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ITVI20090220A1 - Apparato di gassificazione di biomasse - Google Patents

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ITVI20090220A1
ITVI20090220A1 IT000220A ITVI20090220A ITVI20090220A1 IT VI20090220 A1 ITVI20090220 A1 IT VI20090220A1 IT 000220 A IT000220 A IT 000220A IT VI20090220 A ITVI20090220 A IT VI20090220A IT VI20090220 A1 ITVI20090220 A1 IT VI20090220A1
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IT
Italy
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biomass
gasification chamber
synthesis gas
gasification
combustion
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IT000220A
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English (en)
Inventor
Giuseppe Loppoli
Original Assignee
Giuseppe Loppoli
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Publication date
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    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
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Description

APPARATO DI GASSIFICAZIONE DI BIOMASSE.
DESCRIZIONE
La presente invenzione concerne un apparato atto ad ottenere un gas di sintesi dalla trasformazione di scarti vegetali e/o legnosi, comunemente noti nel complesso con il termine “biomasse".
Il suddetto gas di sintesi, detto anche “syngas", è particolarmente adatto a venire impiegato come combustibile per la produzione di energia termica e/o meccanica.
Gli apparati di tipo noto che realizzano la suddetta trasformazione comprendono una camera di gassificazione attraverso la quale le biomasse vengono fatte avanzare per gravità dall'alto verso il basso. Nella camera di gassificazione è presente un bruciatore che realizza una combustione parziale delle biomasse, mediante l’introduzione di una quantità d’aria inferiore a quella stechiometrica.
La suddetta combustione parziale mantiene le biomasse a temperature dell'ordine di 700° e causa la formazione di prodotti di combustione allo stato gassoso o di vapore, che costituiscono il suddetto gas di sintesi.
Tale gas comprende composti del carbonio e dell'idrogeno tra cui, principalmente, monossido di carbonio e idrogeno gassoso, che presentano un potere calorifico residuo e possono quindi venire impiegati come combustibile.
Gli apparati di gassificazione di tipo noto presentano il vantaggio di essere semplici, compatti ed economici e, quindi, si adattano alla produzione di piccola scala come, ad esempio, quelle delle aziende agricole, ma presentano tuttavia alcuni inconvenienti.
Un primo di tali inconvenienti è la loro limitata efficienza, dovuta alla difficoltà di controllare la combustione in modo preciso.
Infatti, le biomasse presentano una composizione molto variabile e, pertanto, la loro combustione ottimale richiederebbe variazioni continue della quantità d’aria introdotta.
Pertanto, per ottenere la completa trasformazione delle biomasse, generalmente viene introdotta una quantità d’aria superiore a quella strettamente richiesta, causando una combustione eccessiva che riduce il potere calorifico del gas di sintesi rispetto a quello teoricamente ottenibile.
I suddetti apparati noti presentano l'ulteriore inconveniente che l'elevata temperatura raggiunta dalle biomasse nella zona di combustione causa la formazione di sostanze tossiche quali, ad esempio, nanopolveri e diossine, che rimangono miscelate nel gas di sintesi.
L'elevata temperatura di combustione causa l’ulteriore inconveniente che le ceneri in uscita dall'apparato subiscono una parziale fusione e, pertanto, diventano più difficili da smaltire ed aumentano la richiesta di manutenzione dell'apparato.
Un altro inconveniente è il fatto che il gas di sintesi estratto dalla camera di gassificazione trascina con sé una certa quantità di cenere, che è necessario rimuovere mediante appositi filtri che complicano l'apparato.
Inoltre, gli apparati di tipo noto producono elevate percentuali di catrami ed altri analoghi composti intermedi che, alle elevate temperature presenti nella camera di gassificazione, sono volatili e si miscelano al gas di sintesi ma, durante il successivo raffreddamento di quest’ultimo, condensano lungo i condotti e li sporcano.
Sono anche noti impianti per la produzione di gas di sintesi diversi da quelli sopra descritti e basati sulla pirolisi delle biomasse, ottenuta impiegando l’ossigeno presente nelle biomasse stesse, senza apporto d’aria dall’esterno.
I suddetti impianti pirolizzatori presentano un’efficienza superiore rispetto agli apparati di gassificazione sopra descritti ma sono notevolmente più complessi e costosi e, pertanto, non si adattano a produzioni in piccola scala.
È scopo della presente superare tutti gli inconvenienti sopra menzionati appartenenti agli apparati di gassificazione di biomasse di tipo noto.
In particolare, è un primo scopo dell'invenzione realizzare un apparato di gassificazione di biomasse che consenta di produrre un gas di sintesi con un potere calorifico più elevato e, quindi, di maggiore qualità rispetto a quanto consentito dagli apparati di gassificazione di tipo noto.
È altresì scopo dell'invenzione limitare la percentuale di ceneri, sostanze tossiche e catrami volatili contenuti nel gas di sintesi a valori inferiori rispetto a quelli ottenuti dagli apparati di tipo noto.
È non ultimo scopo dell'invenzione realizzare un apparato di gassificazione più semplice ed economico rispetto agli apparati di tipo noto di efficienza equivalente.
Gli scopi suddetti sono raggiunti da un apparato di gassificazione di biomasse secondo la rivendicazione principale.
Ulteriori caratteristiche di dettaglio dell'apparato dell'invenzione vengono date nelle rispettive rivendicazioni dipendenti.
In particolare, l'apparato dell'invenzione presenta un gruppo bruciatore provvisto di una pluralità di bocche di adduzione di un comburente, tipicamente aria, disposte in punti diversi lungo la camera di gassificazione ed alimentate indipendentemente Cuna dall'altra.
Vantaggiosamente, la presenza di diverse bocche di adduzione indipendenti consente di controllare in modo preciso la combustione, minimizzando la quantità di comburente introdotto nelle diverse zone della camera di gassificazione.
Ancora vantaggiosamente, l’introduzione del comburente con più flussi separati limita il sollevamento delle ceneri che via via si formano sulla superficie delle biomasse ed evita, quindi, che esse vengano trascinate assieme al gas di sintesi.
Ancora vantaggiosamente, è possibile modulare in tempo reale la quantità di comburente introdotto in funzione del tipo di biomasse che attraversano la camera di gassificazione.
Inoltre, poiché la combustione delle biomasse avviene in modo graduale lungo la camera di gassificazione, è possibile mantenere le biomasse a temperature inferiori rispetto a quelle che si riscontrano negli apparati di tipo noto, limitando vantaggiosamente la produzione di sostanze tossiche come ad esempio le nanopolveri e le diossine. Vantaggiosamente, la bassa temperatura delle biomasse evita anche la fusione delle ceneri.
Ancora vantaggiosamente, l'apparato dell'invenzione consente di abbattere i catrami volatili e, quindi, di ottenere di un gas di sintesi di qualità elevata.
I suddetti scopi e vantaggi, assieme ad altri che verranno spiegati in seguito, si comprenderanno durante la descrizione di una preferita forma esecutiva dell'invenzione, data a titolo indicativo ma non limitativo con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove:
- la fig. 1 rappresenta l'apparato dell'invenzione in vista assonometrica;
- la fig. 2 rappresenta l’apparato di fig. 1 , parzialmente sezionato; - la fig. 3 rappresenta l'apparato di fig. 1 in vista laterale sezionata secondo il piano di traccia lll-lll;
la fig. 4 rappresenta un esploso dell’apparato dell’invenzione; le figg. 5 e 6 rappresentano due diversi particolari dell'apparato di fig. 1 ;
la fig. 7 rappresenta un dettaglio del particolare di fig. 6, parzialmente esploso;
la fig. 8 rappresenta il dettaglio di fig. 7, in vista sezionata secondo il piano di traccia VIII-VIII.
L'apparato di gassificazione di biomasse dell’invenzione viene rappresentato in fig. 1 ed ivi indicato complessivamente con 1.
Esso comprende una camicia tubolare 9 che delimita esternamente una camera di gassificazione 2 per il contenimento delle biomasse, le quali vengono schematicamente rappresentate in fig. 3 con un’area tratteggiata, indicata con il riferimento A.
La camicia tubolare 9 individua una direzione di sviluppo longitudinale X sostanzialmente orizzontale, che si estende tra una sezione di ingresso 2a ed una sezione di uscita 2b della camera di gassificazione 2.
Sono inoltre presenti mezzi di alimentazione 3 per convogliare le biomasse da trattare verso la suddetta sezione di ingresso 2a.
Preferibilmente ma non necessariamente, i mezzi di alimentazione 3 comprendono una camera di convogliamento 22, visibile in fig. 3, comunicante con l’esterno mediante un’apertura 22a preferibilmente munita di una tramoggia 25 per l’introduzione delle biomasse.
La camera di convogliamento 22 è altresì munita di una seconda apertura 22b che comunica con la camera di gassificazione 2.
Preferibilmente, ciascuna delle due aperture 22a e 22b è dotata di rispettivi mezzi valvolari 23 e 24, apribili in modo indipendente tra loro.
Vantaggiosamente, la camera di convogliamento 22 separa la camera di gassificazione 2 dall'esterno anche durante il carico delle biomasse e, pertanto, permette di mantenere la camera di gassificazione 2 in leggera depressione, così da evitare fughe dei gas ivi presenti.
Come si osserva in fig. 3, all’interno della camera di gassificazione 2, le biomasse A si dispongono sulla superficie inferiore 9a della camicia tubolare 9 e vengono fatte avanzare al suo interno lungo la suddetta direzione longitudinale X verso la sezione di uscita 2b mediante mezzi di movimentazione 11, visibili in particolare nello spaccato di fig. 2.
I suddetti componenti sono più chiaramente rappresentati nella di fig.
4 vista esplosa secondo l’asse X, dove si osserva che è anche presente un gruppo bruciatore 4 per introdurre nella camera di gassificazione 2 un comburente, preferibilmente aria prelevata dall’esterno, o un qualsivoglia altro gas purché atto a reagire con le biomasse A per sviluppare il gas di sintesi.
II gas di sintesi viene prelevato mediante un gruppo di estrazione 6 e, preferibilmente, trasferito in serbatoi di accumulo 26 in attesa del suo uso successivo.
I residui solidi derivanti dalla combustione, comprendenti ceneri ed eventuali materiali incombusti, vengono rimossi mediante mezzi di scarico 5 disposti in corrispondenza della sezione di uscita 2b della camera di gassificazione 2, visibili in particolare in fig. 3.
La fig. 6 rappresenta il gruppo bruciatore 4, separatamente dal resto dell’apparato 1 per maggior chiarezza.
Secondo l'invenzione e come visibile nelle figg. 3 e 6, il gruppo bruciatore 4 comprende una pluralità di bocche di adduzione 7 per l’immissione del comburente nella camera di gassificazione 2, che definiscono diverse posizioni di uscita del comburente lungo la direzione longitudinale X della camera di gassificazione 2.
Le suddette bocche di adduzione 7 sono alimentate indipendentemente l'una dall'altra mediante rispettivi condotti di adduzione 8, ciascuno dei quali è provvisto di mezzi per la regolazione della portata del comburente.
L’alimentazione indipendente delle bocche di adduzione 7 consente di regolare l'afflusso del comburente nelle diverse zone della camera di gassificazione 2, così da ottenere una combustione controllata delle biomasse A.
Preferibilmente, la suddetta combustione viene controllata in modo da ottenere la completa trasformazione delle biomasse in gas di sintesi e ceneri, impiegando la quantità strettamente necessaria di comburente e, quindi, evitando una combustione eccessiva, che ridurrebbe il potere calorifico del gas di sintesi stesso.
In pratica, è possibile ottenere un gas di sintesi con potere calorifico molto vicino a quello teorico, raggiungendo così uno degli scopi dell’invenzione.
Inoltre, vantaggiosamente, l’apparato dell’invenzione presenta una resa superiore rispetto agli apparati di tipo noto, in quanto il maggior potere calorifico del gas di sintesi corrisponde ad una maggiore energia ottenuta per unità di peso di biomassa.
Il controllo della combustione consente anche di mantenere la temperatura lungo la camera di gassificazione 2 a valori mediamente inferiori rispetto a quelli che si riscontrano negli apparati di tipo noto, raggiungendo lo scopo di ridurre la formazione di sostanze tossiche tra cui, ad esempio, diossine e nanopolveri.
Preferibilmente, le bocche di adduzione 7 del comburente sono affacciate alla superficie di sostegno 9a sulla quale sono disposte le biomasse A, in modo che il flusso di comburente lambisca la superficie delle biomasse e la combustione di queste ultime si limiti allo strato superficiale.
In tal modo, vantaggiosamente, il consumo delle biomasse avviene in modo graduale lungo la camera di gassificazione 2, dagli strati superiori a quelli inferiori, favorendo il controllo della reazione.
Poiché, invece, gli strati inferiori delle biomasse non sono direttamente esposti al flusso di comburente, si evita vantaggiosamente una combustione prematura ed incontrollata di tali strati.
Inoltre, gli strati inferiori vengono mantenuti ad una temperatura sufficiente a produrne una parziale "pirolisi", che porta ad una preliminare scissione dei composti organici.
La pirolisi facilita la successiva combustione degli strati inferiori quando essi verranno esposti a loro volta al flusso di comburente, una volta che gli strati superiori saranno stati consumati.
Il processo di pirolisi, ottenuto in virtù della disposizione delle biomasse e delle bocche di adduzione 7 secondo quanto sopra descritto, permette di migliorare la combustione e, quindi, di ridurre la quantità di comburente da immettere nella camera di gassificazione 2, portando vantaggiosamente un aumento nell’efficienza globale dell’apparato 1.
Quanto sopra detto viene schematicamente indicato in fig. 3, dove si osserva che il livello delle biomasse A presenti nella camera di gassificazione 2 si assottiglia progressivamente, dalla sezione di ingresso 2a alla sezione di uscita 2b.
Preferibilmente, la combustione viene regolata in modo che il livello delle biomasse A si riduca praticamente a zero in corrispondenza della sezione di uscita 2b, stando a significare che tutta la biomassa A si è trasformata in gas di sintesi eccetto per il normale residuo di cenere.
Preferibilmente, la camera di gassificazione 2 è delimitata internamente da un corpo tubolare 10 disposto coassialmente alla camicia tubolare 9 e provvisto, sulla superficie laterale 10a, di aperture 15 per l’uscita del comburente, corrispondenti alle suddette bocche di adduzione 7.
Preferibilmente, le suddette aperture 15 sono allineate tra loro e sono sviluppate prevalentemente secondo la direzione longitudinale X della camera di gassificazione 2, come si osserva nella fig. 7.
Per quanto concerne i mezzi di movimentazione 11, essi sono illustrati in dettaglio in fig. 5 e comprendono preferibilmente un corpo elicoidale 12 interposto tra il corpo tubolare 10 e la camicia tubolare 9 e coassiale a quest’ultima, operativamente connesso a mezzi di motorizzazione 13 per la rotazione attorno al proprio asse.
La rotazione del corpo elicoidale 12 provoca l’avanzamento delle biomasse lungo la camera di gassificazione 2, verso la sua sezione di uscita 2b.
L’impiego del suddetto corpo elicoidale 12 consente, vantaggiosamente, di movimentare le biomasse in modo graduale e controllato, evitando di sollevare della cenere che potrebbe venire trascinata dal gas di sintesi che viene estratto.
È peraltro evidente che, in varianti esecutive dell'invenzione, il corpo elicoidale 12 potrebbe venire sostituito da mezzi di movimentazione di tipo diverso ma aventi funzione equivalente.
Il corpo elicoidale 12 è associato ai mezzi di motorizzazione 13 mediante una struttura di sostegno comprendente una pluralità di barre 27 disposte attorno al corpo tubolare 10 e reciprocamente distanziate, in modo da consentire che il comburente fluisca dalle bocche di adduzione 7 verso la camera di gassificazione 2.
In varianti esecutive dell’invenzione, la struttura di sostegno può avere una forma diversa rispetto a quella sopra descritta, purché consenta il flusso di comburente dalle bocche di adduzione 7 alla camera di gassificazione 2.
Preferibilmente, il corpo elicoidale 12 presenta un'estremità 12a montata a sbalzo su cuscinetti di supporto 14.
Il montaggio a sbalzo consente di disporre i cuscinetti di supporto 14 in prossimità del punto più freddo della camera di gassificazione 2, verso la sezione di ingresso 2a, con il vantaggio di limitare il riscaldamento dei cuscinetti e la loro conseguente manutenzione.
Vantaggiosamente, la suddetta disposizione dei cuscinetti evita anche i problemi legati alla presenza di parti striscianti in prossimità della sezione di uscita 2b della camera di gassificazione 2, dov’è presente un’atmosfera potenzialmente esplosiva a causa della presenza di idrogeno gassoso.
Per motivi analoghi, le bocche di adduzione 7 del comburente sono disposte ad una certa distanza dalla sezione di ingresso 2a della camera di gassificazione 2, così da evitare che il comburente giunga nella zona in prossimità dei cuscinetti 14.
Corrispondentemente, il corpo elicoidale 12 presenta una zona cilindrica 12b prossima all’estremità a sbalzo 12a, che chiude le aperture tra le barre 27, impedendo il passaggio di comburente in tale zona.
Per quanto concerne il gruppo di estrazione 6 del gas di sintesi, come si vede nella sezione di fig. 8 esso comprende preferibilmente una coppia di aperture di aspirazione 16a e 16b per ciascuna bocca di adduzione 7.
Le aperture di aspirazione 16a e 16b sono disposte rispettivamente sui lati delle relative bocche di adduzione 7 e connesse a relativi condotti di aspirazione 18 disposti nel corpo tubolare 10.
È evidente che, in varianti esecutive dell'invenzione non rappresentate, il numero di aperture di aspirazione 16a e 16b potrebbe essere diverso da quello sopra descritto, purché sia presente almeno un'apertura di aspirazione.
Si osserva tuttavia che la disposizione sopra descritta per le bocche di adduzione 7 e per le aperture di aspirazione 16a, 16b permette di ottenere una sostanziale separazione tra il flusso del comburente, che rimane nella zona centrale della camera di gassificazione 2, ed i flussi del gas di sintesi, che si mantengono ai lati del flusso di comburente.
Di conseguenza, vantaggiosamente, la suddetta circolazione dei gas favorisce una combustione regolare e controllata delle biomasse, oltre ad evitare la creazione di turbolenze che causerebbero il sollevamento della cenere presente sulla superficie delle biomasse e ne favorirebbero la miscelazione indesiderata con il gas di sintesi. Un ulteriore vantaggio della circolazione sopra descritta deriva dal fatto che il gas di sintesi, durante la sua salita dalla superficie delle biomasse verso le aperture di aspirazione 16a, 16b, permane temporaneamente nella zona di combustione, dove subisce un riscaldamento.
Vantaggiosamente, il suddetto riscaldamento accelera il cracking dei vapori contenuti nel gas di sintesi, tra cui i catrami volatili, favorendone l'abbattimento.
Un ulteriore abbattimento dei vapori viene ottenuto mediante filtri catalitici 17 disposti in corrispondenza di ciascuna apertura di aspirazione 16a e 16b.
I filtri 17 sono realizzati preferibilmente in lega ferro-nichel o in altre leghe equivalenti di tipo noto e sono rimovibili per consentirne una periodica pulizia e sostituzione.
Preferibilmente, il gruppo di estrazione 6 comprende anche un ventilatore, non rappresentato ma di per sé noto, per aspirare il gas di sintesi dalla camera di gassificazione 2 attraverso le aperture di aspirazione 16a, 16b ed i relativi condotti di aspirazione 18.
Vantaggiosamente, la presenza del suddetto ventilatore consente di mantenere la camera di gassificazione 2 in leggera depressione, così da evitare fughe di gas verso l'esterno.
Per quanto concerne i mezzi di scarico 5 dei residui di combustione, essi comprendono preferibilmente una griglia 20, visibile in fig. 3, attraverso la quale cadono i residui stessi, disposta in corrispondenza dalla sezione di uscita 2b della camera di gassificazione 2.
La cenere, più sottile, passa attraverso la griglia 20, mentre i materiali incombusti vengono trattenuti.
Preferibilmente, per una migliore efficacia, la griglia 20 è associata a mezzi vibranti che favoriscono la discesa del materiale.
La separazione della cenere dagli incombusti consente di recuperare questi ultimi e di inviarli nuovamente alla camera di gassificazione 2 per ripetere il ciclo, ottenendo vantaggiosamente un aumento di efficienza dell’apparato 1.
Preferibilmente, sono presenti ulteriori griglie 20a e 20b con maglie via via più piccole, disposte in serie alla griglia 20 per realizzare una separazione più efficace tra ceneri ed incombusti.
Come si osserva in fig. 2 è anche presente un dispositivo di trasporto 21 per riportare i residui incombusti verso la sezione di ingresso 2a della camera di gassificazione e che, preferibilmente ma non necessariamente, è una coclea 21a.
Preferibilmente, il suddetto dispositivo di trasporto 21 è configurato per poter riportare alla sezione di ingresso 2a anche una parte delle ceneri, con il vantaggio di sfruttare le loro ben note proprietà catalizzatrici nei confronti della combustione.
Vantaggiosamente, il dispositivo di trasporto 21 è utilizzabile anche per far ricircolare nella camera di gassificazione 2 alcune sfere di un materiale catalizzatore, ad esempio nichel, miscelate alle biomasse e di dimensione tale da poter venire intercettate dai mezzi di scarico 5. Dal punto di vista operativo e con particolare riferimento alla fig. 3, le biomasse vengono introdotte nella camera di gassificazione 2 mediante i mezzi di alimentazione 3 e vengono fatte avanzare lungo la camera stessa per mezzo del corpo elicoidale 12 in rotazione.
Un'unità logica di controllo connessa a sensori di tipo noto acquisisce i dati sulle condizioni delle biomasse, ad esempio sulla temperatura e/o sul livello, in vari punti della camera di gassificazione 2 e regola la quantità di comburente da inviare a ciascuna bocca di adduzione 7, mediante i mezzi di regolazione del gruppo bruciatore 4.
Preferibilmente, la suddetta regolazione viene effettuata in modo da limitare al minimo la quantità di comburente introdotto ottenendo anche, al contempo, la combustione della maggior percentuale possibile della biomassa introdotta.
Il gas di sintesi che si sviluppa dalla combustione viene aspirato dal ventilatore, passando attraverso i filtri catalitici 17 fino ad arrivare ai suddetti serbatoi di accumulo 26.
Preferibilmente, i serbatoi di accumulo 26 comprendono filtri 26a i quali, vantaggiosamente, assorbono i catrami volatili ed altri residui presenti nei gas di sintesi.
I suddetti filtri 26a sono costituiti preferibilmente da truciolo di biomassa in modo che, una volta saturi, essi possano vantaggiosamente venire impiegati come materia prima dell'apparato 1, così da evitarne lo smaltimento in discarica, che comporta svantaggi in termini di inquinamento e di costi.
I residui di combustione delle biomasse, costituiti prevalentemente da cenere ma anche in parte da materiali incombusti, vengono estratti mediante i mezzi di scarico 5 alla sezione di uscita 2b della camera di gassificazione 2, dove le ceneri vengono separate dai residui incombusti.
Questi ultimi, eventualmente assieme ad una parte delle ceneri e ad eventuali sfere di materiale catalizzatore, vengono reinviati alla sezione di ingresso 2a della camera di gassificazione 2 mediante il dispositivo di trasporto 21.
Un’ulteriore coclea convoglia il resto delle ceneri verso un serbatoio di raccolta non rappresentato ma, preferibilmente, disposto superiormente all'estremità opposta della suddetta coclea, in modo che la cenere si accumuli superiormente alla coclea stessa e funga da barriera contro il riflusso di aria esterna verso la camera di gassificazione 2.
Da prove pratiche effettuate dal depositante la presente invenzione, si è constatato che l'apparato sopra descritto consente di ottenere un gas di sintesi con un potere calorifico prossimo al valore teorico ottenibile, costituito per la quasi totalità da monossido di carbonio e idrogeno gassoso e praticamente esente da ceneri, nanopolveri, diossine e catrami.
Da quanto detto, si comprende che l’apparato dell’invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.
In particolare, esso consente di controllare la combustione delle biomasse in modo ottimale evitando eccessi di comburente e, quindi, permette di ottenere un gas di sintesi con un potere calorifico più elevato rispetto a quello ottenuto dagli apparati di gassificazione di tipo noto.
Inoltre, l'apparato dell’invenzione sopra descritto produce soltanto gas di sintesi, utilizzabile per produrre energia, e cenere, che può venire impiegata per altri scopi, mentre evita la produzione di qualsiasi altro residuo inquinante, che dovrebbe venire smaltito in discarica.
L'elevata purezza del gas di sintesi ottenuto mediante l'apparato dell'invenzione, unita all'assenza di residui di scarto inquinanti, raggiunge lo scopo di ottenere un apparato con un’elevata efficienza complessiva di trasformazione.
Inoltre, il controllo della temperatura di combustione permette di limitare la formazione di nanopolveri, diossine ed altre sostanze tossiche e/o inquinanti.
L'apparato sopra descritto è più semplice ed economico rispetto agli apparati pirolizzatori industriali di efficienza equivalente e, pertanto, si adatta anche a produzioni di limitata entità, dell'ordine di 50-200 KW, compatibili con la produzione di un'azienda agricola.
In fase esecutiva, all'apparato dell'invenzione potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti che, quantunque non descritte e non rappresentate nei disegni, qualora dovessero rientrare nell'ambito delle rivendicazioni che seguono si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Apparato (1) di gassificazione di biomasse (A), comprendente: - una camera di gassificazione (2) per il contenimento di dette biomasse (A), sviluppata secondo una direzione longitudinale (X) tra una sezione di ingresso (2a) ed una sezione di uscita (2b) per dette biomasse (A); - mezzi di alimentazione (3) per convogliare dette biomasse (A) a detta sezione di ingresso (2a); - un gruppo bruciatore (4) per introdurre in detta camera di gassificazione (2) un comburente atto a reagire con dette biomasse (A) per sviluppare un gas di sintesi; - mezzi di scarico (5) disposti in corrispondenza di detta sezione di uscita (2b) per rimuovere i residui di dette biomasse (A) che rimangono dopo detta reazione; - un gruppo di estrazione (6) per trasferire detto gas di sintesi all’esterno di detta camera di gassificazione (2); caratterizzato dal fatto che detto gruppo bruciatore (4) comprende una pluralità di bocche di adduzione (7), comunicanti con detta camera di gassificazione (2) in corrispondenti posizioni di uscita diverse tra loro lungo detta direzione longitudinale (X) ed alimentate indipendentemente una dall'altra mediante rispettivi condotti di adduzione (8).
  2. 2) Apparato (1) secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che detta camera di gassificazione (2) è delimitata inferiormente da una superficie di supporto (9a) per dette biomasse (A), sostanzialmente orizzontale ed affacciata a dette bocche di adduzione (7).
  3. 3) Apparato (1) secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detta superficie di supporto (9a) appartiene ad una camicia tubolare (9) che delimita esternamente detta camera di gassificazione (2).
  4. 4) Apparato (1) secondo la rivendicazione 3) caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di movimentazione (11) per l’avanzamento di dette biomasse (A) lungo detta camera di gassificazione (2) secondo detta direzione longitudinale (X).
  5. 5) Apparato (1) secondo la rivendicazione 4) caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione (11) comprendono un corpo elicoidale (12) coassiale a detta camicia tubolare (9) ed operativamente connesso a mezzi di motorizzazione (13) per porre in rotazione detto corpo elicoidale (12) attorno al proprio asse.
  6. 6) Apparato (1) secondo la rivendicazione 5) caratterizzato dal fatto che detto corpo elicoidale (12) è configurato per consentire la comunicazione tra detta camera di gassificazione (2) e dette bocche di adduzione (7).
  7. 7) Apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5) o 6) caratterizzato dal fatto che detto corpo elicoidale (12) presenta un’estremità (12a) montata a sbalzo su cuscinetti di supporto (14).
  8. 8) Apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3) a 7) caratterizzato dal fatto che detta camera di gassificazione (2) è delimitata internamente da un corpo tubolare (10) coassiale a detta camicia tubolare (9) e provvisto sulla superficie laterale (10a) di aperture (15) per l’uscita del comburente, ciascuna delle quali individua una corrispondente di dette bocche di adduzione (7).
  9. 9) Apparato (1) secondo la rivendicazione 8) caratterizzato dal fatto che detto gruppo di estrazione (6) comprende almeno un’apertura di aspirazione (16a, 16b) praticata sulla superficie laterale (10a) di detto corpo tubolare (10), connessa ad un condotto di aspirazione (18) disposto all’interno di detto corpo tubolare (10).
  10. 10) Apparato (1) secondo la rivendicazione 9) caratterizzato dal fatto che detto corpo tubolare (10) comprende, in corrispondenza di ciascuna di dette bocche di adduzione (7), una coppia di dette aperture di aspirazione (16a, 16b) disposte sui due lati di detta bocca di adduzione (7).
  11. 11) Apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 9) o 10) caratterizzato dal fatto che detto gruppo di estrazione (6) comprende un ventilatore per aspirare detto gas di sintesi, operativamente connesso a detto condotto di aspirazione (18).
  12. 12) Apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9) a 11) caratterizzato dal fatto di comprendere un filtro catalitico (17) disposto in corrispondenza di ciascuna di dette aperture di aspirazione (16a, 16b), atto ad accelerare il cracking dei vapori contenuti in detto gas di sintesi.
  13. 13) Apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti mezzi di scarico (5) comprendono una griglia (20, 20a, 20b) atta a separare per gravità la cenere dai residui incombusti di dette biomasse (A).
  14. 14) Apparato (1) secondo la rivendicazione 13) caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di trasporto (21) atto a convogliare detti residui incombusti e/o dette ceneri a detta sezione di ingresso (2a) di detta camera di gassificazione (2).
  15. 15) Apparato (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti mezzi di alimentazione (3) comprendono una camera di convogliamento (22) comunicante con l’esterno mediante primi mezzi valvolari (23) e comunicante con detta camera di gassificazione (2) mediante secondi mezzi valvolari (24).
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