and is as a plug through the Abdichtzone 2 to the end 10 of the screw conveyor in the pressure vessel 11 under pressure pushed. For maintenance is the
Anordnung eines Absperrorgans 12 zwischen Schneckenförderer und Druckbehalter 11 zweckmäßig. Da ein Pfropfen aus fester Biomasse nicht ganz gasdicht ist, ist die Anordnung einer Absaugung 13 am Zulauftrichter 9 zweckmäßig. Die Absaugung enthalt zweckmaßigerweise eine Messeinrichtung für den Volumenstrom und einen Detektor für ein aus dem Druckbehalter 11 stammendes Gas. Aufgrund dieser Daten kann man die Eigenschaften der zulaufenden Biomasse gezielt verandern. Die Dichtigkeit des Pfropfens lasst sich durch Mischen unterschiedlicher Biomasse, durch erwarmen und das Anmaischen mit einer Flüssigkeit verandern. Für den Fall, dass die Biomasse 7 einem Reaktor zur Herstellung von Synthesegas zugeführt werden soll, sollte der Wassergehalt der Biomasse durch Anmaischen möglichst unter 60% bleiben, damit der Wirkungsgrad der Vergasung nicht zu stark abnimmt .Arrangement of a shut-off valve 12 between screw conveyor and pressure vessel 11 appropriate. Since a plug of solid biomass is not completely gas-tight, the arrangement of a suction 13 at the feed hopper 9 is appropriate. The suction expediently contains a measuring device for the Volume flow and a detector for a coming from the pressure vessel 11 gas. Based on these data, one can change the properties of the incoming biomass in a targeted manner. The density of the plug can be changed by mixing different biomass, by heating and changing the mashing with a liquid. In the event that the biomass 7 is to be supplied to a reactor for the production of synthesis gas, the water content of the biomass should remain as low as 60% by Anmaischen so that the efficiency of the gasification does not decrease too much.
In Fig. 2 wird die Biomasse 7 mittels Forderschnecke 3, 4 in den konischen Teil 2a der Abdichtzone 2 geschoben. Der konische Teil 2a der Abdichtzone wird hier durch dieIn Fig. 2, the biomass 7 is pushed by means of conveying screw 3, 4 in the conical part 2 a of the sealing zone 2. The conical part 2a of the sealing zone is here by the
Verlängerung des konischen Schneckenrohres 1 gebildet. In der Zone 2 und 2a befinden sich keine Forderorgane. Durch den konischen Emlauf wird der aus Biomasse gebildete Pfropfen starker verdichtet. Am Ende 10 des Schneckenförderers ist es für die Weiterverarbeitung der Biomasse oft zweckmäßig eine Zerteileinrichtung 14 vorzusehen, wie sie in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Die Zerteileinrichtung besteht hier aus kreuzweise angeordneten feststehenden Messern, die von einem Topf 15 gehalten werden, der zwischen den Flanschen desExtension of the conical screw tube 1 formed. In Zone 2 and 2a there are no Forderorgane. Due to the conical emptying, the plug formed from biomass is compressed more strongly. At the end 10 of the screw conveyor, it is often expedient for the further processing of the biomass to provide a dividing device 14, as shown in FIGS. 3 and 4. The dividing device here consists of crosswise arranged fixed knives, which are held by a pot 15 which is between the flanges of the
Schneckenförderers und des Druckbehalters 11 eingespannt ist. Bei dieser passiven Bauweise der Zerteileinrichtung 14 gibt es einen Ruckstau des Biomassepfropfens. Das kann den Schneckenförderer überfordern, aber auch zur besseren Abdichtung in der Abdichtzone 2 fuhren. Die Feinheit der Zerteilung sollte durch Versuche auf die zu fordernde Biomasse abgestimmt werden. Eine aktive Bauweise der Zerteileinrichtung 14 verursacht dagegen keinen Ruckstau. Fig. 5 zeigt einen Schneckenförderer, der als Schneckenpresse zum Auspressen von Pflanzensaften ausgebildet ist. Diese Bauweise ist bei sehr wasserhaltiger Biomasse, wie Silage, dann zweckmäßig, wenn der Wassergehalt im Sinne des nachfolgenden Prozesses vermindert werden soll. Das Schneckenrohr 1 ist hier in einem bestimmten Bereich mit Lochern Ia oder Saierstaben ausgerüstet. Die Schneckenwelle 4 wird in Stufen oder kontinuierlich zum Ende dicker, so dass am Ende ein schmaler Spalt für die Dichtzone 2 entsteht. Damit ein abdichtender Pfropfen aus Biomasse entsteht, darf die Schneckenwendel 3 nicht in diese Dichtzone hineinragen. Oft erreichen die Abmessungen grobteiliger Biomasse, wie Holzhackschnitzel, die Dimension des Spaltes in der Dichtzone 2. Es besteht dann die Gefahr, dass Gas aus dem Druckbehalter durch die Lucken dieser Teilchen zurückströmt. Deshalb kann man für diesen Fall die Dichtzone 2 im Abschnitt 2b erweitern und im Abschnitt 2c wieder verengen. Durch das größere Kollektiv von Teilchen im Abschnitt 2b und die erneute Verengung im Abschnitt 2c, wird ein Ruckstromen von Gas vermieden. Die Große der Dichtzone in Abschnitt 2c erfolgt zweckmaßigerweise durch eine regelbare Gegendruckeinrichtung, bestehend aus einem konischen Rohrstuck 16, Presszylindern 17 und Verstelleinrichtungen 18. Vorteilhaft ist die Anordnung von mindestens 3 synchronisierten Presszylindern 17 mit ihren Verstelleinrichtungen 18 auf dem Umfang. Am Ende der Dichtzone 2c ist eine Zerteileinrichtung angeordnet, die aus Messern besteht, die auf einer rotierenden Welle 19 sitzen. Durch die Zerteilung der Biomasse wird ein rechtwinkliger Abwurf der eingebrachten Biomasse 7 in den Druckbehalter 11 am Ende des Schneckenförderers 10 erleichtert . Die Einbringung von Biomasse gegen den Druck in einem Druckbehälter ist für Vergasungsanlagen zur Erzeugung von Synthesegas oder Schwelgas von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Die Alternative wäre eine drucklose Vergasung der Biomasse mit nachfolgender Verdichtung des erzeugtenScrew conveyor and the pressure vessel 11 is clamped. In this passive construction of the dividing device 14 there is a backwater of the biomass plug. This can overwhelm the screw conveyor, but also lead to better sealing in the sealing zone 2. The fineness of the fragmentation should be tuned by experiments on the biomass to be required. An active construction of the dividing device 14, however, causes no backlog. Fig. 5 shows a screw conveyor, which is designed as a screw press for pressing out of plant sap. This construction method is useful for very hydrous biomass, such as silage, when the water content is to be reduced in the sense of the following process. The screw tube 1 is here equipped with holes Ia or Saierstaben in a certain area. The worm shaft 4 becomes thicker in stages or continuously towards the end, so that a narrow gap for the sealing zone 2 is formed at the end. In order for a sealing plug of biomass arises, the screw helix 3 may not protrude into this sealing zone. Often the dimensions of coarse biomass, such as wood chips, reach the dimension of the gap in the sealing zone 2. There is then the danger that gas from the pressure vessel flows back through the gaps of these particles. Therefore, one can extend the sealing zone 2 in section 2b for this case and narrow again in section 2c. Due to the larger collective of particles in section 2b and the renewed narrowing in section 2c, a backflow of gas is avoided. The size of the sealing zone in Section 2c is expediently carried out by an adjustable counterpressure device consisting of a conical tube piece 16, pressing cylinders 17 and adjusting devices 18. The arrangement of at least 3 synchronized pressing cylinders 17 with their adjusting devices 18 on the circumference is advantageous. At the end of the sealing zone 2 c, a dicing device is arranged, which consists of knives, which sit on a rotating shaft 19. By the division of the biomass, a rectangular discharge of the introduced biomass 7 in the pressure vessel 11 at the end of the screw conveyor 10 is facilitated. The introduction of biomass against the pressure in a pressure vessel is of considerable economic importance for gasification plants for the production of synthesis gas or carbonization gas. The alternative would be a pressureless gasification of the biomass with subsequent compression of the produced
Gases auf den gewünschten Ausgangsdruck. Das führt zu hohen Investitionen und hohen Verlusten.Gas to the desired outlet pressure. This leads to high investments and high losses.
Zusammenfassend wird ein Schneckenförderer zur Einspeisung von Biomasse in einen Druckbehälter vorgeschlagen. DieIn summary, a screw conveyor for feeding biomass is proposed in a pressure vessel. The
Einbringung eines heterogenen Feststoffes, wie Biomasse, in einen unter Druck stehenden Behälter ist schwierig. Die bisher genutzten Zellradschleusen und Druckschleusen weisen erhebliche Mängel auf. Die Nutzung von Standardschneckenförderern scheiterte bisher daran, dass sich hinter der Schneckenwendel ein Gaskanal bildete, der zu einem Druckverlust im Druckbehälter führte. Diese Unzulänglichkeiten werden dadurch gelöst, dass man einen Schneckenförderer nutzt, dessen Schneckenrohr eine Abdichtzone aufweist, die frei von Förderorganen ist. Die Erfindung eignet sich zur Einbringung von Biomasse in eine unter Druck stehende Vergasungsanlage zur Herstellung von Synthesegas . Incorporation of a heterogeneous solid, such as biomass, in a pressurized container is difficult. The previously used rotary valves and pressure locks have considerable shortcomings. Previously, the use of standard screw conveyors failed due to the fact that a gas channel formed behind the screw helix, which led to a pressure drop in the pressure vessel. These deficiencies are solved by using a screw conveyor whose screw tube has a sealing zone that is free of conveying elements. The invention is suitable for introducing biomass into a pressurized gasification plant for the production of synthesis gas.

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren oder Vorrichtung zur Einspeisung von Biomasse mit einem Schneckenförderer in einen Druckbehalter, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenförderer am Ende eine Abdichtzone aufweist, die frei von Forderorganen ist.1. A method or apparatus for feeding biomass with a screw conveyor in a pressure vessel, characterized in that the screw conveyor at the end has a sealing zone which is free of Forderorganen.
2. Verfahren oder Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtzone eine2. A method or apparatus according to claim 1, characterized in that the sealing zone a
Querschnittsverengung aufweist.Has cross-sectional constriction.
3. Verfahren oder Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengung durch eine verstellbare Gegendruckeinrichtung herbeigeführt wird.3. A method or apparatus according to claim 1, characterized in that the cross-sectional constriction is brought about by an adjustable counter-pressure device.
4. Verfahren oder Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengung durch einen verstellbaren Dorn herbeigeführt wird.4. A method or apparatus according to claim 3, characterized in that the cross-sectional constriction is brought about by an adjustable mandrel.
5. Verfahren oder Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengung durch ein verstellbares konisch verengtes Rohrstuck herbeigeführt wird.5. A method or apparatus according to claim 3, characterized in that the cross-sectional constriction is brought about by an adjustable conically narrowed pipe stucco.
6. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenförderer als Schneckenpresse zum Entwässern von Biomasse ausgeführt ist.6. The method or device according to one of the preceding claims, characterized in that the screw conveyor is designed as a screw press for dewatering of biomass.
7. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt in der Abdichtzone vergrößert und durch die Gegendruckeinrichtung wieder verkleinert.7. A method or device according to any one of the preceding claims, characterized in that increases the cross-section in the Abdichtzone and through the Counterpressure device again reduced in size.
8. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenförderer von innen und/oder von außen beheizbar ausgebildet ist.8. The method or device according to one of the preceding claims, characterized in that the screw conveyor is formed from the inside and / or heated from the outside.
9. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenförderer als Doppelschnecke ausgebildet ist.9. Method or device according to one of the preceding claims, characterized in that the screw conveyor is designed as a twin screw.
10. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Abdichtzone eine Zerteileinrichtung für die Biomasse angeordnet ist.10. The method or device according to any one of the preceding claims, characterized in that a dividing device for the biomass is arranged at the end of the sealing zone.
11. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung von grobteiliger und feinteiliger Biomasse dem Schneckenförderer zugeführt wird.11. A method or apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that a mixture of coarse and finely divided biomass is fed to the screw conveyor.
12. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man Biomasse unterschiedlicher Harte miteinander mischt und diese dem Schneckenförderer zufuhrt.12. A method or apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that one mixes biomass of different hardness together and feeds them to the screw conveyor.
13. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse mit einer Flüssigkeit angemaischt, und diese dem Schneckenförderer zugeführt wird.13. The method or apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the biomass is mashed with a liquid, and this is supplied to the screw conveyor.
14. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse dem Schneckenförderer vorgewärmt zugeführt wird. 14. Method or device according to one of the preceding claims, characterized in that the biomass is supplied to the screw conveyor preheated.
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