СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КИСЛОРОДА ПРИ ПАРОРЕФОРМИНГЕ БИОМАССЫ

1. Реактор (9а, 9b) с псевдоожиженным слоем для изготовления синтез-газа посредством газификации твердых горючих материалов, предпочтительно биомассы (14), с нагревательным элементом (28) для нагрева псевдоожиженного слоя (10) реактора (9а, 9b) с псевдоожиженным слоем, причем нагревательный элемент (28) имеет, по меньшей мере, одну полость (29), отличающийся тем, что нагревательный элемент (28) имеет устройство (30) подачи кислорода для подачи кислородосодержащего газа (6) в полость (29) нагревательного элемента (28), что полость (29) граничит с пористым газопроницаемым участком (31) нагревательного элемента (28) и, что нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева пористого газопроницаемого участка (31) вследствие окисления горючего газа (7) посредством кислородосодержащего газа (6), и передачи этого тепла с пористого, газопроницаемого участка (31) на псевдоожиженный слой (10).
2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент (28) включает в себя множество предусмотренных в реакторе (9а, 9b) с псевдоожиженным слоем труб (1а, 1b, 2a, 2b) и, что, по меньшей мере, различные трубы (1а, 2а) выполнены в виде, по меньшей мере, частично пористых газопроницаемых труб (1а, 2a).
3. Реактор по п.2, отличающийся тем, что нагревательный элемент (28) включает в себя множество концентрично расположенных относительно друг друга труб (1а, 1b, 2a, 2b) соответственно с внутренней трубой (1а, 1b, 2a, 2b) и наружной трубой (1а, 1b, 2a, 2b) и, причем, по меньшей мере, внутренняя труба (1а, 2a) или наружная труба (1а, 2a) выполнены пористыми и газопроницаемыми.
4. Реактор по п.3, отличающийся тем, что устройство (30) подачи кислорода выполнено с возможностью подачи кислородосодержащего газа (6) к кольцевому пространству (33) между наружной трубой (1а, 1b, 2a, 2b) и внутренней трубой (1а, 1b, 2a, 2b).
5. Реактор по п.1, отличающийся тем, что устройство (30) подачи кислорода выполнено с возможностью подачи кислородосодержащего газа (6) к внутренней трубе (1а, 1b, 2a, 2b).
6. Реактор по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что предусмотрено устройство (32) для подачи горючего газа (7), чтобы подавать горючий газ (7) к внутренней трубе (1а, 1b, 2a, 2b) или к кольцевому пространству (33) между наружной трубой (1а, 1b, 2a, 2b) и/или внутренней трубой (1а, 1b, 2a, 2b).
7. Реактор по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что как соответственно внутренняя труба (1а, 2а), так и соответственно наружная труба (1а, 2а) выполнены пористыми и газопроницаемыми.
8. Реактор по п.4, отличающийся тем, что в кольцевом пространстве (33) между внутренней трубой (1a, 1b, 2а, 2b) и наружной трубой (1a, 1b, 2a, 2b) предусмотрена, по меньшей мере, одна другая, в случае необходимости, пористая и газопроницаемая труба и/или, по меньшей мере, один, в случае необходимости, газопроницаемый теплозащитный экран (3).
9. Реактор по любому из пп.3-5, 8, отличающийся тем, что наружная труба (2а) окружена, по меньшей мере, одним газонепроницаемым кожухом предпочтительно в форме трубы (1b).
10. Реактор по п.1, отличающийся тем, что устройство (30) подачи кислорода включает в себя днище (12) сопла для подачи кислородосодержащего газа (6) к полости (29) и одновременно для подачи вихревого газа к псевдоожиженному слою (10) реактора (9а, 9b) с псевдоожиженным слоем.
11. Реактор по п.10, отличающийся тем, что устройство (32) подачи горючего газа встроено в днище сопла, чтобы одновременно подавать кислородосодержащий газ (6) и горючий газ (7) к полости (29), а вихревой газ к псевдоожиженному слою (10) реактора (9а, 9b) с псевдоожиженным слоем.
12. Реактор по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент (28) предусмотрен в неподвижном псевдоожиженном слое (10) и/или в циркулирующем псевдоожиженном слое с неактивным подслойным материалом или без него.
13. Реактор по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент (28) предусмотрен в слое облака кокса без неактивного подслойного материала.
14. Реактор по п.1, отличающийся тем, что пористый газопроницаемый участок (31) нагревательного элемента (28), в предпочтительном варианте, по меньшей мере, одна пористая газопроницаемая труба (1а, 2а), по меньшей мере, фрагментарно содержит материал катализатора и/или выполнена из материала катализатора.
15. Реактор по любому из пп.1-5, 8, 10-14, отличающийся тем, что пористый газопроницаемый участок (31), в частности пористая газопроницаемая труба (1а, 2а), выполнена с возможностью электрического нагрева.
16. Способ изготовления синтез-газа посредством газификации твердых горючих материалов, предпочтительно биомассы, в реакторе с псевдоожиженным слоем, предпочтительно по любому из пп.1-15,
при котором к полости нагревательного элемента подают кислородосодержащий газ,
при этом кислородосодержащий газ и/или горючий газ проходит через пористый газопроницаемый участок нагревательного элемента,
причем горючий газ посредством кислородосодержащего газа, по меньшей мере, частично окисляется в условиях теплопередачи,
а высвобождаемое при, по меньшей мере, частичном окислении тепло нагревает пористый, газопроницаемый участок нагревательного элемента, и
и полученное от пористого газопроницаемого участка нагревательного элемента тепло передают на псевдоожиженный слой реактора с псевдоожиженным слоем.
17. Способ по п.16, при котором кислородосодержащий газ проходит через пористый газопроницаемый участок нагревательного элемента в направлении псевдоожиженного слоя реактора с псевдоожиженным слоем и на пористом газопроницаемом участке и/или непосредственно на границе с обращенной к псевдоожиженному слою стороне пористого газопроницаемого участка горючий газ окисляется в псевдоожиженном слое.
18. Способ по п.16, при котором горючий газ псевдоожиженного слоя реактора с псевдоожиженным слоем проходит через пористый газопроницаемый участок нагревательного элемента в направлении полости нагревательного элемента и на пористом газопроницаемом участке нагревательного элемента и/или в полости нагревательного элемента окисляется посредством кислородосодержащего газа.
19. Способ по п.18,
при котором кислородосодержащий газ подают, по меньшей мере, к одной внутренней пористой и газопроницаемой трубе,
при этом кислородосодержащий газ проходит через систему пор внутренней трубы в кольцевое пространство между внутренней трубой и пористой газопроницаемой наружной трубой,
причем к кольцевому пространству между внутренней трубой и наружной трубой подают горючий газ,
при этом горючий газ в кольцевом пространстве окисляется посредством кислородосодержащего газа и,
по меньшей мере, частично окисленный газ через систему пор наружной трубы проходит в предпочтительном варианте в реактор с псевдоожиженным слоем, и далее в предпочтительном варианте в псевдоожиженный слой реактора с псевдоожиженным слоем.
20. Способ по п.19,
при котором, по меньшей мере, частично окисленный газ проходит через пористую газопроницаемую трубу и/или через теплозащитный экран между внутренней трубой и наружной трубой, в предпочтительном варианте в реактор с псевдоожиженным слоем, и далее в предпочтительном варианте в псевдоожиженный слой реактора с псевдоожиженным слоем.
21. Способ по п.16,
при котором кислородосодержащий газ подают, по меньшей мере, к одной внутренней пористой и газопроницаемой трубе,
при этом кислородосодержащий газ проходит через систему пор внутренней трубы в кольцевое пространство между внутренней трубой и наружной трубой,
и к кольцевому пространству между внутренней трубой и наружной трубой подают горючий газ,
причем горючий газ в кольцевом пространстве окисляется посредством кислородосодержащего газа и,
по меньшей мере, частично окисленный газ через устройство отведения выводят из реактора с псевдоожиженным слоем.
22. Способ по п.16,
при котором горючий газ подают, по меньшей мере, к одной внутренней пористой и газопроницаемой трубе,
при этом горючий газ проходит через систему пор внутренней трубы в кольцевое пространство между внутренней трубой и наружной трубой,
и к кольцевому пространству между внутренней трубой и наружной трубой подают кислородосодержащий газ,
причем горючий газ в кольцевом пространстве окисляется посредством кислородосодержащего газа и,
по меньшей мере, частично окисленный газ через устройство отведения выводят из реактора с псевдоожиженным слоем.
23. Способ по одному из пп.18-22,
при котором в качестве горючего газа используют предпочтительно богатый смолами пиролизный газ из подключенного перед реактором с псевдожиженным слоем пиролизного реактора.
24. Способ по п.16,
при котором кислородосодержащий газ подают, по меньшей мере, к одной внутренней пористой и газопроницаемой трубе,
при этом кислородосодержащий газ проходит через систему пор внутренней трубы в кольцевое пространство между внутренней трубой и наружной трубой,
а горючий газ из псевдоожииженного слоя реактора с псевдожиженным слоем проходит через наружную пористую газопроницаемую трубу в направлении промежуточного пространства между внутренней трубой и наружной трубой,
причем горючий газ окисляется посредством кислородосодержащего газа и, по меньшей мере, частично окисленный газ через устройство отведения выводят из реактора с псевдоожиженным слоем.
25. Способ по любому из пп.16-22, 24,
при котором горючий газ и/или кислородосодержащий газ через двойное днище подают к реактору с псевдоожиженным слоем и
вихревой газ реактора с псевдоожиженным слоем через двойное днище подают к псевдоожиженному слою.