[发明专利]利用有机材料的气化的热电联产过程及设备

说明书

本发明涉及利用有机材料的气化的热电联产过程，包括以下步骤：‑将仅有机材料装载到收集箱(10)中；‑将所述有机材料的至少一部分供应到气化反应器(20)；‑通过供应到所述气化反应器(20)的所述有机材料的至少一部分的气化在所述气化反应器(20)中生产合成气；过滤所述合成气；‑将过滤的合成气供应到至少一个内燃发动机(50)；‑借助于连接到所述至少一个内燃发动机(50)的发电机(60)产生电能。作为在所述气化反应器(20)中强制喷射燃烧空气和在所述气化反应器(20)中产生所述燃烧空气的旋转运动和/或湍流的结果，在被包括在约1200℃与约1300℃之间的反应温度执行在所述气化反应器(20)中生产合成气。本发明还涉及利用有机材料的气化的热电联产设备(100)。

技术领域

本发明涉及利用有机材料的气化的热电联产过程。本发明还涉及利用有机材料的气化的热电联产设备。这种设备适用于执行上述过程。

背景技术

贯穿本说明书和在随后的权利要求中，术语“热电联产”用于表示用于生产电能和热的过程/设备。该热能够被用于加热建筑物和/或用于其它生产-工业过程中。这种热的至少一部分也能够在相同的过程中被使用以实现热回收。

如已知，气化是一种化学-物理过程，该化学-物理过程使得能够将有机材料转化成所谓的“合成气”。

合成气是通常包括一氧化碳、氢气、甲烷和/或其它气态化合物的可燃气体。

贯穿本说明书和在随后的权利要求中，术语有机材料用于表示其中碳的百分比是至少约4％的任何有机化合物。

在现有技术的气化过程中，通常使用仅生物质作为原材料。

这种气化过程通常包括以下步骤：将生物质装载到收集箱中；将生物质供应到气化反应器；通过被供应到气化反应器的生物质的气化在气化反应器中生产合成气；以及将合成气供应到内燃发动机，该内燃发动机通常被连接到发电机。

合成气在被供应到内燃发动机之前被过滤，以减小不需要的元素的含量，不需要的元素例如所谓的“炭”(其是非常类似于煤的碳质固体)、所谓的“焦油”(其是对植物有害的液体并且通常包括焦油型芳香烃、二氧化碳和纳米粒子)和沥青元素。

申请人已经观察到现有技术的利用气化的热电联产过程具有一些关键形态。

特别地，申请人已经观察到，在利用使用生物质气化的热电联产过程中，焦油、炭和沥青元素仅减少上至35-55％，由于该原因，内燃发动机必须经常定期维护，通常在仅250-350个工作小时之后。

此外，气化反应器中的反应温度通常低于800℃，并且在这种温度下，危险的污染物如二恶英形成。

申请人还已经观察到，为了达到更高的反应温度，通常在气化反应器中将促进剂物质添加到生物质和燃烧空气。然而，这样的促进剂物质相对昂贵。

此外，由于生物质的相对高成本，生产成本高。

本发明的基础上的问题是在维护、向环境的排放和成本方面提高利用有机材料的气化的热电联产过程的效率。

发明内容

本发明因此在其第一形态中涉及利用有机材料的气化的热电联产过程，包括以下步骤：

-将仅有机材料装载到收集箱中；

-将所述有机材料的至少一部分供应到气化反应器；

-通过被供应到所述气化反应器的所述有机材料的至少一部分的气化，在所述气化反应器中生产合成气；

-过滤所述合成气；

-将所述过滤的合成气供应到至少一个内燃发动机；

-借助于被连接到所述至少一个内燃发动机的发电机产生电能；