DE102007018875A1 - Device for reducing the CO2 content in the air - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung des CO<SUB>2</SUB>-Gehalts in der Luft durch Erzeugung von verkohlter Biomasse, enthaltend eine Pyrolyseeinrichtung und eine Förderstrecke zur kontinuierlichen Förderung von Biomasse durch die Pyrolyseeinrichtung; wobei die Förderstrecke eine Vielzahl von Kanälen zum Fördern von Biomasse unter Druck aufweist. Mit der Vorrichtung kann ein Verfahren durchgeführt werden, bei welchem der CO<SUB>2</SUB>-Gehalt in der Luft durch Erzeugung von verkohlter Biomasse verringert wird. Das Verfahren erfolgt mit den Schritten: Erzeugung von Biomasse durch Photosynthese unter Verringerung des CO<SUB>2</SUB>-Gehalts in der Luft; Zuführen der Biomasse in eine Pyrolyseeinrichtung; Umsetzung der Biomasse in ein Verkohlungsprodukt und dauerhaftes Lagern zumindest eines Teils des Verkohlungsprodukts ohne Entwicklung von Treibhausgasen, wobei die Biomasse der Pyrolyseeinrichtung kontinuierlich zugeführt wird und die Biomasse überwiegend aus C4-Pflanzen oder Getreide gebildet ist.The invention relates to a device for reducing the CO <SUB> 2 </ SUB> content in the air by producing charred biomass containing a pyrolysis device and a conveyor line for continuously conveying biomass through the pyrolysis device; wherein the conveyor line has a plurality of channels for conveying biomass under pressure. With the device, a method can be performed in which the CO 2 <SUB> 2 </ SUB> content in the air is reduced by producing charred biomass. The process is carried out with the following steps: generation of biomass by photosynthesis with reduction of the CO 2 <SUB> 2 </ SUB> content in the air; Feeding the biomass into a pyrolysis device; Implementation of the biomass in a charring product and permanent storage of at least a portion of the char without evolution of greenhouse gases, wherein the biomass of the pyrolysis is supplied continuously and the biomass is formed mainly of C4 plants or cereals.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung des CO2-Gehalts in der Luft durch Erzeugung von verkohlter Biomasse. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Verringerung des CO2-Gehalts in der Luft durch Erzeugung von verkohlter Biomasse mit den Schritten:

  • (a) Erzeugung von Biomasse durch Photosynthese unter Verringerung des CO2-Gehalts in der Luft
  • (b) Zuführen der Biomasse in eine Pyrolyseeinrichtung,
  • (c) Umsetzung der Biomasse in ein Verkohlungsprodukt, und
  • (d) Dauerhaftes Lager zumindest eines Teils des Verkohlungsprodukts ohne Entwicklung von Treibhausgasen.
The invention relates to a device for reducing the CO 2 content in the air by producing charred biomass. The invention further relates to a method for reducing the CO 2 content in the air by producing charred biomass comprising the steps of:
  • (a) Biomass production by photosynthesis with reduction of CO 2 content in the air
  • (b) feeding the biomass into a pyrolysis device,
  • (c) converting the biomass into a charring product, and
  • (d) Permanent storage of at least a portion of the char product without evolution of greenhouse gases.

Die übermäßige CO2-Erzeugung z. B. bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen gilt als Verursacher des sogenannten Treibhauseffektes. Mit Treibhauseffekt wird die globale Erderwärmung beschrieben, welche zu einer nachhaltigen Klimaveränderung führt. Nach dem Kyoto-Protokall von 1997 zur ausgestaltung der Klimarahmenkonvention UNFCCC der Vereinten Nationen zum Klimaschutz werden verbindliche Zielwerte für den Ausstoß von Treibhausgasen, insbesondere auch Kohlendioxid (CO2) festgelegt. Ziel derzeitiger Bestrebungen ist es, CO2-Emissionen zu verringern. Zu diesem Zweck werden Anstrengungen unternommen, den Energiebedarf zu verringern, etwa durch Kraftfahrzeuge mit geringerem Kraftstoffverbrauch oder durch die Wärmeisolierung von Gebäuden. Weiterhin werden sogenannte CO2-neutrale, nicht-fossile Brennstoffe eingesetzt. Diese aus Biomasse, zum Beispiel Holz, Mais oder Raps, erzeugten Brennstoffe bilden bei der Verbrennung ebenfalls CO2. Dieses wurde zuvor durch Photosynthese aus der Atmosphäre gebunden. Die bekannten Maßnahmen sind bestenfalls CO2 neutral. Eine Reduzierung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre ist lediglich durch Neubepflanzung möglich.Excessive CO 2 production z. B. in the combustion of fossil fuels is considered the cause of the so-called greenhouse effect. The greenhouse effect describes global warming, which leads to a sustainable climate change. Following the 1997 Kyoto Protocol on the implementation of the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), binding target values are set for the emission of greenhouse gases, in particular carbon dioxide (CO 2 ). The aim of current efforts is to reduce CO 2 emissions. To this end, efforts are being made to reduce energy needs, such as lower fuel consumption vehicles or thermal insulation of buildings. Furthermore, so-called CO 2 -neutral, non-fossil fuels are used. These fuels produced from biomass, for example wood, corn or oilseed rape, also form CO 2 during combustion. This was previously bound by photosynthesis from the atmosphere. The known measures are at best CO 2 neutral. A reduction of the CO 2 content in the atmosphere is only possible through replanting.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Veröffentlichung W.Seifritz, „Should we store Carbon in Charcoal" Int. J.Hydrogen Energy, Bd 18, Nr. 5, 405 (1993) ist es bekannt, den CO2-Gehalt in der Atmosphäre zu reduzieren, indem Holzkohle im Batchbetrieb in Holzkohlemeilern erzeugt und dauerhaft gelagert wird. Holzkohle verrottet nicht unter CO2-Bildung und ist somit dauerhaft lagerbar.From the publication W. Seifritz, "Should We Store Carbon in Charcoal" Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 18, No. 5, 405 (1993) It is known to reduce the CO 2 content in the atmosphere by producing charcoal in batch operation in charcoal mills and permanently stored. Charcoal does not decompose under CO 2 formation and can therefore be stored permanently.

Die WO 01/18151 A1 (Schenck) offenbart ein Verfahren zur Speicherung von Solarenergie unter Verminderung des CO2-Anteils der Luft. Auch hier wird Holzkohle aus Holz erzeugt und der überwiegende Teil dauerhaft, zum Beispiel in Bunker, Kohle, Erz oder Salzbergwerken gelagert. Die Herstellung der Holzkohle erfolgt im Batch-Betrieb nach bekannten Verfahren.The WO 01/18151 A1 (Schenck) discloses a method of storing solar energy while reducing the CO 2 content of the air. Here, too, charcoal is produced from wood and most of it is stored permanently, for example in bunkers, coal, ore or salt mines. The production of the charcoal is carried out in batch mode by known methods.

Aus der Herstellung von Biokraftstoffen ist die Verwendung von sogenannten „Energiepflanzen" bekannt. Derartige Pflanzen sind zum Beispiel Mais, Raps, Futterrüben, Hanf, Chinaschilf, Zuckerrohr, Algen und schnell-wachsende Bäume, wie Pappeln und Weiden. Ein Bioreaktor zur Erzeugung von Biokraftstoff ist zum Beispiel von gs-Cleantech ( http://www.gs-cleantech.com/product_desc.php?mode=3 am 22. März 2007 ) bekannt.From the production of biofuels the use of so-called "energy crops" is known, such as maize, oilseed rape, fodder beet, hemp, miscanthus, sugar cane, algae and fast-growing trees such as poplar and willow, a bioreactor for biofuel production is for example from gs-Cleantech ( http://www.gs-cleantech.com/product_desc.php?mode=3 on March 22, 2007 ) known.

Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen erfolgt die Pyrolyse der Biomasse im Batchbetrieb, d. h. diskontinuierlich, wie es etwa in der DE 29 52 307 A1 für zerkleinertes Holz beschrieben ist. Die Druckschrift offenbart ferner eine kontinuierliche Ausgestaltung eines Pyrolyseverfahrens durch Hintereinanderschalten mehrerer Apparaturen mit verschiedenen Phasen.In known methods and devices, the pyrolysis of the biomass is carried out in batch mode, ie discontinuously, as it is in the DE 29 52 307 A1 for crushed wood is described. The document further discloses a continuous embodiment of a pyrolysis process by connecting several apparatuses with different phases in series.

Nachteilig bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist es, dass der Batch-Betrieb nicht für Mengen geeignet ist, die zu einer nennenswerten Reduzierung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre führen.A disadvantage of known methods and devices is that the batch operation is not suitable for quantities which lead to a significant reduction in the CO 2 content in the atmosphere.

Weiterhin erfolgt die Verkohlung der Biomasse im Allgemeinen drucklos und unter Luftatmosphäre. Bei diesen Bedingungen entstehen unerwünschte Teerprodukte. Außerdem entstehen Gase, die bei Vorhandensein von Sauerstoff in der Luft zu einer erheblichen Explosionsgefahr führen.Farther the charring of the biomass takes place generally without pressure and under air atmosphere. In these conditions arise unwanted tar products. In addition, arise Gases in the presence of oxygen in the air to a lead to a considerable risk of explosion.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit welcher der CO2-Gehalt in der Luft in großen Mengen und ohne Gefahr durch Erzeugung verkohlter Biomasse reduziert werden kann.It is an object of the invention to provide an apparatus and a method by which the CO 2 content in the air can be reduced in large quantities and without the risk of producing charred biomass.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst enthaltend:

  • (a) eine Pyrolyseeinrichtung; und
  • (b) eine Förderstrecke zur kontinuierlichen Förderung von Biomasse durch die Pyrolyseeinrichtung; wobei
  • (c) die Förderstrecke eine Vielzahl von Kanälen zum Fördern von Biomasse unter Druck aufweist.
According to the invention the object is achieved with a device of the type mentioned above comprising:
  • (a) a pyrolysis device; and
  • (b) a conveyor line for continuously conveying biomass through the pyrolysis device; in which
  • (C) the conveyor line has a plurality of channels for conveying biomass under pressure.

Eine solche Vorrichtung arbeitet im kontinuierlichen Betrieb. Die Förderstrecke läuft durch eine Pyrolyseeinrichtung, in welcher die Biomasse in einer Vielzahl von Kanälen unter erhöhtem Druck verkohlt wird. Die Biomasse erreicht in den Kanälen eine erhebliche Dichte. Da die Biomasse in den Kanälen nicht mit zusätzlichem Sauerstoff in Verbindung kommt, wird die Explosionsgefahr erheblich verringert. Auch die Bildung unerwünschter Nebenprodukte, wie Teer oder dergleichen wird vermieden.Such a device operates in continuous operation. The conveyor line passes through a pyrolysis device in which the biomass is charred in a plurality of channels under elevated pressure. The biomass reaches in the channels one he considerable density. Since the biomass in the channels does not come into contact with additional oxygen, the risk of explosion is considerably reduced. The formation of undesirable by-products, such as tar or the like is avoided.

Die Vorrichtung eignet sich besonders für Biomasse, anders als das in bekannten Holzkohlemeilern eingesetzte Holz, keine Holzanteile aufweist. Die Vorrichtung ist also insbesondere für die Verwendung von schnellwachsenden Energiepflanzen geeignet. Dies Pflanzen können ggf. nach einfacher Zerkleinerung in einem Schredder direkt auf die Förderstrecke gegeben werden. Mit einer Förderschnecke kann die Biomasse in die Kanäle gedrückt werden.The Device is particularly suitable for biomass, otherwise as the wood used in known Holzkohlemeilern, no wood parts having. The device is thus particularly for the Use of fast-growing energy plants suitable. This Plants can, if necessary after simple crushing in one Shredder be placed directly on the conveyor line. With a screw conveyor, the biomass in the channels be pressed.

Vorzugsweise sind die Kanäle mit lateralen Öffnungen zum Auslassen von Pyrolysegas versehen. Das Pyrolysegas kann dann aufgefangen und weiter verwendet werden. Insbesondere können die Öffnungen in einer gemeinsamen Auffangvorrichtung münden. Die Auffangvorrichtung kann über einen Kanal mit einem Brenner für die Wärmeversorgung der Pyrolyseeinrichtung verbunden sein. Auf diese Weise wird zumindest ein Teil der Pyrolysegase zur Beheizung der Pyrolyseeinrichtung verwendet. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Pyrolysegase zu verflüssigen und anderen Verwendungen zuzuführen.Preferably are the channels with lateral openings for omission provided by pyrolysis gas. The pyrolysis gas can then be collected and continue to be used. In particular, the openings open into a common collecting device. The collecting device Can have a channel with a burner for the Heat supply of the pyrolysis be connected. In this way, at least part of the pyrolysis gases for heating the pyrolysis used. It is natural also the possibility to liquefy the pyrolysis gases and other uses.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein von dem heißen Abgas des Brenners beaufschlagten Wärmetauscher zur Vorwärmung der den Brenner mit Sauerstoff versorgenden Umgebungsluft vorgesehen. In dem Brenner wird neben einem Brennstoff auch Sauerstoff benötigt. Dieser Sauerstoff wird aus der Umgebungsluft zugeführt. Durch Vorwärmung der Umgebungsluft in dem Wärmetauscher kann der Energiebedarf der Pyrolyseeinrichtung weiter gesenkt werden.In A particularly preferred embodiment of the invention is a acted upon by the hot exhaust gas of the burner heat exchanger for preheating the burner supplying oxygen to the burner Provided ambient air. In the burner is next to a fuel also needed oxygen. This oxygen will be released from the Supplied ambient air. By preheating the Ambient air in the heat exchanger can reduce the energy requirement the pyrolysis be further lowered.

Die Umgebungsluft kann dem Brenner über einen Zufuhrkanal erfolgen. Vorzugsweise ist der Zufuhrkanal für Umgebungsluft zum Brenner über den Endbereich der Förderstrecke zur Kühlung der verkohlten Biomasse geführt. Die Umgebungsluft nimmt also zunächst die Wärme des Verkohlungsprodukts am Ende der Förderstrecke auf. Dabei kühlt das Verkohlungsprodukt in erwünschter Weise ab. Anschließend wird die Umgebungsluft durch den Wärmetauscher geleitet, wo sie weiter erhitzt wird. Erst dann wird die heiße Luft dem Brenner zugeführt.The Ambient air can be done to the burner via a supply channel. Preferably, the ambient air supply duct is for Burner over the end of the conveyor line for cooling the charred biomass. The Ambient air thus initially absorbs the heat of Verkohlungsprodukts at the end of the conveyor line. there cools the char product desirably from. Subsequently, the ambient air through the heat exchanger where it is heated further. Only then will the hot Air supplied to the burner.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zur Versorgung des Brenners mit zusätzlichem oder alternativem Brennstoff vorgesehen. Diese Versorgung mit zusätzlichem oder alternativem Brennstoff erlaubt die Beeinflussung des Brennverhaltens im Brenner und ein einfaches Starten der Pyrolysereaktion auf der Förderstrecke.In an embodiment of the invention are means for supplying the Burner with additional or alternative fuel intended. This supply of additional or alternative Fuel allows influencing the combustion behavior in the burner and a simple start of the pyrolysis reaction on the conveyor line.

Vorzugsweise weist die Förderstrecke eine Förderschnecke auf, welcher Biomasse kontinuierlich zuführbar und die Biomasse mit der gemeinsamen Förderschnecke in die Kanäle pressbar ist.Preferably the conveyor line has a screw conveyor, which biomass continuously feedable and the biomass with the common auger in the channels is pressable.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verringerung des CO2-Gehalts in der Luft durch Erzeugung von verkohlter Biomasse löst die Aufgabe dadurch, dass

  • (e) die Biomasse der Pyrolyseeinrichtung kontinuierlich zugeführt wird und
  • (f) die Biomasse überwiegend aus C4-Pflanzen oder Getreide gebildet sind.
The inventive method for reducing the CO 2 content in the air by producing charred biomass solves the problem in that
  • (E) the biomass of the pyrolysis is supplied continuously and
  • (f) the biomass is predominantly made up of C4 plants or cereals.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass gerade die Biomasse, die für den großtechnischen Maßstab eine hohe Effizienz bezüglich der Bindung von Kohlenstoff aufweist, auch für den kontinuierlichen Betrieb einer Pyrolyseeinrichtung besonders gut geeignet ist.The The invention is based on the recognition that it is precisely the biomass that for the industrial scale one has high efficiency with respect to the binding of carbon, also for the continuous operation of a pyrolysis device is particularly well suited.

Bekannte Verfahren sind für den erforderlichen großtechnischen Maßstab ungeeignet. Der kontinuierliche Betrieb mit C4-Kohlenstoff-bindenden Pflanzen führt zu einer wesentlich höheren CO2-Bindungsrate bei gleicher Anbaufläche. Dabei erfolgt die Umsetzung der Biomasse vorzugsweise unter einem gegenüber Umgebungsdruck erhöhten Druck und unter weitgehendem Luftabschluss. Dies vermeidet die Explosionsgefahr und unerwünschte Nebenprodukte.Known methods are unsuitable for the required industrial scale. Continuous operation with C4 carbon-binding plants leads to a significantly higher CO 2 binding rate with the same cultivated area. In this case, the reaction of the biomass is preferably carried out under an increased pressure relative to ambient pressure and with extensive exclusion of air. This avoids the risk of explosion and unwanted by-products.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Biomasse einen Wasseranteil unterhalb von 25 Gew.-%, insbesondere unterhalb von 12 Gew.-% auf. Biomasse mit einem geringen Wasseranteil haben einen einen hohen Kohlenstoffgehalt und müssen vor der Verkohlung nicht getrocknet werden. Weiterhin ist der Wasserbedarf beim Anbau gering. Da gerade in sonnenreichen Regionen häufig Wasserknappheit herrscht, ist gerade wasserarme Biomasse besonders kostengünstig anbaubar, denn die Sonneneinstrahlung bewirkt eine hohe Wachstumsrate und CO2-Bindung.In a particularly preferred embodiment of the invention, the biomass has a water content below 25 wt .-%, in particular below 12 wt .-%. Biomass with a low water content has a high carbon content and does not need to be dried before charring. Furthermore, the water consumption during cultivation is low. Since water scarcity prevails in sunny regions in particular, it is particularly low-biomass that can be cultivated in a particularly cost-effective manner because the solar radiation causes a high growth rate and CO 2 binding.

Vorzugsweise ist die Biomasse ausgewählt aus der Gruppe der C4-Pflanzen: Bambus, Algen, Mais, Sorgho, Gräser, Getreide, Raps. Unter C4-Pflanzen werden Pflanzen verstanden, die im Vergleich zu C3-Pflanzen eine schnellere Photosynthese bei mehr Wärme und Licht (aber u. U. kürzeren Tagen) durchführen und bei denen sich ein weiterer Weg zur CO2-Fixierung entwickelt hat. Besonders bevorzugt wird Weizen verwendet. Alternativ wird die Alge Sargossum muticum besonders bevorzugt. In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Biomasse Switchgrass oder E-Grass.Preferably, the biomass is selected from the group of C4 plants: bamboo, algae, corn, sorghum, grasses, cereals, rapeseed. C4 plants are understood to be plants which, as compared to C3 plants, perform faster photosynthesis with more heat and light (but possibly shorter days) and in which a further path to CO 2 fixation has developed. Wheat is particularly preferably used. Alternatively, the alga Sargossum muticum is particularly preferred. In a further preferred embodiment of the invention, the biomass is Switchgrass or E-Grass.

Vorzugsweise ist die Biomasse aus Pflanzen ohne Früchte gebildet. Die Früchte können einer Verwendung zu Ernährungszwecken oder dergleichen verwendet werden. Dies vermeidet den Mangel an Anbaufläche.Preferably, the biomass is formed from plants without fruits. The fruits can be a Ver used for nutritional purposes or the like. This avoids the lack of acreage.

Vorzugsweise wird die Biomasse nach der ersten Wachstumsphase geerntet. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit der Anbaufläche erhöht. Die Menge an gebundenem CO2 ist bei jungen Pflanzen höher als bei alten Pflanzen.Preferably, the biomass is harvested after the first growth phase. This increases the economic efficiency of the acreage. The amount of bound CO 2 is higher in young plants than in old plants.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Verkohlungsprodukt an ehemaligen Kohle-Lagerstätten dauerhaft gelagert.In A particularly preferred embodiment of the invention is the Charring product at former coal deposits permanently stored.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.refinements The invention are the subject of the dependent claims. An embodiment is with reference to the accompanying drawings explained in more detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung verkohlter Biomasse mit kontinuierlichem Betrieb. 1 FIG. 10 is a schematic side view of a continuous carbonized biomass production apparatus. FIG.

2 ist eine Draufsicht auf die Förderstrecke der Vorrichtung aus 1. 2 is a plan view of the conveyor line of the device 1 ,

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Zur Verringerung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre in Klima-relevantem Umfang wird Biomasse auf einer üblichen Anbaufläche angebaut. Die Biomasse besteht nicht aus Holz, sondern aus C4-Pflanzen, beispielsweise Weizen und Bambus. Je nach Region werden in Äquatornähe Pflanzen mit geringem Wasserbedarf und geringem Wassergehalt verwendet. Die Pflanzen werden unmittelbar nach der ersten Wachstumsperiode geernet. Anschließend wird neue Biomasse gesät bzw. gepflanzt.In order to reduce the CO 2 content in the atmosphere to a climate-relevant extent, biomass is cultivated on a common cultivated area. The biomass is not made of wood, but of C4 plants, such as wheat and bamboo. Depending on the region, plants with low water requirements and low water content are used near the equator. The plants are harvested immediately after the first growing season. Subsequently, new biomass is sown or planted.

Ein Teil der Biomasse ist die Alge Sargossum muticum. Diese Alge wird im Meer, insbesondere in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung aus Wasser mit unerwünscht hohem Nitrat- und Phosphatgehalt gewonnen und getrocknet.One Part of the biomass is the alga Sargossum muticum. This alga will in the sea, especially in regions with high solar radiation Obtained water with undesirably high nitrate and phosphate content and dried.

Eine Vorbehandlung, wie zersägen oder dergleichen, wie dies bei Holz der Fall ist, ist nicht erforderlich. Die Biomasse wird in einem einfachen Schredder zerkleinert. Die zerkleinerten Pflanzen 10 werden über einen Trichter 12 in eine Verkohlungseinrichtung 14 zugeführt. Dies kann über übliche Fördereinrichtungen erfolgen. Der Trichter 12 mündet in einem Gehäuse 16. In dem Gehäuse 16 ist eine schematisch dargestellte Förderschnecke 18 vorgesehen. Die rotierende Förderschnecke 18 fördert die Biomasse in Richtung einer Pyrolysestrecke 20. Ein Auslass 22 für eventuell vorhandene Flüssigkeit in der Biomasse ist am entgegengesetzten Ende der Förderschnecke 18 im Gehäuse 16 vorgesehen.A pretreatment, such as sawing or the like, as is the case with wood, is not required. The biomass is crushed in a simple shredder. The crushed plants 10 be over a funnel 12 into a charring facility 14 fed. This can be done via conventional conveyors. The funnel 12 flows into a housing 16 , In the case 16 is a schematically illustrated screw conveyor 18 intended. The rotating screw conveyor 18 Promotes the biomass in the direction of a pyrolysis path 20 , An outlet 22 for any liquid present in the biomass is at the opposite end of the screw conveyor 18 in the case 16 intended.

Die Pyrolysestrecke 20 ist in 2 in einer Draufsicht dargestellt. Man erkennt, dass sich das Gehäuse 16 am Ende der Förderschnecke 16 aufweitet und in einer Vielzahl von Kanälen 24 mündet. Die Biomasse wird durch diese vergleichsweise engen Kanäle gepresst. Dadurch baut sich ein gegenüber Umgebungsdruck erhöhter Druck im Inneren auf.The pyrolysis track 20 is in 2 shown in a plan view. It can be seen that the case 16 at the end of the screw conveyor 16 expands and in a variety of channels 24 empties. The biomass is forced through these comparatively narrow channels. As a result, an increased pressure in relation to ambient pressure builds up inside.

Der eingangsseitige Teil 26 der Kanäle 24 ist beheizt. Zu diesem Zweck ist ein Brenner 28 vorgesehen. Das von dem Brenner erzeugte heiße Abgas hat eine Temperatur im Bereich von 500°C. Bei dieser Temperatur erfolgt eine Pyrolyse der Biomasse. Die Biomasse verkohlt zu festem Kohlenstoff und Pyrolysegasen.The input side part 26 of the channels 24 is heated. For this purpose is a burner 28 intended. The hot exhaust gas produced by the burner has a temperature in the range of 500 ° C. At this temperature, pyrolysis of the biomass occurs. The biomass charred to solid carbon and pyrolysis gases.

Entlang der Pyrolysestrecke 20 weisen die Kanäle Öffnungen 30 auf. Diese Öffnungen münden in einer Auffangeinrichtung 32. Die Auffangeinrichtung 32 mündet in einem Rohr 34. Die bei der Pyrolyse der Biomasse freiwerdenden Pyrolysegase treten durch die Öffnungen 30 aus den Kanälen 24 aus und werden in der Auffangeinrichtung 32 aufgefangen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die brennbaren Pyrolysegase unmittelbar zum Betrieb des Brenners 28 genutzt und in diesen eingespeist.Along the pyrolysis route 20 the channels have openings 30 on. These openings open into a collecting device 32 , The catcher 32 flows into a pipe 34 , The pyrolysis gases released during the pyrolysis of the biomass pass through the openings 30 from the channels 24 out and in the catcher 32 collected. In the present embodiment, the combustible pyrolysis gases directly to the operation of the burner 28 used and fed into this.

Über ein Ventil 34 ist der Brenner 28 weiterhin über eine Zuleitung 36 mit einem Brennstoffreservoir (nicht dargestellt) verbunden. Durch geeignete Steuerung des Ventils kann somit bei Bedarf zusätzlicher oder alternativer Brennstoff zugeführt werden.About a valve 34 is the burner 28 continue via a supply line 36 connected to a fuel reservoir (not shown). By suitable control of the valve, additional or alternative fuel can thus be supplied as needed.

Die in dem Brenner 28 erzeugten heißen Abgase dienen zunächst der Beheizung der Pyrolysestrecke 20. Sie werden dann in einem Abzug 38 aufgefangen. Dieser Abzug 38 beaufschlagt einen Wärmetauscher 40. Die in den sauerstoff-armen Abgasen enthaltene Restwärme wird in dem Wärmetauscher 40 auf die dem Brenner 28 zugeführte, sauerstoffreiche Frischluft übertragen. Anschließend werden die Abgase 44 an die Umwelt abgegeben.The one in the burner 28 produced hot exhaust gases are initially used to heat the pyrolysis path 20 , You will then be in a deduction 38 collected. This deduction 38 acts on a heat exchanger 40 , The residual heat contained in the low-oxygen exhaust gases is in the heat exchanger 40 on the burner 28 supplied, oxygen-rich fresh air transferred. Subsequently, the exhaust gases 44 delivered to the environment.

Die Frischluft, symbolisiert durch Pfeile 42, wird über eine Frischluftzufuhr 46 in der Anlage 14 aufgenommen. Bei Bedarf wird hier ein Ventilator oder dergleichen eingesetzt. Die kalte Frischluft beaufschlagt den ausgansseitigen Teil 48 der Kanäle 24. Auf diese Weise wird zum einen eine Vorwärmung der Frischluft erreicht. Zum anderen wird die verkohlte Biomasse vor dem Verlassen der Vorrichtung abgekühlt. Die vorgewärmte Frischluft wird in dem Wärmetauscher 40 auf oben beschriebene Weise weiter erwärmt. Dadurch arbeitet die Vorrichtung besonders energiearm.The fresh air, symbolized by arrows 42 , is via a fresh air supply 46 in the plant 14 added. If necessary, a fan or the like is used here. The cold fresh air acts on the output side part 48 of the channels 24 , In this way, on the one hand, a preheating of the fresh air is achieved. On the other hand, the charred biomass is cooled before leaving the device. The preheated fresh air is in the heat exchanger 40 further heated in the manner described above. As a result, the device operates particularly low energy.

Nicht genutztes Pyrolysegas wird aus dem Rohr 34 abgezweigt, verflüssigt und steht anschließend nach fraktionierter Destillation zur weiteren Verwendung zur Verfügung.Unused pyrolysis gas will be released from the pipe 34 branched off, liquefied and is then available after fractional distillation for further use.

Die Biomasse wird im ersten Teil der Kanäle 24 verkohlt. Dabei entsteht ein Verkohlungsprodukt, das überwiegend aus ungebundenem Kohlenstoff besteht. Das Verkohlungsprodukt wird abgekühlt und tritt am Ende 50 aus der Vorrichtung aus. Dort wird es gesammelt. Da der Pyrolyseprozess weitgehend sauerstofffrei erfolgt, besteht keine Gefahr der Reaktion mit den Pyrolysegasen. Entsprechend wird die Explosionsgefahr vermieden. Der in den Kanälen 24 aufgebaute erhöhte Druck bewirkt die Bildung besonders erwünschter Pyrolyseprodukte und vermeidet die Bildung von langkettigen Teeren und dergleichen.The biomass will be in the first part of the channels 24 charred. This results in a charring product, which consists predominantly of unbound carbon. The char is cooled and occurs at the end 50 from the device. There it is collected. Since the pyrolysis process is largely free of oxygen, there is no risk of reaction with the pyrolysis gases. Accordingly, the risk of explosion is avoided. The one in the channels 24 built-up increased pressure causes the formation of particularly desirable pyrolysis and avoids the formation of long-chain tars and the like.

Das Verkohlungsprodukt wird in Kohlebergwerken als Lagerstätten dauerhaft gelagert. Es versteht sich, dass Teile des Verkohlungsproduktes als Energiereserve dienen kann oder als Austauschprodukt für vorhandene, natürliche Kohlereserven, die dann ungefördert unter Tage verbleibt.The Carbonization product is used in coal mines as deposits permanently stored. It is understood that parts of the char can serve as an energy reserve or as an exchange product for existing, natural coal reserves, which then unsupported remains underground.

Die dauerhafte Lagerung führt zur Effektiven Reduktion des CO2-Gehalts in der Luft. Die Möglichkeit des großtechnischen Einsatzes von Biomasse mit hoher CO2-Bindungsfähigkeit erlaubt somit die Reduktion in klimarelevantem Maßstab.The permanent storage leads to the effective reduction of the CO 2 content in the air. The possibility of large-scale use of biomass with high CO 2 binding capacity thus allows the reduction on a climate-relevant scale.

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Claims (17)

Vorrichtung zur Verringerung des CO2-Gehalts in der Luft durch Erzeugung von verkohlter Biomasse, enthaltend (a) eine Pyrolyseeinrichtung; und (b) eine Förderstrecke zur kontinuierlichen Förderung von Biomasse durch die Pyrolyseeinrichtung; wobei (c) die Förderstrecke eine Vielzahl von Kanälen zum Fördern von Biomasse unter Druck aufweist.Device for reducing the CO 2 content in the air by producing charred biomass, comprising (a) a pyrolysis device; and (b) a conveyor line for continuously conveying biomass through the pyrolysis device; wherein (c) the conveyor line has a plurality of channels for conveying biomass under pressure. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle mit lateralen Öffnungen zum Auslassen von Pyrolysegas versehen sind.Device according to claim 1, characterized in that that the channels with lateral openings for discharging are provided by pyrolysis gas. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in einer gemeinsamen Auffangvorrichtung münden und die Auffangvorrichtung über einen Kanal mit einem Brenner für die Wärmeversorgung der Pyrolyseeinrichtung verbunden ist.Device according to claim 2, characterized in that that the openings in a common collection device lead and the collecting device via a channel with a burner for the heat supply of Pyrolysis is connected. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen von dem heißen Abgas des Brenners beaufschlagten Wärmetauscher zur Vorwärmung der den Brenner mit Sauerstoff versorgenden Umgebungsluft.Apparatus according to claim 3, characterized by one acted upon by the hot exhaust gas of the burner Heat exchanger for preheating the burner with Oxygen-supplying ambient air. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zufuhrkanal für Umgebungsluft zum Brenner vorgesehen ist, der vor dem Brenner über den Endbereich der Förderstrecke zur Kühlung der verkohlten Biomasse geführt ist.Device according to Claim 2 or 3, characterized a supply channel for ambient air to the burner is provided is in front of the burner over the end of the conveyor line for cooling the charred biomass is performed. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Versorgung des Brenners mit zusätzlichem oder alternativem Brennstoff.Device according to one of the preceding claims, characterized by means for supplying the burner with additional or alternative fuel. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderstrecke eine Förderschnecke aufweist, welcher Biomasse kontinuierlich zuführbar ist und die Biomasse mit der gemeinsamen Förderschnecke in die Kanäle pressbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the conveyor line is a screw conveyor has, which biomass is continuously fed and the biomass with the common auger in the channels can be pressed. Verfahren zur Verringerung des CO2-Gehalts in der Luft durch Erzeugung von verkohlter Biomasse mit den Schritten: (a) Erzeugung von Biomasse durch Photosynthese unter Verringerung des CO2-Gehalts in der Luft (b) Zuführen der Biomasse in eine Pyrolyseeinrichtung, (c) Umsetzung der Biomasse in ein Verkohlungsprodukt, und (d) Dauerhaftes Lager zumindest eines Teils des Verkohlungsprodukts ohne Entwicklung von Treibhausgasen, dadurch gekennzeichnet, dass (e) die Biomasse der Pyrolyseeinrichtung kontinuierlich zugeführt wird und (f) die Biomasse überwiegend aus C4-Pflanzen oder Getreide gebildet sind.Method for reducing the CO 2 content in the air by producing charred biomass comprising the steps of: (a) generating biomass by photosynthesis while reducing the CO 2 content in the air (b) feeding the biomass to a pyrolysis device, (c ) Conversion of the biomass into a charring product, and (d) permanent storage of at least part of the char without evolution of greenhouse gases, characterized in that: (e) the biomass is continuously fed to the pyrolysis device; and (f) the biomass is predominantly from C4 plants or Cereals are formed. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung der Biomasse unter einem gegenüber Umgebungsdruck erhöhten Druck erfolgt.Method according to claim 8, characterized in that that the implementation of the biomass under a relative to ambient pressure increased pressure takes place. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung der Biomasse unter weitgehendem Luftausschluss erfolgt.Method according to claim 8 or 9, characterized that the implementation of the biomass under extensive exclusion of air he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse einen Wasseranteil unterhalb von 25 Gew.-%, insbesondere unterhalb von 12 Gew.-% aufweist.Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the biomass has a water content below of 25 wt .-%, in particular below 12 wt .-%. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse ausgewählt ist aus einer oder mehrerer Pflanzenarten der Gruppe: Bambus, Algen, Mais, Sorgho, Gräser, Getreide, Raps.Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that the biomass is selected from one or more plant species of the group: bamboo, algae, Corn, sorghum, grasses, cereals, rapeseed. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse aus Pflanzen ohne Früchte gebildet ist.Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that the biomass from plants without fruits is formed. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse Weizen oder die Alge Sargossum muticum ist.Method according to claim 12, characterized in that that the biomass is wheat or the algae are Sargossum muticum. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse Switchgrass oder E-Grass ist.Method according to claim 12, characterized in that that the biomass is Switchgrass or E-Grass. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse nach der ersten Wachstumsphase geerntet wird.Method according to one of claims 8 to 15, characterized in that the biomass after the first growth phase is harvested. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkohlungsprodukt an ehemaligen Kohle-Lagerstätten dauerhaft gelagert wird.Method according to one of claims 8 to 16, characterized in that the charring product to former Coal deposits permanently stored.
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