DE102015012593A1 - Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, mit großer Ausbeute, gleichbleibend hoher Güte aus Biomasse, vorzugsweise Holz, und ein Verfahren zur Erzeugung derselben - Google Patents

Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, mit großer Ausbeute, gleichbleibend hoher Güte aus Biomasse, vorzugsweise Holz, und ein Verfahren zur Erzeugung derselben Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Holzkohle aus Biomasse, vorzugsweise Holz, mit einem Schachtreaktor mit einem ein Kopfende und ein Fußende umfassenden Schachtreaktormantel, einer Teilchenfördereinrichtung, mindestens einer Belüftungsdosiereinrichtung, wobei das Kopfende des Schachtreaktors eine Eintragsöffnung und das Fußende des Schachtreaktors eine Austragsöffnung aufweisen, einer mit der Austragsöffnung verbundenen Auffangeinrichtung zur Ablöschung der aus der Austragsöffnung des Schachtreaktors bewegten Holzkohle, wobei das Fußende des Schachtreaktormantels, das sich an einen mittigen zwischen dem Kopfende und dem Fußende befindlichen Abschnitt anschließt, konisch, insbesondere mit einer trichterförmigen Ringschürze, ausgebildet ist, in einem Inneren des Schachtreaktors in einem Übergangsbereich von dem mittigen Abschnitt des Schachtreaktors und dem Fußende ein Gitter angeordnet ist, das Fußende des Schachtreaktors die Belüftungsdosiereinrichtung aufweist, die Belüftungsdosiereinrichtung ein, vorzugsweise längs der Mitte-Längsachse A sich erstreckendes, Luftleitungsrohr aufweist, ein Außenrohr das obere Ende des Luftleitungsrohr beweglich aufnimmt, das untere Ende des Luftleitungsrohr eine Öffnung aufweist, das Luftleitungsrohr mit einem Luftaußenrohr, über welches Luft von außen zugeführt ist, verbunden ist, vorzugsweise die steuerbare Holzfördereinrichtung im Bereich der Kopfteilöffnung angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, mit großer Ausbeute und gleichbleibend hoher Güte aus Biomasse, vorzugsweise aus Holz, mit einem Schachtreaktor mit einem ein Kopfende und ein Fußende umfassenden Schachtreaktormantel, einer Teilchenfördereinrichtung, mindestens einer Belüftungsdosiereinrichtung, einer Auffangeinrichtung, wobei das Kopfende des Schachtreaktormantels eine Eintragsöffnung und das Fußende des Schachtreaktormantels eine Austragsöffnung aufweisen, in einem Inneren eines mittigen zwischen dem Kopf- und Fußteil befindlichen Abschnitts des Schachtreaktormantels ein Gitter angeordnet ist und ein Verfahren zur Erzeugung derselben.
  • Unter Biomasse werden im Sinne der Erfindung auch verstanden organische Stoffe, wie Abfälle aus Küche und Landwirtschaft, wie Gülle oder tierischer Mist, Klärkuchen, Gärreste oder Klärschlämme aus Kläranlagen, die getrocknet und zu Stücklingen, z. B. Gülle- oder Miststücklingen, gepresst und/oder pflanzliche Stoffe, wie Holz, die zu Teilchen, wie Holzteilchen, zerkleinert sind.
  • Auch kann die Biomasse kunststoffartige Materialien enthalten, deren Anteil auch von gesetzlichen Regelungen und/oder verfahrenstechnischen Gründen bestimmt sein kann.
  • Des Weiteren kann die Biomasse auch Kohlebestandteile enthalten oder solche gar sein.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Holzkohle aus Holz bekannt. So wird Holz bei einer beschränkten Luftzufuhr, wie in einem unterstöchiometrischen Verhältnis, oder bei einem vollkommenen Luftabschluss einer hohen Temperatur ausgesetzt. In dem ersteren Fall wird nach OTTO LUEGERS LEXIKON DER GESAMTEN TECHNIK, 2. Band, Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart, Leipzig 1894, Seiten 669 bis 671 der Vorgang als Verkohlung, in dem zweiten Fall als trockene Destillation oder Pyrolyse bezeichnet nach RÖMPP LEXIKON Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1999 Seiten 3647 bis 3648. Beide Verfahren sind einander insofern ähnlich, als Holz einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, gleichwohl wird bei der Verkohlung das Hauptgewicht auf die Bereitstellung nichtflüchtiger Produkte, wie Holzkohle, gelegt wird, während bei der trockenen Destillation in erster Linie die Herstellung flüchtiger Produkte, wie gas- oder dampfförmiger bzw. flüssiger Stoffe wesentlich ist.
  • Im Fall der Erhitzung stückigen Holzes entweicht zuerst Dampf, mit ansteigender Temperatur verflüchtigen sich kohlenstoffhaltige gasförmige Stoffe, wie Methanol, H2, Methan und Kohlenmonoxid, Ethylen, sowie die dampfförmigen Stoffe, die nach Abkühlung z. B. zu Essigsäure, Holzteer, sich verflüssigen können, deren Bildung auf eine tiefgreifende Zerstörung der Holzsubstanz zurückzuführen ist. Nach Beendigung der Zersetzung durch Hitze hinterbleibt Holzkohle.
  • Das Verfahren der Holzverkohlung wird auch als Meilerverkohlung bezeichnet, bei welcher bereits in der Vergangenheit in Meilern und Retorten die Verkohlung, nach Meiler- und Retorten-Verkohlung, U. Hartlebens's Verlag, Leipzig, 1885, Seiten 106 bis 108 die bei der Meilerverkohlung durchgeführten Verfahrensschritte, wie Erhitzung des aufgeschichteten stückigen Holzes bei beschränkter Luftzufuhr mittels während des Betriebes des Meilers in denselben angestochener Luftzufuhrlöcher und Ableitung gas- und dampfförmiger Stoffe durch die Abdeckungen desselben nachgeahmt werden. Mit einem Behälter, der in seinem oberen Bereich einen Kamin für den Gasabzug, eine Öffnung zur Beschickung der in dem Behälter befindlichen Schüttung mit stückigem Holz, einer weiteren Öffnung zum Abzug heißer Gase und Dämpfe und einem Ablauf zum Entzug schwerflüssiger Bestandteile, wie Holzteer, wurde Holzkohle bereitgestellt.
  • Der bisherige Stand der Technik offenbart nichts Neues, denn die herkömmliche Lehre beschreibt lediglich einen Schacht mit einer oberen und unteren Öffnung, der mit einer Zuführeinrichtung zur Beladung der Schüttung mit stückigem Holz, einem Gitter, auf welchem die Schüttung lastet und durch welches infolge der Schwerkraft die Holzkohle durch den Schacht von oben nach unten in Richtung zu der unteren Öffnung des Schachtes sich bewegt, einer Luftzuführeinrichtung zum Beschicken der Schüttung mit Luft in einem unterstöchiometrischen Verhältnis in einem Gegenstrom zu der Holzkohle, die über die untere Öffnung aus dem Schacht abgezogen und in einem Wasserbecken unterhalb der unteren Öffnung zum Auffangen und Ablöschen der Holzhohle gesammelt wird.
  • Der herkömmliche Schacht wiederholt in umfassender Weise die sonach seit Langem und lediglich in dem o. g. Stand der Technik beispielhaft aufgeführten Verfahren der Meilerverkohlung von Holz zur Holzkohle, so dass sich die Frage nach dem wissensmäßigen Abstand der herkömmlichen Lehre von dem erstgenannten Stand der Technik aus den Jahren 1894ff aufdrängt.
  • Die herkömmliche Vorrichtung soll die bereits in Bezug genommenen Verfahren und Vorrichtungen soweit verkleinern, dass ein Waldbesitzer ein solches Verfahren für geschlagene Bäume besonders geringer Qualität und aus der Schwachholzernte stammend nutzen kann. Die herkömmliche Lehre stellt nur auf die Verkleinerung der Vorrichtung und die Anpassung des Verfahrens an diese verkleinerte Vorrichtung ab.
  • Es ist zwar verwunderlich, dass die herkömmliche Lehre sich zur Aufgabe die Verkleinerung der herkömmlichen Vorrichtungen und Reaktoren zur Erzeugung der Holzkohle machte, wenngleich im Stand der Technik Vorrichtungen und Schachtreaktoren ohne die Maßgabe des notwendigen Abstellens auf deren vorbestimmte Größe und vorbestimmten Maßstab beschrieben werden, die zur Durchführung der Holzverkohlung geboten wären.
  • Abgesehen davon, zeigt sich bei herkömmlichen, aber verkleinerten Anlagen, dass keine Holzkohle von hoher Güte erzeugt wird, da diese mit Hilfe der verkleinerten Anlagen erzeugte Holzkohle in Festigkeit und Kohlenstoffgehalt schwanken,
  • Hinzukommend erweist sich die Ausbeute an der mit Hilfe der herkömmlichen verkleinerten Anlagen erzeugten Holzkohle wegen schwankender Verfahrensbedingungen als gering, so dass das ein herkömmliches Verfahren nicht wirtschaftlich kostengünstig betrieben werden kann, zumal darüber hinaus der Wirkungsgrad derselben zur Erzeugung an hochwertiger Holzkohle sich durch fehlende Konstanz auszeichnet.
  • Auch ist die mit Hilfe der herkömmlichen verkleinerten Anlagen erzeugte Holzkohle mitunter nicht frei von Bestandteilen, wie schwerflüchtigen Bestandteilen.
  • Zudem weist die mit Hilfe der verkleinerten Anlagen des Stands der Technik erzeugte Holzkohle den Nachteil auf, dass wegen fehlender konstanter Verfahrensbedingungen in der Holzkohle derselben Holzcharge der Kohlegehalt und der Kohlenstoffgehalt variieren können.
  • Überdies zeigt die mit Hilfe der verkleinerten Anlagen wegen schwankender Verfahrensbedingungen erzeugte Holzkohle derselben Holzcharge Unterschiede in der Porosität und der Struktur auf trotz Verwendung einheitlichen stückigen Holzes, was aber unerwünscht ist.
  • Ganz abgesehen davon erweist sich der herkömmliche Schacht nicht als wirtschaftlich betreibbar, da neben der Kontrolle der Verkohlung in dem bekannten Schacht stets manuelle Eingriffe durch das Bedienungspersonal erforderlich oder aber zumindest zu erwarten sind, zumal das Auftreten unerwarteter Störfaktoren bei Dauerbetrieb desselben nicht auszuschließen ist.
  • Mit dem Einhergehen des Auftretens unerwarteter Störfaktoren bei Dauerbetrieb des herkömmlichen Schachtes variieren die Ausbeuten nicht nur an Holzkohle, sondern auch an Gasen, die der Verbrennung zwecks Energieverwertung und Kostensenkung des Betriebs des Schachtes zugeführt werden sollen.
  • Das Auftreten hierbei von gesundheitsschädlichen Dämpfen in schwankendem Ausmaß, das Abführen der gesundheitsschädlichen Dämpfe und deren Entsorgung sind weitere Nachteile des Verfahrens des Stands der Technik.
  • Darüber hinaus übersieht der Stand der Technik, dass nicht die Verkleinerung bereits hinreichend bekannter Verrichtungen und die Anpassung der Verfahren an diese Allheilmittel sind, um die Anlage mit Hölzern minderer Qualität betriebssicher zu fahren, sondern vielmehr das Gebot besteht, die herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren im Einzelnen weiterzuentwickeln,
    um
    Pflanzenkohle hoher Güte, wie solches mit hoher Festigkeit und hohem Kohlenstoffgehalt, zu erzeugen,
    Pflanzenkohle einheitlicher Qualität, wie solches ohne Auftreten nicht verkohlter oder nur teilverkohlter Holzteilchen,
    umweltschonend gesundheitsschädliche Dämpfe und Gase möglichst zu verringern,
    keine hohe Anforderungen an die Geschicklichkeit an das Bedienungspersonal zu stellen.
  • Die unterschiedliche Verkohlung stückigen Holzes in dem Schacht solcher Anlagen des Stands der Technik führt wegen der o. g. Nachteile zu dem Erfordernis, die Anlagen nur mit Holz bestimmter einheitlicher Güte zu fahren, was ursprünglich ganz und gar nicht nicht erwünscht war, da Holz ursprünglich minderer Qualität und solches aus der Schwachholzernte verwendet werden sollten.
  • Auch können mit stückigen Holz verschiedener Baumarten nicht gleichzeitig die herkömmlichen Anlagen beladen werden, da Hölzer unter Umständen aufgrund deren verschiedenen Anteile die Verkohlung der Hölzer in der Verkohlungszone beeinflussen und sogenannte radiale Temperaturunterschiede, wie nachfolgend erläutert wird, hervorrufen können.
  • Aufgaben der Erfindung sollen sein, eine Anlage mit einem Schachtreaktor und ein Verfahren zum Betreiben derselben bereitzustellen, die die o. g. Nachteile nicht aufweisen.
  • Da zu beachten ist, dass die Temperatur in der mittigen Zone der Schüttung im Schachtreaktor häufig verschieden, insbesondere geringer, ist als die Temperatur in der an die mittige Zone sich anschließenden Außenzone der Schüttung, ein Phänomen, was als sogenannte radialer Temperaturunterschied bezeichnet wird, sind eine Anlage und ein Verfahren bereitzustellen, die radiale Temperaturunterschiede vermeiden helfen.
  • Hintretend soll in der bereitzustellenden Anlage die Verkohlung von Holz zur Holzkohle weitgehend kontinuierlich sich selbst steuernd vonstatten geht, ohne dass die Gefahr des Unterbrechens des Dauerbetriebs, wie sie häufig bei den o. g. herkömmlichen Schächten und Reaktoren des Stands der Technik zu befürchten ist, besteht.
  • Weiterhin soll die Anlage ohne weiteres zur Verkohlung von Holz unterschiedlichen Ursprungs, von Holzderivaten, von Holzabfallprodukten, von Holznebenprodukten, von stückigem Lignin, von Formkörpern aus Biomasse, usw. betreibbar sein.
  • Darüber hinaus soll die bereitzustellende Anlage Holz unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehaltes in einem Vorgang in demselben bei Dauerbetrieb verkohlen können.
  • Des Weiteren soll die bereitzustellende Anlage jedwede Biomasse, wie Stücklinge aus Klärschlämmen, Gülle, Mist, usw. sowie pflanzliche Stoffe, wie Holz, die zu Teilchen, wie Holzteilchen, bei Dauerbetrieb verkohlen können.
  • Überdies soll die bereitzustellende Anlage kunststoffartige Materialien enthaltende Biomasse bei Dauerbetrieb verkohlen können.
  • Hinzukommend soll die Verkohlung in der Anlage dergestalt gesteuert werden können, dass Holzkohle mit niedrigem oder mit hohem Kohlenstoffgehalt bzw. Kohlegehalt, je nach Erfordernis, erzeugt wird.
  • Des Weiteren soll der Wirkungsgrad der Anlage hinreichend hoch sein, um hochwertige Holzkohle hoher Güte, wie solches mit hoher Festigkeit und hohem Kohlenstoffgehalt, zu erzeugen, und einheitlicher Qualität, wie solches ohne Auftreten nicht verkohlter oder nur teilverkohlter Holzteilchen, zu erzeugen.
  • Auch soll ein gleichmäßiges Glutbett in der Verkohlungszone vorliegen, um das Auftreten nicht verkohlter oder nur unzureichend verkohlter Holzteichen vermeiden zu helfen.
  • Hinzutretend soll die Möglichkeit bereitgestellt werden, nur unzureichend oder nicht verkohlte Holzteilchen durch eine der Verkohlung nachgeschaltete sogenannte Nachverkohlung zur Bereitstellung von verkohlten Holzteilchen einheitlicher Güte zu verkohlen.
  • Des Weiteren sollen die bereitzustellende Anlage und das Verfahren möglich machen, die bei der Verkohlung anfallenden gasförmigen Stoffe energetisch sinnvoll zu verwerten.
  • Schließlich soll die mit Hilfe der bereitgestellten Anlage erzeugte Holzkohle klassiert werden können, um je nach Verwendungszwecks der Holzkohle eine Sortierung oder Vorsortierung, je nach Erfordernis oder nach Wunsch des Benutzers, möglich zu machen, um die Weiterverarbeitung zu erleichtern und dem Benutzer einen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber Mitbewerbern zu verschaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch und die Nebenansprüche. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung.
  • Die Erfindung betrifft eine umweltfreundliche selbstständig sich regelnde Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus Biomasseteilchen, vorzugsweise Holzteilchen, und gleichmäßigen radialen Temperaturführung in einer Schüttung mit einer mittels Messeinrichtungen ansteuerbaren Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen in Menge und/oder Oberflächenverteilung und/oder einer mittels Messeinrichtungen ansteuerbaren Luftführung in Volumen und/oder Position.
  • Die Erfindung betrifft auch eine umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus einer Biomasse, vorzugsweise Holz, oder Biomasseteilchen in einer Schüttung mit
    einem die Schüttung mit Biomasseteilchen aufnehmenden Schachtreaktor mit einem ein Kopfende und ein Fußende umfassenden Schachtreaktormantel, wobei ein mittiger Abschnitt des Schachtreaktormantels zwischen dem Kopfende und dem Fußende angeordnet ist,
    mindestens einer Teilchenfördereinrichtung zur Beförderung von Biomasseteilchen in den Schachtreaktor,
    mindestens einer Belüftungsdosiereinrichtung zur Zuführung der Luft in den Schachtreaktor,
    wobei das Kopfende des Schachtreaktors eine Eintragsöffnung und das Fußende des Schachtreaktors eine Austragsöffnung aufweisen,
    einer mit der Austragsöffnung verbundenen Auffangeinrichtung zur Ablöschung der aus der Austragsöffnung des Schachtreaktors bewegten Pflanzenkohle,
    ein Gitter in einem Inneren des Schachtreaktors in einem Übergangsbereich zwischen dem mittigen Abschnitt und dem Fußende angeordnet ist, auf welchen sich die Schüttung abstützt,
    welche dadurch gekennzeichnet ist, dass,
    insbesondere das Fußende des Schachtreaktormantels, das konisch, insbesondere mit einer trichterförmigen Ringschürze, ausgebildet ist,
    das Fußende die Belüftungsdosiereinrichtung aufweist, die Luft über die Belüftungsdosiereinrichtung längs und/oder quer zu einer Mitte-Längsachse A des Schachtreaktors zugeführt ist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus einer Biomasse in einer Schüttung als Wanderbett in einem im Gegenstrom zu der Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor, welcher mit Biomasseteilchen, vorzugsweise Holzteilchen, insbesondere fortlaufend, beschickt wird, durch ein gleichmäßiges radiales Temperaturführen in der Schüttung mit einem mittels Messeinrichtungen ansteuerbaren Beschicken der Schüttung mit Biomasseteilchen in vorbestimmter Menge und/oder in vorbestimmter Oberflächenverteilung und/oder einem mittels Messeinrichtungen ansteuerbaren Luftführen in vorbestimmtem Volumen und/oder in vorbestimmter Position zur Schüttung.
  • Das kostengünstige Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus einer Biomasse in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zu der Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor, welcher mit Biomasseteilchen, vorzugsweise Holzteilchen, insbesondere fortlaufend, beschickt wird,
    ist dadurch gekennzeichnet, dass
    die Temperaturen in der Schüttung, vorzugsweise zumindest in einer mittigen Zone und in einer Außenzone derselben, fortlaufend überwacht werden,
    die Luft über die Belüftungsdosiereinrichtung der Schüttung, vorzugsweise volumenkontrolliert und/oder geschwindigkeitskontrolliert und/oder zonenkontrolliert, nach Maßgabe der Temperatur und/oder des Prozessgasvolumenstroms zur Erzeugung einer gleichmäßigen Temperatur in der Schüttung aufwärts im Gegenstrom zu der Pflanzenkohle dieser zugeführt wird und/oder
    die Biomasseteilchen über die Teilchenfördereinrichtung der Schüttung, vorzugsweise mengenkontrolliert und/oder zonenkontrolliert, nach Maßgabe der Temperatur und/oder des Prozessgasvolumenstroms zur Erzeugung einer gleichmäßigen Temperatur in der Schüttung zugeführt wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist gerichtet auf Pflanzenkohle, wie Holzkohle, in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte und einheitlicher Qualität herstellbar mit der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus einer Biomasse, vorzugsweise Holz.
  • Ein zusätzlicher Gegenstand der Erfindung ist gerichtet auf sonstige Bestandteile aus Pflanzenkohle, wie Holz, in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte herstellbar mit der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holz, aus einer Biomasse, vorzugsweise Holz.
  • Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist gerichtet auf Pflanzenkohle, wie Holzkohle, in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte und einheitlicher Qualität herstellbar mit dem erfindungsgemäßen kostengünstigen Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus einer Biomasse, insbesondere Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Holzkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor.
  • Ein zusätzlicher Gegenstand der Erfindung ist gerichtet auf sonstige Bestandteile aus Pflanzenkohle, wie Holz, in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte herstellbar mit dem erfindungsgemäßen kostengünstigen Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus einer Biomasse, insbesondere Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Holzkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor.
  • Unter Beschickung der Schüttung mit den Biomasseteilchen, wie Pflanzenteilchen, Holzteilchen, oder dergleichen, wird im Sinne der Erfindung auch verstanden das Auffüllen des Schachtreaktors in einer vorbestimmten Höhe mit den Biomasseteilchen, Pflanzenteilchen, wie Holzteilchen, und/oder das Aufschütten mit Biomasseteilchen auf die Oberflächen vorbestimmter Zonen, z. B. der mittigen Zone oder der Außenzone, der Schüttung, oder von Teilbereiche der Außenzone, insbesondere in einer vorbestimmten Höhe.
  • Unter Holz werden im Sinne der Erfindung auch verstanden sonstige Einsatzmaterialien, wie Holzderivate, Holzabfallprodukte, Holznebenprodukte, stückiges Lignin, Formkörpern aus Biomasse.
  • Unter Holzteilchen werden im Sinne der Erfindung auch verstanden stückiges Holz unterschiedlichster Größe und Form, sonstige Einsatzmaterialien, wie Holzderivate, Holzabfallprodukte, Holznebenprodukte, stückiges Lignin, Formkörpern aus Biomasse, verstanden.
  • Unter Klassierung der Holzkohle wird im Sinne der Erfindung auch verstanden das Einordnen von Holzteilchen nach Größe und/oder Form, die verkohlt oder unverkohlt oder teilverkohlt sein können.
  • Unter Biomasseteilchen werden im Sinne der Erfindung auch verstanden, zerkleinerte zur Verkohlung vorgesehene stückige Biomasse, stückiges Holz unterschiedlichster Größe und Form, sonstige Einsatzmaterialien, wie Holzderivate, Holzabfallprodukte, Holznebenprodukte, stückiges Lignin, Formkörpern aus Biomasse, Stücklinge oder dergleichen verstanden.
  • Unter Pflanzenkohle wird im Sinne der Erfindung auch verstanden verkohlte Biomasse, wie verkohlte Biomasseteilchen, z. B. verkohlte pflanzliche Stoffe, beispielsweise verkohlte Holzkohle, Holzkohleteilchen, Holzkohle, verkohlte Stücklinge von Gülle- oder Miststücklingen, verkohlte Biomasse mit kunststoffartigen Materialien, oder dergleichen verstanden.
  • Unter Pflanzenkohleteilchen werden im Sinne der Erfindung auch verstanden verkohlte Stücklinge, verkohltes stückiges Holz.
  • Im Folgenden wird der Einfachheit halber für verkohlte Biomasseteilchen auch Pflanzenkohleteilchen verwendet.
  • Unter Holzkohle wird im Sinne der Erfindung auch verstanden stückiges Holzkohle, Holzkohleteilchen, usw. Unter Holzkohle und verkohlte Holzteilchen werden im Sinne der Erfindung auch die in Rechtsvorschriften genannten verkohlten holzartigen Stoffe verstanden.
  • Unter Schüttung wird im Sinne der Erfindung auch verstanden ein Biomassenbett, Holzteilchenbett, Holzscheitenbett, usw.
  • Der Erfindung liegt auch zugrunde, das Auftreten radialer Temperaturunterschiede in der Verkohlungszone zu vermeiden, zumindest aber weitgehend zu verhindern.
  • Es zeigt sich, dass die auf dem Gitter lastende Schüttung, die die Verkohlungszone aufweist, unterschiedliche Temperaturen aufweisen kann; die mittige Zone der auf dem Gitter befindlichen Schüttung oder der Verkohlungszone, die auf dem Gitter oder auch wenig beabstandet von demselben sich befinden kann, hat häufig eine Temperatur ab 280°C, insbesondere bis zu 500°C, vorzugsweise in einem Bereich von 280°C bis 500°C, noch mehr bevorzugt 280°C bis 350°C, hingegen die an die mittige Zone sich anschließende oder diese umgebende Außenzone der auf dem Gitter befindlichen Schüttung oder der Verkohlungszone ist gekennzeichnet durch einen höheren Temperaturbereich von mehr als 350°C, z. B. von 350° bis 700°C, wie 600 bis 700°C. Die Änderung der Temperatur, die von der mittigen Zone in Richtung hin zu der Außenzone sich einstellen kann, wird im Sinne der Erfindung auch radialer Temperaurunterschied genannt. Beispielsweise lässt sich der radiale Temperaturunterschied nicht nur im Bereich der auf dem Gitter sich abstützenden Schüttung und deren an das Gitter angrenzenden Verkohlungszone, sondern auch im Bereich der Schüttung und deren Verkohlungszone beobachten, die von dem Gitter beabstandet sind; der radiale Temperaturunterschied kann in der Verkohlungszone von dem Gitter bis zu der Oberfläche der Schüttung erstrecken.
  • Der radiale Temperaturunterschied führt zu einer uneinheitlichen Verkohlung der Biomasseteilchen in der Verkohlungszone. Der radiale Temperaturunterschied zeigt sich unabhängig von der Form des Schachtreaktors oder des Schachtreaktormantels, unabhängig davon, ob in der Draufsicht der Schachtreaktor oder dessen -mantel z. B. kreisförmig, teilkreisförmig oder eckig ausgebildet ist.
  • Auch liegt der Erfindung als sog. erfindungsgemäße parameterkontrollierte Anlage und erfindungsgemäßes parameterkontrolliertes Verfahren zugrunde, die Verkohlung in der Verkohlungszone durch das, vorzugsweise fortlaufende, Messen von Parametern als Regelgrößen oder Messgrößen und durch das, vorzugsweise fortlaufende, Ermitteln der Differenzen gegenüber den Sollwerten zu regeln. Die gemessenen Istwerte der Regelgrößen können mittels herkömmlicher Messeinrichtungen bestimmt und die mit den Istwerten korrespondierenden Signale können an eine mit den Messeinrichtungen verbundene herkömmliche Steuereinrichtung weitergeleitet werden; die Steuereinrichtung kann die Differenzen der Istwerte gegenüber den Sollwerten als Regelabweichungen feststellen und die, z. B. von dem Zeitverlauf der Regelabweichungen und/oder von den Regelabweichungen abhängigen, Steuerungssignale erzeugen und an die nachfolgend aufgeführten Einrichtungen der erfindungsgemäßen Anlage als Stellglieder senden, so dass die Korrekturen der Regelgrößen im Sinne der Verminderung des Betrags der Regelabweichungen veranlasst werden können. Vorzugweise werden die Istwerte von mehr als einer Messeinrichtung ermittelt und die Einrichtungen der erfindungsgemäßen Anlage von der mit der Messeinrichtung oder den Messeinrichtungen verbundenen Steuereinrichtung angesteuert. Gleichfalls ist von Vorteil, wenn die Einrichtungen der erfindungsgemäßen Anlage unmittelbar von der Messeinrichtung angesteuert werden und die Einrichtungen die entsprechenden Steuerungssignale erzeugen, um die Korrekturen der Regelgrößen im Sinne der Verminderung des Betrags der Regelabweichungen veranlassen zu können.
  • Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage umfasst einen Schachtreaktor mit einem ein Kopfende und ein Fußende umfassenden Schachtreaktormantel, mindestens eine Teilchenfördereinrichtung zur Beförderung von Biomasseteilchen in den Schachtreaktor und/oder mindestens eine Belüftungsdosiereinrichtung zur Zuführung der Luft in den Schachtreaktor, wobei das Kopfende des Schachtreaktors eine Eintragsöffnung und das Fußende des Schachtreaktors eine Austragsöffnung aufweisen, eine mit der Austragsöffnung verbundene Auffangeinrichtung zur Ablöschung der aus der Austragsöffnung des Schachtreaktors bewegten Pflanzenkohle, wobei ein Gitter in einem Inneren des Schachtreaktors in einem Übergangsbereich zwischen einem mittigen Abschnitt des Schachtreaktors und dem Fußende desselben angeordnet ist; das Fußende des Schachtreaktors die Belüftungsdosiereinrichtung aufweisen kann, der Luftaustritt der Belüftungsdosiereinrichtung quer zur Mitte-Längsachse A des Schachtreaktors und/oder Gitters und/oder längs der Mitte-Längsachse A des Schachtreaktors und/oder des Gitters zur kontrollierten Luftzufuhr einer Verkohlungszone beweglich ist; der Belüftungsdosiereinrichtung ist Luft von außen zugeführt und/oder die Teilchenfördereinrichtung eine Schütteinrichtung zur kontrollierten Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen, wie Holzteilchen, aufweisen kann, wobei zur gleichmäßigen radialen Temperaturführung in der Schüttung die Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen in Menge und/oder Oberflächenverteilung und/oder die Luftzuführung in Volumen und/oder Position mittels Messeinrichtungen und/oder über eine mit den Messeinrichtungen verbundene Steuereinrichtung vorteilhafterweise angesteuert sind.
  • So können als Parameter, auch Regel- oder Messgrößen genannt,
    die Temperaturen in der Schüttung in der mittigen Zone und/oder
    die Temperatur in der Außenzone und/oder
    die Temperaturen im Bereich der Kopfendes des Schachtreaktors und/oder
    die Temperaturen im Bereich des Fußendes des Schachtreaktors und/oder
    die Temperaturen der Nachverkohlungszone und/oder
    die Füllstandshöhe der Nachverkohlungszone und/oder
    die Schüttungshöhen, wie die Schüttungshöhe in der mittigen Zone und/oder die Schüttungshöhe der Außenzone, und/oder
    der Druck im Bereich des dicht verschlossenen Kopfendes und/oder
    der Luftvolumenstrom im Bereich des Fußendes und/oder
    der Prozessgasvolumenstrom des Kopfendes, der aus der Schüttung ausströmt, und/oder
    der Prozessgasvolumenstrom des Kopfendes, der durch die Prozessgasleitung desselben abgeleitet wird,
    mittels herkömmlicher Messeinrichtungen bestimmt und die den Istwerten entsprechenden Signale von den Messeinrichtungen erzeugt sowie an die Steuereinrichtung weitergeleitet werden; die Istwerte z. B. werden mit deren Sollwerten in der Steuereinrichtung verglichen und die Regelabweichungen können als Steuerungssignale an die Einrichtungen der erfindungsgemäßen Anlage und Verfahren, beispielswiese an die Einrichtungen, wie
    die Prozessgaskontrolleinrichtung in der Prozessgasleitung
    und/oder
    die Teilchenfördereinrichtung im Bereich des Kopfendes des Schachtreaktors
    und/oder
    die Belüftungsdosiereinrichtung am Fußende des Schachtreaktors
    und/oder
    die Teilchenzähleinrichtung im Bereich des Fußendes des Schachtreaktors, wie in oder an der Austragsöffnung,
    und/oder
    die Auffangeinrichtung oder Ablöscheinrichtung im Bereich des Fu0endes des Schachtreaktors, wie mit der Austragsöffnung verbundene, des Schachtreaktors
    und/oder
    die Gitterlocheinrichtung zur Veränderung der Maschenweite des Gitters
    weitergeleitet werden.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage können die Einrichtungen, wie die Prozessgaskontroll-, die Teilchenförder-, die Belüftungsdosier-, die Teilchenzähl-, die Ablösch- und die Gitterlocheinrichtung oder ein Teil derselben, ebenso mit Messeinrichtungen zur Bestimmung der vorgenannten Messgrößen und deren Istwerte sowie zur Erzeugung der mit diesen korrespondierenden Signalen, die zu der Steuereinrichtungen und/oder zu einem Teil der vorgenannten Einrichtungen zwecks Signalverarbeitung und Steuerung, auch Ansteuerung genannt, der erfindungsgemäßen Anlage weitergeleitet werden können, ausgebildet sein.
  • Die erfindungsgemäße umweltfreundliche Anlage und Verfahren sind in der Lage, durch die fortlaufende Bestimmung von mindestens einem der Parameter, wie von
    Temperaturen in der Schüttung, z. B. in der mittigen Zone und Außenzone und/oder
    Temperaturen im Bereich der Kopfendes des Schachtreaktors, z. B. auf und/oder oberhalb der Schüttung, und/oder des Fußendes des Schachtreaktors, z. B. unter und/oder unterhalb des Gitters, und/oder
    Schüttungshöhen der Schüttung, z. B. in Bereich der mittigen Zone und/oder der Außenzone, und/oder
    Druck im Bereich des Kopfendes, z. B. in der Prozessgasleitung und/oder in dem schüttungsfreien Bereich des Kopfendes, und/oder
    Luftvolumenstrom im Bereich des Fußendes, z. B. des Gitters und/oder in der Belüftungsdosiereinrichtung, und/oder
    Prozessgasvolumenstrom im Bereich des Kopfendes, z. B. in der Prozessgasleitung und/oder in dem schüttungsfreien Bereich des Kopfendes,
    usw.
    die Verkohlung in dem Schachtreaktor selbständig zu regeln und in Abhängigkeit von deren festgestellten Istwerten mindestens eine der Einrichtungen der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen Anlage und Verfahrens zur Bereitstellung der hinreichenden Verkohlung der Biomasse dergestalt anzusteuern, dass sich ein weitgehender Eingriff von außen durch den Benutzer erübrigt.
  • Erst das geschickte Ansteuern mindestens einer der o. g. Einrichtungen als Stellglieder, bevorzugterweise das geschickte Zusammenwirken von mehr als einem der o. g. Stellglieder miteinander, ermöglicht die Bereitstellung von Pflanzenkohle
    in hinreichender Menge, Güte und Zusammensetzung,
    sogar aus Biomassen unterschiedlicher Zusammensetzung,
    fortlaufend,
    ohne dass es eines manuellen Eingriffs des Fachmanns von außen bedarf.
  • Unter Luftvolumenstrom wird im Sinne der Erfindung auch verstanden die Menge an Luft, die z. B. pro vorbestimmter Zeitdauer abgeführt oder infolge Verkohlung in den Schachtreaktor angesaugt werden kann.
  • Unter Prozessgasvolumenstrom wird im Sinne der Erfindung auch verstanden die Menge an Prozessgas, das z. B. pro vorbestimmter Zeitdauer über die Prozessgasleitung abgeführt werden oder der Schüttung entströmen kann.
  • Bei von unten nach oben erfolgenden Draufsicht auf das Gitter lässt der von der Mitte nach außen verlaufende Anstieg der Temperatur in der auf dem Gitter lastenden Schüttung auf den vorgenannten radialen Temperaturunterschied in der Verkohlungszone der Schüttung schließen, welche Verkohlungszone von dem Gitter, je nach Verfahrensbedingungen, ebenso etwas beabstandet sein oder unmittelbar an dieses sich anschließen kann. Der radiale Temperaturunterschied wird von dem Stand der Technik nicht erkannt, geschweige denn versucht, den radialen Temperaturunterschied zu vermeiden. Denn stets ist die herkömmliche Lehre auf die möglichst identische Darstellung oder Nachmachen der bei der Meilerei bereits seit alters her etablierten Verfahrensschritte ohne Eingriff von außen in diese gerichtet.
  • Der radiale Temperaturunterschied ist in dem Schachtreaktor zu vermeiden, da der radiale Temperaturunterschied zu einer unausgewogenen Verkohlung der Biomasseteilchen, wie Holzteilchen, führt. Der radiale Temperaturunterschied findet sich nicht nur im Bereich der Schüttung auf dem Gitter, sondern setzt bis zu dem Kopfende des Schachtreaktors als Nachteil fort, so dass die Verkohlungszone im Längsschnitt durch den mit Holzteilchen befüllten Schachtreaktor darüber hinaus sich in dem Schachtreaktor in der Außenzone der Schüttung infolge der höheren Temperatur in Richtung hin zu dem Kopfende desselben sich fortsetzt und stark ausgeprägt ist, so dass die Verkohlungszone eine im Längsschnitt V-förmige Gestalt ausbildet und in der mittigen Zone der Schüttung infolge niedrigerer Temperatur sich deutlich abflacht.
  • Diese im Längsschnitt durch den mit Holzteilchen befüllten Schachtreaktor sogenannte V-förmige Verkohlungszone ist ebenso zu vermeiden, da die Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen, wie Holzteilchen, weder Schritt mit der Geschwindigkeit der Verkohlung der Biomasseteilchen in der Außenzone halten kann, noch das Ausmaß der Verkohlung in dem Inneren der Schüttung sensorisch in hinreichender Weise kontrollierbar ist. Die V-förmige Verkohlungszone wurde ebenso wenig von dem Stand der Technik erkannt, geschweige denn versucht, den die V-förmige Verkohlungszone zu verhindern.
  • Auch zeigt sich bei dem Betreiben der erfindungsgemäßen Anlage, dass für die ausgewogene Verkohlung das geschickte Zusammenwirken der Steuerung von Prozessgasabzug über das Kopfende des Schachtreaktors, von Druck im Schachtreaktor, zum Beispiel in dem Kopfendebereich desselben, und von Geschwindigkeit der angesaugten bzw. der der Schüttung zugeführten Luft und/oder der abgezogenen Prozessgase miteinander auch wesentlich ist.
  • Des Weiteren sind die Bedeutung und das Zusammenspiel von Prozessgasabzug mit dem Druck in dem Schachtreaktor und der Geschwindigkeit der angesaugten bzw. zugeführten Luft und/oder die der abgezogenen Prozessgase im Stand der Technik nicht erkannt, so dass das bloße Nachmachen des seit langem bekannten Holzkohlemeilers durch die Bereitstellung des herkömmlichen Schachtes mit der unteren Öffnung und der Luftzuführeinrichtung sowie Ablöschen der Holzhohle den zeitgemäßen Anforderungen an die Verkohlung, wie der Bereitstellung einheitlicher verkohlter Pflanzenkohleteilchen hoher Güte mittels eines umweltschonenden Verfahrens mit einem hohen Wirkungsgrad in einer wirtschaftlichen Betriebsweise nicht gerecht wird.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage können der Druck im Bereich des Kopfendes des Schachtreaktors und die Geschwindigkeiten der angesaugten Luft und/oder der abgezogenen Prozessgase mit Hilfe herkömmlicher hitzestabiler Drucksensoren und Geschwindigkeitssensoren bestimmt werden.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Belüftungsdosiereinrichtung ein, vorzugsweise längs der Mitte-Längsachse A sich erstreckendes, Luftleitungsrohr und ein Außenrohr mit dem Luftaustritt auf, das Außenrohr ein oberes Ende des Luftleitungsrohrs aufnimmt, wobei das Außenrohr mit dem Luftleitungsrohr beweglich verbunden ist, vorzugsweise ein unteres Ende des Luftleitungsrohr eine weitere Öffnung aufweist, das Luftleitungsrohr mit einem Luftaußenrohr, über welches Luft von außen zugeführt ist, verbunden ist, vorzugsweise die Teilchenfördereinrichtung im Bereich des Kopfendes, vorzugsweise in der, vorzugsweise dicht verschliessbaren, Eintragsöffnung, angeordnet ist, welche eine Schütteinrichtung zur kontrollierten Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen, wie Holzteilchen, umfasst, z. B. die Schütteinrichtung ein Schüttelgitter zur gleichmäßigen Verteilung der Biomasseteilchen auf der Schüttung, und/oder ein Verteilerblech oder eine Rutsche zur kontrollierten Beschickung der Oberfläche der Schüttung mit Biomasseteilchen aufweist, insbesondere das Verteilerblech um eine Mitte-Längsachse A des Schachtes drehbar gelagert ist, vorzugsweise die Länge und/oder die Neigung des Verteilerblechs veränderbar sind.
  • Die erfindungsgemäße umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Holz, umfasst einen Schachtreaktor, der oder dessen -mantel aus einem feuerfesten, z. B. metallenen, Werkstoff hergestellt sein kann. Sein Kopfende kann mit einer Eintragsöffnung versehen sein. Die Eintragsöffnung ist auf herkömmliche Weise hermetisch, z. B. mittels einer herkömmlichen Schleuseneinrichtung, wie eines Schiebers oder Klappe, verschließbar. Der dichte Verschluss des Kopfendes des Schachtreaktors ermöglicht die Bestimmung der Drucks in demselben. Das von dem Schachtreaktormantel begrenzte Innere kann die Schüttung mit den Biomasseteilchen zur Verkohlung aufnehmen, wobei eine Schüttungshöhe in dem Schachtreaktor, vorzugsweise eine nach Maßgabe von mindestens einem Sollwert vorbestimmte Schüttungshöhe, eingehalten und mittels Messeinrichtung überwacht werden kann. Die Schüttung bewegt als Wanderbett in dem Schachtreaktor von oben nach unten, von dem Kopfende in Richtung zu dem Fußende hin.
  • Der Schachtreaktor kann einen Durchmesser von 200 bis 300 cm, vorzugsweise 270 cm, haben und eine Höhe von 5 bis 7 m, vorzugsweise 5 bis 6 m, z. B. 6 m, aufweisen. Der Schachtreaktor kann mit Holzteilchen zu einer Höhe von ca. 3 bis 4 m aufgefüllt. Sein Fußende kann spitz zulaufend, wie konusförmig, trichterförmig oder eckig zulaufend ausgestaltet sein; das Fußende des Schachtreaktors kann eine Höhe von 1,20 m aufweisen.
  • Die in dem Schachtreaktor ausgebildete Schüttung bewegt sich vorzugsweise fortlaufend als Wanderbett von der Eintragsöffnung bzw. von dem Kopfende des Schachtreaktors zu der Austragsöffnung bzw. zu dem Fußende des Schachtreaktors mit einer, vorzugsweise vorbestimmten, Geschwindigkeit, – langsam –, von oben nach unten durch den mittigen zwischen dem Kopfende und dem Fußende angeordneten mittigen Abschnitt. Die Verkohlung z. B. der Biomasseteilchen zu Pflanzenkohleteilchen, wie die des Holzes, erfolgt in der Verkohlungszone der Schüttung durch das Einleiten vorbestimmter geringer Mengen an Luft, die von unten über die Belüftungsdosiereinrichtung infolge der Verkohlung in dem Schachtreaktor geleitet oder dorthin angesaugt wird.
  • Über das Kopfende des Schachtreaktors, z. B. über die Eintragsöffnung, werden die Prozessgase über eine Prozessgasleitung abgezogen. In der Prozessgasleitung kann in einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage eine Prozessgaskontrolleinrichtung, z. B. eine Stellklappe, ein Ventil oder dergleichen, angeordnet sein, die die Prozessgasleitung zu öffnen und verschließen vermag. Mit Hilfe der Stellkappe kann je nach Erfordernis der Verkohlung das Volumen der aus dem Schachtreaktor abzuziehenden oder abgezogenen Prozessgase und/oder die Geschwindigkeit des in dem Abströmungsbereich aus der Schüttung entweichenden Prozessgases gesteuert werden; unter Abströmungsbereich kann man im Sinne der Erfindung auch die Oberfläche der Schüttung verstehen. Mit Hilfe der Stellklappe können das Volumen und/oder die Geschwindigkeit der über die Belüftungsdosiereinrichtung infolge Hitze und Sauerstoffverbrauchs in der Verkohlungszone angesaugten oder zu dieser zugeführten Luft in den Schachtreaktor vorteilhafterweise gesteuert werden. Das Maß des Öffnens und Verschließens der Prozessgasleitung mit der Hilfe der Prozessgaskontrolleinrichtung kann abhängen von der Temperatur des Prozessgases im Bereich des Kopfendes im Schachtreaktor und/oder der Prozessgasvolumenstroms in der Prozessgasleitung.
  • Durch die prozessgasmengenkontrollierte Verkohlung in dem Schachtreaktor wird das Auftreten radialer Temperaturunterschiede und der V-förmigen Verkohlungszone im Schachtreaktor während der Verkohlung wirkungsvoll vermieden werden kann.
  • Auch kann mittels einer Druckmesseinrichtung im Bereich des Kopfendes, z. B. oberhalb der Oberfläche der Schüttung, des Schachtreaktors der Druck bestimmt werden, so dass je nach Druckverhältnissen in dem Schachtreaktor infolge der durch die Druckmesseinrichtung bestimmten Istwerte in die Verkohlung von außen ohne Weiteres wirkungsvoll eingegriffen werden durch das verstärkte Ansaugen der Luft über die Belüftungsdosiereinrichtung infolge Öffnens oder durch das Zurückfahren der Luftansaugung oder -zuführung infolge Verschließens der Prozessgasleitung mittels der Prozessgaskontrolleinrichtung, wie im Fall des dicht verschlossenen Kopfendes.
  • Es zeigt sich, dass die prozessgasgeschwindigkeitskontrollierte Verkohlung in dem Schachtreaktor das Auftreten radialer Temperaturunterschiede und der V-förmigen Verkohlungszone im Schachtreaktor während der Verkohlung vorteilhafterweise vermeiden helfen kann.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage kann in der Prozessgasleitung als Prozessgaskontrolleinrichtung eine Prozessgasfördereinrichtung, z. B. ein Gebläse, ein Ventilator, angeordnet sein, die nicht nur die Prozessgasleitung öffnen und verschließen vermag, sondern auch die Menge der abzuziehenden Prozessgase fördern oder verringern kann je nach Verkohlungszustand.
  • Die Prozessgase aus dem Schachtreaktor können in einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage und Verfahren einer Brennkammer zugeführt werden zum Abfackeln der Prozessgase mittels eines in der Brennkammer befindlichen Brenners und/oder zur Erzeugung zusätzlicher thermischer Energie.
  • Auch können die Prozessgase in einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage und Verfahren alternativ oder zusätzlich, ggf. nach deren Abkühlung, einem Wärmetauscher zur Weiterleitung thermischer Energie zugeleitet werden, welche thermische Energie z. B. zur Trocknung von Klärkuchen, Gärresten oder Klärschlämmen aus Kläranlagen eingesetzt wird, so dass anschließend deren Trockenmasse zu Stücklingen zusammengepresst wird zur sich anschließenden Verkohlung derselben.
  • Ebenso kann in einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage die Wärme der Prozessgase, die eine Temperatur beispielsweise von 80 bis 100°C aufweisen können, zusätzlich oder alternativ über einen zwischengeschalteten Wärmetauscher einer Dampfturbine zur Erzeugung elektrischer Energie zugeleitet werden, um möglichst den Energieverlust aus Umweltschutzgründen niedrig zu halten.
  • Darüber hinaus zeigt sich der Vorteil, dass die über die Wärmetauscher geleiteten Prozessgase nicht nur getrocknet, sondern auch aus ihnen die Teer, Säuren, organische Lösungen und dergleichen enthaltenden Bestandteile entfernt werden können. Die Bestandteile können in einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage einer weiteren Verarbeitung, wie Fraktionierung in ihre Anteile, zugeführt werden; einige der Anteile eignen sich zur Bereitstellung pharmazeutischer Erzeugnisse und als Grundstoffe zur chemischen Verarbeitung.
  • Die aus dem Brennkammer abgeleiteten Abgase können in einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage und Verfahren alternativ oder zusätzlich einem Wärmetauscher zur Weiterleitung thermischer Energie zugeleitet werden, welche thermische Energie z. B. zur Trocknung von Klärkuchen, Gärresten oder Klärschlämmen aus Kläranlagen eingesetzt wird, so dass anschließend deren Trockenmasse zu Stücklingen zusammengepresst wird, welche der erfindungsgemäßen Anlage zur Verkohlung derselben zugeführt werden können.
  • Ebenso kann die Wärme der Abgase in einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage zusätzlich oder alternativ über einen zwischengeschalteten Wärmetauscher einer Dampfturbine, einem Dampfmotor, einem Sterlingmotor, einer ORC-Technik, oder dergleichen, z. B. zur Erzeugung elektrischer Energie zugeleitet werden, um möglichst den Energieverlust aus Umweltschutzgründen gering zu halten und die Betriebskosten der erfindungsgemäßen Anlage niedrig zu halten.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage können die, z. B. über die Eintragsöffnung des Schachtreaktors abgezogenen, erhitzten Gase zu einem Wärmeaustauscher zur Gewinnung thermischer Energie und/oder zu einer Brennkammer als Verbrennungskammer zur Erzeugung thermischer und/oder elektrischer Energie weitergeleitet werden.
  • Das Gitter kann sich vorzugsweise im dem Übergangsbereich zwischen dem mittigen Abschnitt des Schachtreaktors oder -mantels und dessen Fußende befinden. Das Gitter umfasst beispielsweise gekreuzte Metallstäbe oder ein Metallgeflecht mit einer Maschenweite, die der Größe der bereitzustellenden verkohlten Holzteilchen entspricht. In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage kann die Maschenweite des Gitters einstellbar sein. In einer zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage wird die Maschenweite des Gitters durch eine die Gitterlocheinrichtung zur Veränderung der Maschenweite des Gitters angesteuert, um das Ausmaß des Passierens der Pflanzenkohleteilchen von der Größe derselben zu bestimmen, welche auch von der Steuereinrichtung angesteuert werden kann.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist das Fußende des Schachtreaktors konisch ausgebildet; die konische Ausgestaltung kann durch eine trichterförmige Ringschürze dargestellt sein, die an dem unteren Rand des Übergangsbereichs des Schachtreaktormantels, welcher innenseitig mit dem Gitter verbunden ist, angeformt sein kann. Mindestens eine Belüftungsdosiereinrichtung kann in dem von der Ringschürze begrenzen Raum angeordnet sein. Die Belüftungsdosiereinrichtung ermöglicht das infolge der Verkohlung erfolgende Zuführen oder Ansaugen von Luft in den von der Ringschürze begrenzten Raum z. B. in einem vorbestimmten also regelbaren Abstand des Außenrohrs der Belüftungsdosiereinrichtung zu der Unterseite des Gitters; auch kann diese das Volumen der zugeführten Luft durch eine angesteuerte Verschlusseinrichtung der Belüftungsdosiereinrichtung, z. B. Ventil, Stellklappe, oder dergleichen, und/oder den Ort der Belüftung der Schüttung durch die Luftzuführung quer zur Mitte-Längsachse A, auch radiale Luftzuführung oder Radialverschiebung der Luftzuführung genannt, kontrollieren.
  • Da erstmals die radialen Temperaturunterschiede festgestellt werden, beispielweise eine starke Erhöhung der Temperatur in der Außenzone, auch äußeren Zone genannt, und eine Verringerung derselben in der mittigen Zone der Verkohlungszone oder der Schüttung, kann mit Hilfe der Belüftungsdosiereinrichtung Luft nicht nur in der Menge kontrolliert, auch luftmengenkontrolliert genannt, sondern auch bestimmten Bereichen der Unterseite der Schüttung zonenbestimmt, auch zonenkontrolliert, zugeführt werden, indem die Belüftungsdosiereinrichtung je nach Erfordernis an die Unterseite des Gitters oder der auf dem Gitter angeordneten Schüttung in einem vorbestimmten Abstand herangefahren und diese mit Luft beschickt wird.
  • Durch das Zusammenwirken der Luftzuführung sowohl in Richtung entlang des Radius des Schachtreaktormantels oder des Gitters, wie in einen Bereich der mittigen oder randständigen Position, als auch in axialer Richtung, wie parallel zu der Mitte-Längsachse A des Schachtreaktors oder Schachtreaktormantels, auch Axialverschiebung der Luftzuführung genannt, wird die Verkohlungszone fein abgestimmt mit Luft über die Belüftungsdosiereinrichtung versorgt zur Bereitstellung einer einheitlichen radialen Temperatur in der Verkohlungszone.
  • Durch
    das Heranfahren der Belüftungsdosiereinrichtung an die Unterseite, z. B. längs der Mitte-Längsachse A des Schachtreaktors, und/oder in radialer Richtung, z. B. in einen Bereich unterhalb der Unterseite des Gitters, wie an die mittige Zone oder Außenzone der Unterseite des Gitters, und
    die Beschickung der mittigen Zone mit Luft in einem, wenn auch für die Verkohlung erforderlichen, beschränktem Umfang,
    und/oder die Beschickung der Glutbettzone oder Verkohlungszone mit in Abhängigkeit von der Temperatur geregelten Luftzuführung,
    werden erstmals der radiale Temperaturunterschied weitgehend beseitigt und
    hinzukommend vorteilhafterweise das einheitliche Glutbett in der Verkohlungszone bereitgestellt sowie
    das Auftreten der V-förmigen Verkohlungszone im Schachtreaktor vermieden.
  • Die Verkohlung kann auch in weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage alternativ oder zusätzlich durch die Geschwindigkeit der Ansaugung oder Zuführung der Luft über die Belüftungsdosiereinrichtung, also geschwindigkeitskontrolliert, geregelt werden, indem der Abzug der Prozessgase aus dem Kopfende des Schachtreaktors durch das Maß oder Vorgabe der durch die Prozessgaskontrolleinrichtung gesteuerten Durchgängigkeit der Prozessgasleitung bestimmt wird.
  • Infolge der prozessgasgeschwindigkeitskontrollierten Verkohlung in dem Schachtreaktor können Pflanzenkohle einheitlicher Güte und Zusammensetzung bereitgestellt werden.
  • Durch das einheitliche Glutbett mit der weitgehend übereinstimmenden Verkohlungstemperatur in der Schüttung wird Pflanzenkohle erzeugt, welche
    von hoher Güte, wie solches mit hoher Festigkeit und hohem Kohlenstoffgehalt,
    und
    von einheitlicher Qualität, wie solches ohne Auftreten nicht verkohlter Holzteilchen, ist.
  • Zudem kann mit Hilfe der Belüftungsdosiereinrichtung die Verkohlung dergestalt gesteuert werden, dass umweltschonend die Bildung gesundheitsschädlicher Dämpfe und Prozessgase verringert werden und der Wirkungsgrad des Schachtreaktors beträchtlich gesteigert werden.
  • Mit der Erhöhung des Wirkungsgrades geht auch die Erhöhung der wirtschaftlichen Betriebsweise ohne Unterbrechung desselben einher.
  • Auch wird erstmals das Auftreten nicht verkohlter oder nur unzureichend verkohlter Holzteilchen weitgehend vermieden.
  • Um die technischen Erfolge der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage noch zu erhöhen, kann die Teilchenfördereinrichtung eine Schütteinrichtung umfassen. Über die Schütteinrichtung wird die Oberfläche der in dem Schachtreaktor befindlichen Schüttung mit Holzteilchen beschickt.
  • Die Teilchenfördereinrichtung kann mit einer herkömmlichen Hubfördereinrichtung, wie einer Transportschnecke, einem Förderband, einem Becherwerk, einem Elevator oder Kratzkettenförderer, zum Antransport der Biomasseteilchen, wie Holzteilchen, verbunden sein. Die Teilchenfördereinrichtung kann eine Holzfördereinrichtung sein; die Teilchenfördereinrichtung umfasst z. B. die Schütteinrichtung, die als Schüttelgitter zur gleichmäßigen Verteilung und Beschickung des Schüttung mit Biomasseteilchen, wie Holzteilchen, und/oder als Verteilerblech mit einer festlegbaren geneigten Ebene zur kontrollierten Beschickung der Oberfläche der Schüttung mit Holzteilchen ausgebildet ist. Von Vorteil ist ein Verteilerblech, welches um eine Mitte-Längsachse A des Schachtreaktors drehbar gelagert ist; zudem ist ganz von Vorteil ein Verteilerblech, dessen Ebene oder Länge längenveränderbar ist, so dass die Beladung der Oberfläche der Schüttung zonenabhängig erfolgen kann. Während der Verkohlung können die mittige Zone und/oder die Außenzone je nach Verkohlungszustand in der Schüttung, der durch die o. g. Messwerte oder Parameter ermittelt werden kann, mit Biomasseteilchen – kontrolliert – beschickt werden. Ebenfalls kann die Ebene des Verteilerblechs unterschiedlich geneigt werden, um z. B. die Geschwindigkeit der Beladung der Oberfläche der Schüttung, z. B. der mittigen Zone und/oder Außenzone, kontrolliert zu erhöhen oder zu verringern.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist die Schütteinrichtung als ein Schüttelgitter ausgestaltet, über welches die Oberfläche der Schüttung in dem Schachtreaktor gleichmäßig mit Biomassenteilchen, wie Holzteilchen, beschickt wird. In einer weiteren Ausformung der erfindungsgemäßen Anlage kann die Schütteinrichtung als Verteilerblech, auch Rutsche genannt, ausgebildet sein, die um eine Achse schwenkbar sein kann. Über das Verteilerblech kann je nach Erfordernis oder Wunsch des Benutzers oder nach Verkohlungszustand oder Temperatur und/oder Luftvolumenstrom die Oberflächen der Zonen, wie mittige Zone oder Außenzone, der Schüttung Biomasseteilchen, wie Holzteilchen, beladen werden.
  • In einer anderen Ausformung der erfindungsgemäßen Anlage kann die Länge des Verteilerblechs veränderbar und festlegbar sein, so dass über das Verteilerblech jeder Bereich der Oberfläche der Schüttung in dem Schachtreaktor mit den Biomasseteilchen beladen werden kann und überdies die ortsbestimmte Beladung der Schüttung, auch orts- oder oberflächenkontrolliert genannt, der Luftstrom durch die Verkohlungszone im allgemeinen und der Luftstrom in deren mittigen Zone und/oder Außenzone im Besonderen je nach Maßgaben der gemessenen Parameter als Istwerte gesteuert werden können. Durch die schüttungszonenkontrollierte Verkohlung in dem Schachtreaktor wird ebenso das Auftreten der radialen Temperaturunterschiede sowie der V-förmigen Verkohlungszone im Schachtreaktor während er Verkohlung wirkungsvoll vermieden.
  • In einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage kann auch die Neigung des Verteilerblechs veränderbar und festlegbar sein, so dass über das Verteilerblech jeder Bereich der Oberfläche der Schüttung in dem Schachtreaktor mit den Biomasseteilchen zeitnah, mit hoher Geschwindigkeit soweit erforderlich, beladen werden kann und zudem die ortsbestimmte Beladung der Schüttung, auch schnellbeladungskontrolliert genannt, und der Status der Verkohlungszone rasch durch die Veränderung des Luftstroma durch Schüttungshöhenveränderung in der Verkohlungszone im allgemeinen und der Luftstrom durch Schüttungshöhenveränderung in deren mittigen Zone und/oder Außenzone im Besonderen je nach Maßgaben der gemessenen Parameter als Istwerte gesteuert werden können. Die schnellbeladungskontrollierte Verkohlung in dem Schachtreaktor unterstützt vorteilhafterweise, dass die radialen Temperaturunterschiede sowie die V-förmige Verkohlungszone im Schachtreaktor bei Betrieb nicht auftreten.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage kann die Höhe der Schüttung in dem Schachtreaktor, z. B. die Höhe der Schüttung verschiedener Zonen, wie die der mittigen Zone und die der Außenzone, durch herkömmliche Abstandsmesseinrichtungen bestimmt werden.
  • Der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig sich regelnden Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus Biomasseteilchen, vorzugsweise Holzteilchen, und Verfahren liegen vorteilhafterweise auch zugrunde die selbstständige Regelung der Radialverschiebbarkeit und/oder der Axialverschiebbarkeit der Luftzuführung und/oder der Luftmengenzuführungen in Verbindung mit der Schüttungshöheneinstellbarkeit und/oder der Radialverschiebbarkeit der Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen zur gleichmäßigen radialen Temperaturführung in der Schüttung.
  • Der Erfindung betrifft zudem eine umweltfreundliche selbstständig sich regelnde Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus Biomasseteilchen, vorzugsweise Holzteilchen, und gleichmäßigen radialen Temperaturführung in einer Schüttung mit einer mittels Messeinrichtungen ansteuerbaren Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen in Menge und/oder Oberflächenverteilung und/oder einer mittels Messeinrichtungen ansteuerbaren Luftführung in Volumen und/oder Position. Die erfindungsgemäße umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Holz, umfasst den Schachtreaktor mit einem ein Kopfende und ein Fußende umfassenden Schachtreaktormantel, einer mit dessen Austragsöffnung verbundenen Auffangeinrichtung zur Ablöschung der aus der Austragsöffnung des Schachtreaktors bewegten Pflanzenkohle, wie Holzkohle. Die Auffangeinrichtung kann auch die Ablöscheinrichtung und/oder Teilchenzähleinrichtung umfassen; die Ablöscheinrichtung kann ein Auffangbecken, Berieselungseinrichtung, Transportband für abgelöschte Pflanzenkohle aufweisen. Die Belüftungsdosiereinrichtung weist ein, vorzugsweise längs der Mitte-Längsachse A sich erstreckendes, Luftleitungsrohr auf, dessen oberes, der Eintragsöffnung zugewandte Ende in dem unteren der Kammer, z. B. Auffangbecken, zugewandten Ende des Außenrohres beweglich, vorzugsweise parallel zu der Mitte-Längsachse des Außenrohrs, geführt ist.
  • Der Abstand des oberen Endes des Außenrohrs und/oder der Abstand des Außenrohrs von dem Schachtreaktormantel sind veränderbar und festlegbar. Das obere Ende des Außenrohrs kann aufgrund der Beweglichkeit desselben einen, nach Maßgabe z. B. der zonenbedingten Temperatur und/oder des Luftvolumenstroms und/oder Prozessgasvolumenstroms, festgelegten Abstand zu der der der Ablöscheinrichtung zugewandten Unterseite des Gitters einnehmen.
  • Das Verhältnis des Durchmessers des Gitters zu dem Abstand des oberen, dem Kopfende zugewandten Endes des Außenrohrs zu der Unterseite des Gitters kann betragen 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 35, noch mehr bevorzugt 27 bis 30, betragen. In einer weiteren Ausgestaltung kann der Durchmesser des Gitters zu dem Durchmesser des Außenrohrs ein Verhältnis von 5 bis 30, vorzugsweise 10 bis 20, noch mehr bevorzugt 12 bis 15, insbesondere 10 oder 20, aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann das obere Ende des Außenrohrs mit einer schwenkbaren mit Hilfe der Steuereinrichtung angesteuerten Venturi-Düse ausgebildet sein, um zonengerichtet Luft verstärkt örtlich engbegrenzt zuführen zu können.
  • Das untere Ende des Luftleitungsrohrs kann eine zusätzliche Öffnung aufweisen zur Vermeidung von Stau von Pflanzenkohleteilchen in dem unteren Ende. Die Luft wird von außen über ein mit dem Luftleitungsrohr verbundenen Luftaußenrohr hin zu diesem geführt. Messeinrichtungen zum Messen verschiedener Parameter können mit diesen korrespondierende Signale erzeugen, diese an die Steuereinrichtung weiterleiten, welche nach Vergleich mit Sollwerten Steuerungssignale erzeugen und an die Belüftungsdosiereinrichtung weiterleiten kann, so dass hierdurch die Zuführung einer vorbestimmten Luftmenge in einem vorbestimmten Abstand zum Gitter in einem vorbestimmten Abstand zur Mitte-Längsachse A erfolgen kann.
  • Es zeigt sich, dass in dem herkömmlichen Schacht die durch die Verkohlung verbrauchte Luft bzw. Sauerstoff derselben in Richtung Gitter anströmt und als Prozessgas aus der Schüttung ausströmt, jedoch der Anströmungsbereich aufgrund der Ansaugung oder Zuführung von dem Abströmungsbereich soweit sich unterscheidet, dass der Abströmungsbereich wegen der Außenzone mit weit höherer Temperatur von 350°C und weit höher, z. B. von 350° bis 700°C, verglichen mit der mittigen Zone mit einer niedrigeren Temperatur ab 280°C eine starke Prozessgasabströmung aus der Außenzone aufweist, hingegen der Anströmungsbereich eine eher gleichmäßige Luftanströmung, zumindest im Bereich des Gitters, z. B. im Fall der Beabstandung der Verkohlungszone von dem Gitter, hat.
  • Der Stand der Technik beachtet sonach nicht als weitere Nachteile die besonderen in dem Schacht bzw. dem Schachtreaktor sich während der Verkohlung einstellenden Temperarturbereiche, die unterschiedlichen Luftanströmungs- und die verschiedenen Prozessgasabströmungsbedingungen während der Verkohlung.
  • Daher ist es auch vorteilhaft, dass in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage diese mit einem, beispielsweise in dem Bereich des Kopfendes des Schachtreaktors bestimmten Überdruck gefahren wird, zum Beispiel mit 0 bis 40 Pa, vorzugsweise, insbesondere vorübergehend, 10 Pa Überdruck. Das Einhalten des Überdrucks kann mit Hilfe der Prozessgaskontrolleinrichtung durch das Regeln der Durchgängigkeit der Prozessgasleitung gesteuert werden.
  • Die druckprozessgaskontrollierte Verkohlung in dem Schachtreaktor unterstützt die Bereitstellung einheitlicher Pflanzenkohleteilchen und die gleichmäßige Verschwelung und Temperaturkonstanthaltung in der Schüttung, wie in der Verkohlungszone, im Schachtreaktor und in der Nachverkohlungszone.
  • Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage hat neben der Verkohlungszone, die im Bereich des Gitters, wie auf oder oberhalb des Gitters, sich in der Schüttung befinden kann, eine Nachverkohlungszone.
  • Das konisch ausgebildete Fußende des Schachtreaktors, zum Beispiel die trichterförmige Ringschürze, weist im Bereich der Konusspitze die Austragöffnung auf, welche mit einer Messeinrichtung versehen ist. Die Messeinrichtung, z. B. eine Teilchenzähleinrichtung, wie eine Zellradschleuse, bestimmt die Anzahl der Pflanzenkohleteilchen, die die Austragsöffnung passieren können, und kann je nach Erfordernis der Verkohlung die Austragsöffnung kontrolliert verschließen oder teilweise oder vollständig öffnen.
  • Z. B. befindet sich die Nachverkohlungszone in dem Bereich der Konusspitze des Fußendes, der an die Teilchenzähleinrichtung angrenzt, wie der Zellradschleuse. Die Pflanzenkohleteilchen passieren das Gitter und können sich im Bereich auf der Teilchenzähleinrichtung, wie eine Zellradschleuse, ansammeln. Die Temperatur der Pflanzenkohleteilchen in der Nachverkohlungszone kann mittels einer herkömmlichen Messeinrichtung bestimmt werden; es ist möglich, in Abhängigkeit von der Temperatur in der Nachverkohlungszone die mengenmäßige Zuführung der Pflanzenkohleteilchen über die Teilchenzähleinrichtung in die Ablöschung und/oder die Menge an Ablöschwasser, die zur vollständigen Ablöschung derselben erforderlich ist, zu bestimmen. Die Messeinrichtung bestimmt die Temperatur, erzeugt ein der Temperatur korrespondierendes Signal, leitet diese an die Steuereinrichtung weiter, welche nach Vergleich mit einem Sollwert ein Steuerungssignal erzeugt und an die Teilchenzähleinrichtung weiterleitet.
  • Auch kann vorteilhafterweise die Intensität der Nachverkohlungszone nach den Maßgaben der Füllstandshöhe der Nachverkohlungszone und/oder der Temperatur in derselben über die Steuereinrichtung angesteuert sein.
  • Die Zellradschleuse umfasst mindestens eine um eine Welle drehbare von oben befüllbare Zelle, die unter der Austragsöffnung des Schachtreaktors mit Pflanzenkohleteilchen im oberen Bereich der Zellradschleuse in Füllposition befüllt wird. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann die Zellradschleuse sich auch fortlaufend drehen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann die Zelle der Zellradschleuse mit einer vorbestimmten oder z. B., von der Steuereinrichtung angesteuerten, Drehgeschwindigkeit um ihre Welle gedreht werden; die Zelle kann in dem unteren Bereich der Zellradschleuse in der Entleerungsposition sich entleeren und die Pflanzenkohleteilchen können z. B. der Nachverkohlung oder der Ablöschung zugeführt werden.
  • In der Zelle der Zellradschleuse und/oder zwischen der Austragsöffnung und der Zelle kann ebenso die Temperatur, z. B. in der Nachverkohlungszone und/oder der Pflanzenkohleteilchen, bestimmt und der Istwert an die Steuereinrichtung als Signal übermittelt werden.
  • Auch kann die Füllstandshöhe der Nachverkohlungszone mittels herkömmlicher Messeinrichtungen bestimmt werden zur Festlegung des mengenmäßigen Passierens der Pflanzenkohleteilchen über die Teilchenzähleinrichtung und der Menge an Ablöschwasser. Messeinrichtungen zum Messen der Füllstandshöhe können mit dieser korrespondierende Signale erzeugen, diese an die Steuereinrichtung weiterleiten, welche nach Vergleich mit Sollwerten Steuerungssignale erzeugen und an die Teilchzähleinrichtung weiterleiten kann, so dass hierdurch die Abführung einer vorbestimmten Menge Pflanzenkohleteilchen und/oder die Bereitstellung von Ablöschwasser erfolgen können.
  • Die Drehgeschwindigkeit der Zellradschleuse kann gleichfalls kontinuierlich stattfinden oder, von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den Werten der o. g. Parametern bzw. der o. g. Regelgrößen angesteuert, kann diese zur Füllung der Zelle in der Füllposition eine vorbestimmte Zeitdauer verbleiben; in Abhängigkeit von der Mengen an Pflanzenkohleteilchen können
    die Drehgeschwindigkeit der Zelle und/oder
    das Verbleiben der Zelle in der Füllposition und Entleerungsposition angesteuert und/oder
    die Menge an Ablöschwasser, welches zum Beispiel als Sprühnebel und/oder Schwallwasser zugegeben wird,
    bestimmt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann sich die Nachverkohlungszone im Bereich der Austragsöffnung des Schachtreaktors oder unterhalb derselben, zum Beispiel auf oder oberhalb der Messeinrichtung oder der Teilchenzähleinrichtung, befinden. Durch die Nachverkohlung wird die besondere Güte der Pflanzenkohle, wie verkohlten Holzteilchen, wie einheitliche Verkohlung, gleichmäßige Verkohlung derselben vorteilhafterweise möglich gemacht.
  • In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann zwischen der unter Austragsöffnung angeordneten Teilchenzähleinrichtung und einer zweiten, wie die erstgenannte auch angesteuerte, Teilchenzähleinrichtung die Nachverkohlungszone sich befinden, an die sich die Ablöscheinrichtung anschließt. Auch kann in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann sich an der an der Austragsöffnung angeordneten Teilchenzähleinrichtung die Ablöscheinrichtung anschließen.
  • In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann in der Austrittsöffnung des konisch ausgebildeten Fußendes des Schachtreaktors, zum Beispiel in der Austrittsöffnung der trichterförmigen Ringschürze, eine herkömmliche Messeinrichtung zur Bestimmung der Temperatur der Pflanzenkohleteilchen und/oder eine Teilchenzähleinrichtung angeordnet sein.
  • In Abhängigkeit von der Temperatur der Pflanzenkohleteilchen und/oder der Füllstandshöhe der Nachverkohlungszone können – kontrolliert – z. B.
    das Abführen der Pflanzenkohleteilchen aus der Austragsöffnung an dem Fußende über die Teilchenzähleinrichtung bestimmt, wie erhöht oder erniedrigt,
    und/oder
    das Zuführen der Pflanzenkohleteilchen aus dem Fußende über die Teilchenzähleinrichtung zu der Nachverkohlungszone bestimmt, wie erhöht oder erniedrigt,
    und/oder
    das Zuführen der Pflanzenkohleteilchen aus dem Fußende über die Teilchenzähleinrichtung unmittelbar der Ablöscheinrichtungen bestimmt, wie erhöht oder erniedrigt,
    und/oder
    das Zuführen von Ablöschwasser über die Ablöscheinrichtung zum Ablöschen der die Austragsöffnung passierenden oder die Teilchenzähleinrichtung verlassenden Pflanzenkohleteilchen bestimmt, wie erhöht oder erniedrigt, werden.
  • Für die Menge des Ablöschwassers kann zusätzlich die Temperatur der die Austragsöffnung passierenden verkohlten Pflanzenkohleteilchen mit Hilfe einer im Bereich des Fußendes des Schachtreaktors angeordneten Messeinrichtung zur Temperaturbestimmung oder von der an der Austragsöffnung angeordneten eine Temperaturmesseinrichtung aufweisende Teilchenzähleinrichtung bestimmt werden. Die Messeinrichtung kann über die im Folgenden beschriebene Steuereinrichtung die Auffangeinrichtung zum Auffangen der Pflanzenkohleteilchen ansteuern und die Menge des Ablöschwassers und/oder dessen Sprühnebel zur Ablöschung der Pflanzenkohleteilchen genau dosieren.
  • In Ausführungsformen der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann die Menge des Ablöschwassers zusätzlich oder alternativ von einer im Bereich der Austragöffnung befindlichen Zellradschleuse als Messeinrichtung, deren Zelle oder Zellen sich vorzugsweise fortlaufend gedreht werden, bestimmt werden, die die Anzahl der die Austragsöffnung passierenden Pflanzenkohleteilchen bestimmt und in Abhängigkeit deren Anzahl die Menge des Ablöschwassers zum Beispiel über eine mit der Messeinrichtung verbundenen Steuereinrichtung festlegt.
  • Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage nutzt auf besondere umweltfreundliche Weise nur die gerade erforderliche Wassermenge bevorzugterweise aus, so dass
    die erhitzte Pflanzenkohle hinreichend abgelöscht werden,
    ohne dass die Gefahr des Nachbrennens
    und
    ohne dass die Gefahr der Vergeudung überschüssiges Wassers bestehen,
    um der Forderung von umweltgerechter Nutzung der Energiereserven Folgen zu leisten.
  • Aufgrund des Zusammenwirkens der Neigung der Ebene des Verteilerbleches mit der Längenfestlegbarkeit dessen Ebene können mengenkontrolliert und zonenkontrolliert Biomasseteilchen an jedem Ort der Oberfläche des Schüttung, je nach Status der Verkohlung, abgeladen werden.
  • In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage kann die Auffangeinrichtung ein Auffangbecken mit einer Berieselungseinrichtung aufweisen oder als Wasserbecken ausgebildet sein zum Ablöschen der erhitzten Holzteilchen aus dem Schachtreaktor. Auch kann die Auffangeinrichtung eine oder mehrere voneinander beabstandete Teilchenzähleinrichtungen, wie Zellradschleusen, umfassen, zwischen welchen die Nachverkohlungszone angeordnet sein kann.
  • Die Zellradschleuse umfasst mindestens eine um eine Welle drehbare von oben befüllbare Zelle, die unter der Austragsöffnung des Schachtreaktors mit Pflanzenkohleteilchen im oberen Bereich der Zellradschleuse in Füllposition befüllt wird. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage kann die Zellradschleuse bzw. deren Zellen sich auch fortlaufend drehen.
  • Durch die kontrollierte Beladung der Oberfläche der Schüttung in Bezug auf Menge und/oder Ort und/oder auf die Höhe der Schüttung in dem Schachtreaktor können der Widerstand für die Strömung der gasförmigen Stoffe, auch Gase genannt, und der Luft bzw. Gas in der Schüttung und damit auch deren Bewegung im Gegenstrom zur Pflanzenkohle wirkungsvoll erhöht oder verringert, so dass die Bewegung der gasförmigen Stoffe und Luft im Gegenstrom zu der Schüttung, wie Pflanzenkohle, in der Schüttung fein abgestimmt auf die Verfahrensbedingungen im Schachtreaktor vorteilhafterweise gesteuert wird, zumal strömende Medien den Weg des geringsten Widerstand regelmäßig beschreiten. Durch die zonenkontrollierte Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen kann die Temperatursteuerung in der Schüttung mittels der zonenkontrollierten Luftzugabe unterstützt oder so gar je nach Erfordernis der Verkohlung beeinflusst werden.
  • Auch wird vorteilhafterweise das Ausmaß der Verkohlung der Biomasseteilchen in der Verkohlungszone, vorzugsweise zusätzlich in der Nachverkohlungszone, gesteuert in der erfindungsgemäßen Anlage durch die in der Prozessgasleitung angeordneten Prozessgaskontrolleinrichtung, die sowohl das Ausmaß der anzusaugenden Luft als auch das Ausmaß der abzuziehenden Prozessgase, z. B. deren Volumenstrom oder Geschwindigkeit in der Prozessgasleitung, je nach Verkohlungszustand bestimmt.
  • Durch das geschickte Zusammenwirken
    der zonenkontrollierten Schüttung mit
    der zonenkontrollierten Luftzugabe und
    dem kontrollierten Prozessgasabzug und
    der kontrollierten Schüttungshöhe,
    ggf. der kontrollierten Nachverkohlung,
    z. B. in deren teilweisen oder vollständigen Kombination, kann im Gegensatz zu der herkömmlichen Lehre Pflanzenkohle wirtschaftlich kostengünstig, frei von Bestandteilen, wie schwerflüchtigen Bestandteilen, und Pflanzenkohle mit einem einheitlichen Kohlegehalt und mit einem weitgehend übereinstimmenden Kohlenstoffgehalt erzeugt werden.
  • Auch werden die Betriebssicherheit durch weniger manuelle Eingriffe von außen in die Verkohlung beträchtlich gesteigert und die Erzeugung elektrischer Energie durch gleichbleibende quantitative Bildung gasförmiger Stoffe vorausblickend stabilisiert.
  • In einer zusätzlichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage sind die Teilchenfördereinrichtung, wie Holzfördereinrichtung, und die Belüftungsdosiereinrichtung an eine Messeinrichtungen zur Temperaturbestimmung im radialen Zonen des Gitters steuerungsmäßig angeschlossene Steuereinrichtung steuerungsmäßig angeschlossen. Die herkömmlichen Messeinrichtungen bestimmen die Temperatur z. B. in der mittigen Zone und in der Außenzone der auf dem Gitter lastenden Schüttung. Als herkömmliche Messeinrichtungen können auch solche zur Luftvolumenstrombestimmung Anwendung linden.
  • In Abhängigkeit von den festgestellten Parametern, wie
    der Temperaturen in der erfindungsgemäßen Anlage, wie in den vorgenannten und nachfolgend aufgeführten Bereichen, Abschnitten und/oder Zonen des Schachtreaktors und/oder der Schüttung und/oder
    des Luftvolumenstroms und/oder
    des Prozessgasvolumenstroms und/oder
    der Schüttungshöhe und/oder
    der Füllstandshöhe der Nachverkohlungszone und/oder
    der Temperatur in der Nachverkohlungszone und/oder
    des Drucks im Kopfende des Schachtreaktors und/oder
    der Geschwindigkeit der in die Schüttung angesaugten Luft und/oder
    der Geschwindigkeit der abgezogenen Prozessgase und/oder
    dem Verkohlungsgrad
    erzeugen die Messeinrichtungen Signale, die den Istwerten der o. g. Parameter oder Messwerte während der Verkohlung entsprechen können, und senden diese an die Steuerungseinrichtung.
  • Die Steuerungseinrichtung kann die empfangenen Signale mit den in der Steuereinrichtung vorgegebenen Werten, wie Sollwerten, vergleichen und, je nach den Maßgaben der Sollwerte, die Steuerungssignale erzeugen und senden z. B. an
    die Teilchenfördereinrichtung zur zonenkontrollierten Beschickung der Oberfläche der Schüttung mit Holzteilchen und/oder
    die Belüftungsdosiereinrichtung zur zonenkontrollierten Luftabgabe und/oder
    die Prozessgaskontrolleinrichtung zum kontrollierten Prozessgasabzug und zur kontrollierten Lufteinleitung oder -abgabe und/oder
    die im Bereich der Austragöffnung befindliche Teilchenzähleinrichtung zur kontrollierten Nachverkohlung und/oder zur Ablöscheinrichtung und/oder
    die Prozessgaskontrolleinrichtung zur kontrollierten Abführung von Prozessgasen und/oder
    die Ablöscheinrichtung zur kontrollierten Ablöschung der Pflanzenkohle, usw.
  • Darüber hinaus kann die Steuerungseinrichtung die Steuerungssignale zur Ansteuerung der Stellglieder aufgrund der Signale einer Messeinrichtung oder mehrerer Messeinrichtungen erzeugen. Überdies kann die Steuerungseinrichtung die Steuerungssignale – je nach Maßgaben des Benutzers oder sonstiger Vor- oder Maßgaben, zur Ansteuerung der Stellglieder aufgrund der Signale einer Messeinrichtung oder mehrerer Messeinrichtungen erzeugen.
  • Die fortlaufende Steuerung der Einrichtungen der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage erhöht die Ausbeute an Pflanzenkohle, z. B. unabhängig von
    dem Feuchtigkeitsgehalt und
    der Güte der Holzes, wie Grob- oder Feinschnitt, und
    der Holzeigenschaft, wie Weich- oder Hartholz, und
    Baumgattung, wie Birke, Eiche, Tanne, usw.,
    beträchtlich, da erstmals im Gegensatz zu herkömmlichen Meilern
    angepasst an dessen Zusammensetzung individuell abgestimmt
    die Aufschüttung der Oberfläche der Schüttung mit Holzteilchen nach Ort und/oder Geschwindigkeit und/oder Dauer durch die angesteuerte Teilchenfördereinrichtung
    und/oder
    die Bestimmung der Luftzufuhr nach Dauer, Geschwindigkeit und Abstand des oberen Endes des Luftleitungsrohres von der Unterseite des Gitters durch die Belüftungsdosiereinrichtung
    erfolgen.
  • Durch die mit Hilfe der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage zonenbedingten, wie temperatur-, abhängigen Steuerung der Teilchenfördereinrichtung, wie Holzfördereinrichtung, und der Belüftungsdosiereinrichtung kann man hochwertige Pflanzenkohle hoher Güte, wie solches mit hoher Festigkeit und hohem Kohlenstoffgehalt, und einheitlicher Qualität, wie solches ohne Auftreten nicht verkohlter Holzteilchen, erzeugen.
  • Zudem lassen sich die Vergleichmäßigung des Kohlenstoff-Gehaltes in der Pflanzenkohle erzeugen, was die Verwertbarkeit der Pflanzenkohle erhöht,
    sowie
    darüber hinaus konstante Mengen an infolge Verkohlung anfallenden gasförmigen Stoffe erzeugen, die vorteilhafterweise im Dauerbetrieb energetisch sinnvoll verwertet werden können.
  • Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage ist die Klassierung der erzeugten Pflanzenkohle mittels einer Sortierungs- und Zerkleinerungseinrichtung, z. B. einer Kugelmühle, so dass je nach Verwendungszweck unmittelbar nach dem Ablöschen derselben diese der Sortierung oder Vorsortierung, je nach Erfordernis oder Wunsch des Benutzers kostengünstig unterzogen werden, so dass deren Weiterverarbeitung erleichtert und dem Benutzer ein wirtschaftlicher Vorteil gegenüber Mitbewerbern Verfahrensvereinfachung verschafft werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage können die in einer Kammer, z. B. einem Auffangbecken, einem Bunker oder einem Silo, angesammelten Pflanzenkohleteilchen an eine Sortierungs- und Zerkleinerungseinrichtung zur weiteren Aufarbeitung weitergeleitet werden, durch welche die Pflanzenkohleteilchen zum Beispiel nach
    der Größe,
    der Form,
    den Feuchtigkeitsgrad,
    und/oder
    dem Verkohlungsgrad
    klassiert werden können.
  • Unter Sortierung werden im Sinne der Erfindung auch die Klassierung und das Aussortieren verstanden.
  • Als Sortierungs- und Zerkleinerungseinrichtung kann eine Kugelmühle, wie eine Rührwerkskugelmühle, Trommeltrockenmühlen, Anwendung finden.
  • Auch sortiert die Kugelmühle Fremdstoffe, wie Steinchen, metallene Teilchen aus, so dass vorteilhafterweise lediglich verkohlte Holzteilchen der gewünschten Güte und Eigenschaften klassiert verbleiben. Die Kugelmühle kann nicht nur klassieren und aussortieren, sondern auch verkohlte Holzteilchen nach Maßgabe der Erfordernisse zu deren Weiterverarbeitung zerkleinern.
  • Die Kugelmühle kann mit einer Vielzahl um einen Kreismittelpunkt und zusätzlich schraubenförmig beweglich geführten, Kugeln, vorzugsweise mit einem magnetisch wirkenden Werkstoff hergestellt, die Holzteilchen je nach Maßgabe zur Sortierung und/oder Pulverisierung weiterverarbeiten. Die Kugeln können je nach Einstellung zu Taumelbewegungen, z. B. geschwindigkeitsansteigend und/oder radialen und/oder kreisförmigen unterliegen. Ebenso kann die Kugelmühle als Vibrationsmühle alternativ oder zusätzlich mit den o. g. Kugeln und Kugelverfahren ausgebildet sein. Die Klassierung und Sortierung in der herkömmlichen Kugelmühle können hinzukommend im Batch- oder im Durchlaufverfahren Anwendung linden.
  • Die bereits bez. der erfindungsgemäßen Anlage und für den Betrieb derselben offenbarten oder mit dieser in Zusammenhang stehenden Verfahrensschritte können auch Teil des erfindungsgemäßen Verfahren sein. Das erfindungsgemäße kostengünstige Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere Holz, in einem Wanderbett in einem in einem Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor, welcher mit Biomasse, wie Holz, insbesondere Biomasseteilchen, vorzugsweise Holzteilchen, fortlaufend beschickt und von dem die Pflanzenkohleteilchen abgeführt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass
    die Biomasseteilchen in dem Schachtreaktor durch
    das luftmengenkontrollierte und/oder das zonenkontrollierte Zuleiten von Luft in die Schüttung,
    das schüttungszonenkontrollierte und/oder das schnellbeladungskontrollierte Beladen der Schüttung mit den Biomasseteilchen in dem Schachtreaktor,
    und/oder
    das prozessgasmengenkontrollierte und/oder das prozessgasgeschwindigkeitskontrollierte Ableiten der Prozessgase aus dem Schachtreaktor
    verkohlt werden.
  • Die Erfindung betrifft ein umweltfreundliches selbstständig regelbares kostengünstiges Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus einer Biomasse, vorzugsweise Holz, zur gleichmäßigen radialen Temperaturführung in der Schüttung, wobei die Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen in Menge und/oder Oberflächenverteilung und/oder die Luftzuführung in Volumen und/oder Position mittels Messeinrichtungen oder mittels einer mit Messeinrichtungen verbundenen Steuereinrichtung angesteuert werden.
  • Das erfindungsgemäße kostengünstige Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere Holz, in einem Wanderbett in einem in einem Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor, welcher mit Biomasse, wie Holz, insbesondere Biomasseteilchen, vorzugsweise Holzteilchen, fortlaufend oben beschickt und von dem unten die Pflanzenkohle abgeführt werden, macht auch möglich, dass
    die Temperaturen in der Schüttung, vorzugsweise zumindest in der mittigen Zone und/oder in der Außenzone derselben, fortlaufend überwacht werden,
    die Luft über die Belüftungsdosiereinrichtung der Schüttung volumenkontrolliert und/oder geschwindigkeitskontrolliert und/oder zonenkontrolliert nach Maßgabe der Temperatur und/oder des Luftvolumenstroms der Schüttung zur Erzeugung einer gleichmäßigen Temperatur in der Schüttung aufwärts im Gegenstrom zur Pflanzenkohle zugeführt wird,
    vorzugsweise Prozessgase über die Eintragsöffnung, z. B. druck- und/oder und/oder geschwindigkeitskontrolliert temperaturkontrolliert, abgezogen werden,
    und/oder
    die Biomasseteilchen über die Belüftungsdosiereinrichtung der Schüttung mengenkontrolliert und/oder zonenkontrolliert und/oder schüttungshöhenkontrolliert nach Maßgabe der Temperatur und/oder Luftvolumenstrom und/oder der Schüttungshöhe in der Schüttung zur Erzeugung einer gleichmäßigen Temperatur in der Schüttung zugeführt werden.
  • Vorzugsweise können die Holzteilchen der Schüttung über das Schüttelgitter nach Maßgabe der Temperatur in der Schüttung zugeführt werden. Auch können die Holzteilchen der Schüttung über das Verteilerblech nach Maßgabe der Temperatur in der Schüttung zugeführt werden. Das Einstellen oder Festlegen der Neigung und/oder der Länge der Ebene, Schüttebene auch genannt, des Verteilerbleches nach Maßgabe der Temperatur in der Schüttung ermöglicht das feine Dosieren und jederzeitige Reagieren auf Werte mit Ansteuern der erfindungsgemäßen Anlage, so dass beispielsweise Schwerteer in Holzteilchen verbleibt und langsam verkokt werden kann, was für die Festigkeit der Pflanzenkohle wichtig ist.
  • Zudem kann das aus dem Schachtreaktor über die Prozessgasleitung abgezogene Prozessgas einem Wärmetauscher, einer Einrichtung zur Verstromung, z. B. einem herkömmlichen gasbetriebenen Aggregat zur Herstellung elektrischer Energie, und/oder einer Brennkammer zugeführt wird.
  • Die erfindungsgemäße Anlage und das erfindungsgemäße Verfahren stellen bereit Pflanzenkohle in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte und einheitlicher Qualität. Die erfindungsgemäße Anlage und das erfindungsgemäße Verfahren erzeugen sonstige Bestandteile aus Holz in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte.
  • Ausführungsbeispiele
  • Die Zeichnung zeigt aufgrund einer zeichnerischen Vereinfachung in schematischer, stark vergrößerter Weise, ohne Anspruch auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe in
  • 1 die erfindungsgemäße umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage mit der Belüftungsdosiereinrichtung
  • Die erfindungsgemäße umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Holz, hat einen Schachtreaktor 1. Der hohlzylindrische Schachtreaktor 1 umfasst einen Schachtreaktormantel 7a mit einem Kopfende und ein Fußende 8, dessen Kopfende eine Eintragsöffnung und dessen Fußende eine Austragsöffnung 16 aufweisen. Das Fußende 8 des Schachtreaktormantels 7a schließt sich an einen mittigen zwischen dem Kopfende und dem Fußende befindlichen Abschnitt an. Das Fußende 8 ist als eine trichterförmige Ringschürze 9 ausgebildet und nimmt die Belüftungsdosiereinrichtung 11 auf. Der Schachtreaktor 1 hat einen Durchmesser von 270 cm und eine Höhe von 6 m. Der Schachtreaktor 1 wird mit Holzteilchen bis zu einer Höhe von ca. 3 bis 4 m aufgefüllt.
  • Die Belüftungsdosiereinrichtung 11 umfasst ein Luftleitungsrohr 3, dessen Mitte-Längsachse mit der Mitte-Längsachse A des Schachtreaktormantels 7a in zentrierter Stellung übereinstimmt. Ein Außenrohr 12 nimmt das obere Ende des Luftleitungsrohrs 3 beweglich auf, so dass das Außenrohr 12 längs der Mitte-Längsachse A des Schachtreaktormantels 7a auf und ab bewegt wird. Das Luftleitungsrohr 3 kann in radialer Richtung (siehe Pfeil), z. B. von der mittigen Zone M in Richtung hin zu der Außenzone V, bewegt werden; das Außenrohr 12 und/oder das Luftleitungsrohr 3 können längs der Mitte-Längsachse A des Schachtreaktors bewegt werden.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die Belüftungsdosiereinrichtung 11 nur das mit dem Luftaußenrohr 4 verbundene radial und axial bewegliche und festlegbare Luftleitungsrohr 3 mit dem oberen Ende 7 als Luftaustrittsöffnung.
  • Die Höhenverstellbarkeit des Außenrohrs 12 ermöglicht die Festlegbarkeit des Abstandes des oberen Endes 7 – als Luftaustrittsöffnung – des Außenrohrs 12 von der Unterseite 6 des Gitters 2, welches in dem von Schachtreaktormantel 7a begrenzten Raum, hier im Übergangsbereich 15 von dem mittigen Abschnitt 14 zu dem Fußende 8 des Schachtreaktormantels 7a, an der Innenseite des Schachtreaktormantels 7a mit diesem verbunden ist. Über das mit dem Luftleitungsrohr 3 verbundene Luftaußenrohr 4 wird Luft in den Schachtreaktor aufgrund des Sauerstoffverbrauchs in der Verkohlungszone oder Hitzeentwicklung eingeleitet, das untere Ende des Luftleitungsrohrs 3 ist mit einer für Holzteilchen durchgängigen Öffnung versehen.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis des Abstandes des oberen, dem Kopfteil zugewandten Endes des Luftleitungsrohrs zu der Unterseite des Gitters zu dem Durchmesser des Gitterrotes variabel, z. B. 30 bis 10, und weist das Verhältnis des Durchmessers des Gitters zu dem Durchmesser des Luftleitungsrohrs einen Wert von 10 auf.
  • Die Holzfördereinrichtung mit dem Verteilerblech und die Belüftungsdosiereinrichtung 11 werden über eine Steuereinrichtung angesteuert, so dass die von im Bereich des Gitters 2 angebrachten Messeinrichtungen zur Bestimmung der Temperaturen diese in den Zonen der im Bereich der auf dem Gitter lastenden Schüttung an die Steuerungseinrichtung messen und die mit den Messwerten korrespondierende Signale erzeugen und an die Steuereinrichtung weiterleiten, Die Steuerungseinrichtung sendet in Abhängigkeit von den Signalen Steuerungssignale an die Holzfördereinrichtung zur Bestimmung der Aufschüttung der Oberfläche der Schüttung mit Holzteilchen nach Ort, Geschwindigkeit und/oder Dauer und an die Belüftungsdosiereinrichtung 11 zur Bestimmung der Dauer und der Geschwindigkeit der Luftzuführung und/oder des Abstandes des oberen Endes 7 des Luftleitungsrohres oder Außenrohrs 12 von der Unterseite des Gitters 2 als Axialverschiebung des Luftleitungsrohres 3 oder Außenrohrs 12 und/oder des Ortes der Luftzuführung als Radialverschiebung des Luftleitungsrohres 3 oder Außenrohrs 12.
  • Der Bereich des Kopfendes des Schachtreaktors 1, der begrenzt wird von der Oberfläche der Schüttung und einem Teil des Schachtreaktormantels, ist mit der Prozessgasleitung verbunden, über welche das Prozessgas abgezogen und der Brennkammer zugeleitet wird. In der Prozessgasleitung ist die Stellklappe als Prozessgaskontrolleinrichtung angeordnet zum kontrollierten Abzug des Prozessgases. Dieser Bereich des Kopfendes weist die Eintragsöffnung auf, in welcher die Holzfördereinrichtung mit dem Verteilerblech angeordnet ist, und kann bei Bedarf dicht verschlossen sein, z. B. zur Bestimmung des Drucks in demselben (nicht gezeigt).
  • Die erfindungsgemäße Anlage und das erfindungsgemäße Verfahren zeichnen sich aus durch
    • – die Erzeugung von Pflanzenkohle von hoher Güte, hinreichender Festigkeit, gleichbleibendem Kohlenstoffgehalt und Kohlegehalt, genügender Festigkeit und Porosität, einheitlicher Qualität,
    • – die wirtschaftlich kostengünstige Betriebsweise und den störungsfreien Dauerbetrieb,
    • – den ausgezeichneten Wirkungsgrad mit Bereitstellung von sowohl hochwertiger Pflanzenkohle als auch ausreichendem Maß an energetisch verwertbaren Gasen,
    • – die konstanten Verfahrensbedingungen ohne Auftreten von nennenswerten Störfaktoren,
    • – in der Pflanzenkohle derselben Holzcharge der Kohlegehalt und der Kohlenstoffgehalt variieren können.
    • – das steuerbare Ausmaß an zu vermeidenden gesundheitsschädlichen Dämpfen,
    • – die Verarbeitbarkeit von Hölzern minderer Qualität, unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehaltes,
    • – die Eignung für zu verkohlende sonstige Biomassen, wie Holzderivaten, Holzabfallprodukten, Holznebenprodukten, Formkörpern aus Biomasse, usw.,
    • – die geringe Anforderungen an die Geschicklichkeit des Bedienungspersonals wegen selbststätiger Steuerung,
    • – die Vermeidung radialer Temperaturunterschiede in der Verkohlungszone,
    • – die berechenbare energetische Nutzung von Mengen bei der Verkohlung anfallender gasförmiger Stoffe,
    • – die Zerkleinerung von Pflanzenkohle zwecks Erleichterung deren Weiterverarbeitung und
    • – die Klassierung von Pflanzenkohle als Sortierung oder Vorsortierung zwecks Erleichterung deren Weiterverarbeitung sowie
    • – die Aussortierung von Fremdstoffen aus der Pflanzenkohle.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • OTTO LUEGERS LEXIKON DER GESAMTEN TECHNIK, 2. Band, Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart, Leipzig 1894, Seiten 669 bis 671 [0005]
    • RÖMPP LEXIKON Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1999 Seiten 3647 bis 3648 [0005]
    • Meiler- und Retorten-Verkohlung, U. Hartlebens's Verlag, Leipzig, 1885, Seiten 106 bis 108 [0007]

Claims (31)

  1. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle, wie Holzkohle, aus einer Biomasse, vorzugsweise Holz, in einer Schüttung als Wanderbett mit einem Schachtreaktor (1) mit einem ein Kopfende und ein Fußende (8) umfassenden Schachtreaktormantel (7a) zur Aufnahme der Pflanzenkohle, mindestens einer Teilchenfördereinrichtung zur Beförderung der Biomasseteilchen in den Schachtreaktor (1), mindestens einer Belüftungsdosiereinrichtung (11) zur Zuführung der Luft in den Schachtreaktor (1), das Kopfende des Schachtreaktors (1) eine Eintragsöffnung und das Fußende (8) des Schachtreaktors (1) eine Austragsöffnung (16) aufweisen, ein mittiger Abschnitt (14) zwischen dem Kopfende und dem Fußende (8) sich befindet, einer mit der Austragsöffnung verbundenen Auffangeinrichtung (5) zur Ablöschung der aus der Austragsöffnung des Schachtreaktors bewegten Pflanzenkohle, wobei ein Gitter (2) in einem Inneren des Schachtreaktors (1) in einem Übergangsbereich (15) zwischen dem mittigen Abschnitt (14) des Schachtreaktors (1) und dem Fußende (8) zur Abstützung der Schüttung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußende (8) des Schachtreaktors (1) die Belüftungsdosiereinrichtung (11) aufweist, die Belüftungsdosiereinrichtung (11) ein Luftleitungsrohr (3) und ein Außenrohr (12) aufweist, das Außenrohr (12) ein oberes Ende des Luftleitungsrohrs (3) aufnimmt, das Außenrohr (12) mit dem Luftleitungsrohr (3) beweglich verbunden ist, das Luftleitungsrohr (3) mit einem Luftaußenrohr (4), über welches Luft von außen zuführbar ist, verbunden ist, und/oder die Teilchenfördereinrichtung im Bereich des Kopfendes angeordnet ist, welche ein Schütteinrichtung umfasst, die Schütteinrichtung ein Schüttelgitter zur gleichmäßigen Verteilung und Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen, wie Holzteilchen, und/oder ein Verteilerblech oder eine Rutsche zur kontrollierten Beschickung der Oberfläche der Schüttung mit Biomasseteilchen aufweist, vorzugsweise das Fußende (8) des Schachtreaktormantels (7a) konisch, vorzugsweise mit einer trichterförmigen Ringschürze (9), ausgebildet ist.
  2. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichmäßigen radialen Temperaturführung in der Schüttung die Beschickung der Schüttung mit Biomasseteilchen in Menge und Oberflächenverteilung und/oder die Luftzuführung in Volumen und Position mittels Messeinrichtungen gesteuert sind.
  3. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge und/oder die Neigung des, vorzugsweise um eine Achse drehbaren, Verteilerblechs einstellbar und steuerbar sind.
  4. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Austragsöffnung (16) des Fußendes des Schachtreaktors (1) eine Teilchenzähleinrichtung als Messeinrichtung, vorzugsweise eine Zellradschleuse, zur Bestimmung der Anzahl der die Austragsöffnung passierenden Pflanzenkohleteilchen und der Menge des Ablöschwassers zum Ablöschen derselben angeordnet ist.
  5. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand eines oberen Endes (7) des Außenrohrs (12) von der Unterseite (6) des Gitters (2) festlegbar und/oder das Außenrohr (12) und/oder das Luftleitungsrohr (3) quer und/oder längs zu einer Mitte-Längsachse A des Schachtreaktors (1) verschiebbar ist.
  6. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachverkohlungszone sich auf der in der Austragsöffnung (16) des Schachtreaktors (1) befindlichen Teilchenzähleinrichtung als Messeinrichtung, vorzugsweise eine Zellradschleuse, zur Bestimmung der Dauer der Nachverkohlung, der Anzahl der die Austragsöffnung (16) passierenden Pflanzenkohleteilchen und/oder zur Bestimmung der Menge an Ablöschwasser angeordnet ist.
  7. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers des Gitters (2) zu dem Abstand des oberen, dem Kopfende zugewandten Endes des Außenrohrs (12) zu der Unterseite (6) des Gitters (2) 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 50 oder 20 bis 35, noch mehr bevorzugt 27 bis 30, beträgt.
  8. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers des Gitters (2) zu dem Durchmesser des Außenrohrs (12) 5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 oder 10 bis 20, noch mehr bevorzugt 12 bis 15, beträgt.
  9. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prozessgaskontrolleinrichtung, vorzugsweise eine Stellklappe oder Ventilator, in einer von dem Kopfende abgehenden Prozessgasleitung zur Weiterleitung der Gase angeordnet ist zum Verschließen und Öffnen derselben.
  10. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Prozessgasleitung Prozessgase einer Brennkammer zum Abfackelnd und/oder zur Gewinnung zusätzlicher thermischer Energie leitbar sind.
  11. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Kopfende des Schachtreaktors und/oder die Geschwindigkeit der angesaugten Luft in der Belüftungsdosiereinrichtung (11) und/oder die Geschwindigkeit der aus der Schüttung abgezogenen Prozessgase mittels Messeinrichtungen bestimmt sind.
  12. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messeinrichtungen zur Bestimmung der Höhe der mittigen Zone und der Außerzone der Schüttung im Kopfende des Schachtreaktors (1) angeordnet sind.
  13. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangeinrichtung (5) eine Sortierungs- und Zerkleinerungseinrichtung umfasst zur Klassierung der Pflanzenkohleteilchen nach Größe, Form und/oder Verkohlungsgrad derselben und zur Aussortierung von Fremdstoffen.
  14. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite des Gitters (2) einstellbar ist.
  15. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchenfördereinrichtung mit dem Verteilerblech und/oder die Belüftungsdosiereinrichtung (11) über eine Steuereinrichtung angesteuert sind. wobei die im Bereich des Gitters (2) und/oder Kopfendes angebrachten Messeinrichtungen Temperaturen der Zonen, vorzugsweise der mittigen Zone und Außenzone, der im Bereich der auf dem Gitter lastenden Schüttung und/oder des Luftvolumenstroms in denselben oder in einer mit dem Kopfende verbundenen Prozessgasleitung bestimmen und die mit den Temperaturen als Istwerte korrespondierenden Signale an die Steuerungseinrichtung weiterleiten.
  16. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung die Istwerte mit Sollwerten vergleichen, gegenüber den Sollwerten Regelabweichungen feststellen und die mit den Regelabweichungen korrespondierenden Steuerungssignale an die Teilchenfördereinrichtung zur Bestimmung der Aufschüttung der Oberfläche der Schüttung mit Biomasseteilchen nach Ort, Geschwindigkeit und/oder Dauer und/oder an die Belüftungsdosiereinrichtung (11) zur Bestimmung der Dauer, der Geschwindigkeit der Luftzuführung und/oder des Abstandes des oberen Endes (7) des Außenrohrs (12) von der Unterseite (6) des Gitters (2) weiterleiten.
  17. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende (7) des Außenrohrs (12) mit einer Venturi-Düse zur gerichteten Luftzuführung ausgebildet ist, welche um eine mit der Mitte-Längsachse des Außenrohrs (12) übereinstimmende Schwenkachse schwenkbar und deren Ausrichtung festlegbar ist.
  18. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Gitters (2) eine Nachverkohlungszone angeordnet ist.
  19. Umweltfreundliche selbstständig regelbare Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Nachverkohlungszone nach Maßgaben der Füllstandshöhe und/oder der Temperatur derselben oder in derselben steuerbar ist.
  20. Pflanzenkohle in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte und einheitlicher Qualität herstellbar mit der umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenzkohle aus Biomasse, vorzugsweise Holz, nach mindestens der einem der vorhergehenden Ansprüche.
  21. Sonstige Bestandteile aus Biomasse in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte herstellbar mit der umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
  22. Kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor (1) einer umweltfreundlichen selbstständig regelbaren Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, vorzugsweise aus Biomasseteilchen, wie Holz, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass fortlaufend die Temperaturen in der Schüttung, vorzugsweise zumindest in einer mittigen Zone und/oder in einer Außenzone derselben, der Volumenstrom der aus der Schüttung entweichenden Prozessgase in der Prozessgasleitung, die Höhe der Schüttung in dem Schachtreaktor (1) gemessen werden und nach Maßgaben der Temperaturen und/oder des Volumenstroms und/oder der Höhe der Schüttung die Luft über die Belüftungsdosiereinrichtung (11) der Schüttung sowie die Biomasseteilchen über die Teilchenfördereinrichtung der Schüttung zugeführt, die Prozessgase über die Prozessgaskontrolleinrichtung abgezogen, die Pflanzenkohleteilchen über die Teilchenzähleinrichtung abgeführt und die Ablöschwasser über die Ablöscheinrichtung zugegeben werden zur Erzeugung einer gleichmäßigen Temperatur in der Schüttung und Bereitstellung einheitlicher Pflanzenkohle.
  23. Kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasseteilchen der mittigen Zone und/oder der Außenzone der Schüttung über das Schüttelgitter oder das Verteilerblech der Teilchenfördereinrichtung zugeführt werden.
  24. Kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach mindestens der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung und/oder das Längenausfahren des Verteilerbleches nach Maßgaben der Temperaturen und/oder Volumenstroms und/oder der Höhe der Schüttung durchgeführt wird.
  25. Kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Schachtreaktor (1) abgezogenen Prozessgas einem Brennkammer, einem Wärmetauscher und/oder einer Einrichtung zur Verstromung zugeführt werden
  26. Kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessgaskontrolleinrichtung in der Prozessgasleitung und/oder die Teilchenfördereinrichtung im Bereich des Kopfendes des Schachtreaktors und/oder die Belüftungsdosiereinrichtung (11) am Fußende des Schachtreaktors (1) und/oder die Teilchenzähleinrichtung im Bereich des Fußendes des Schachtreaktors (11) und/oder die Ablöscheinrichtung im Bereich des Fu0endes des Schachtreaktors (1) von einer Steuereinrichtung angesteuert werden.
  27. Kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen in der Schüttung, vorzugsweise zumindest in einer mittigen Zone und/oder in einer Außenzone derselben und der Volumenstrom der aus der Schüttung entweichenden Prozessgase in der Prozessgasleitung, die Höhe der Schüttung in dem Schachtreaktor (1) von Messeinrichtungen als Istwerte gemessen werden, die mit den Istwerten korrespondierenden von den Messeinrichtungen erzeugten Signale an die mit den Messeinrichtungen verbundene Steuereinrichtung weitergeleitet werden, von der Steuereinrichtung Differenzen der Istwerte gegenüber den Sollwerten als Regelabweichungen festgestellt, die mit den Regelabweichungen korrespondierenden Steuerungssignale erzeugt und an die Prozessgaskontrolleinrichtung und/oder die Teilchenfördereinrichtung und/oder die Belüftungsdosiereinrichtung (11) und/oder die Teilchenzähleinrichtung und/oder die Ablöscheinrichtung zur Ansteuerung derselben weitergeleitet werden.
  28. Kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessgase über die Eintragsöffnung nach Maßgabe von Druck in dem Kopfende des Schachtreaktors und/oder von Temperatur in de mittigen Zone und/oder Außenzonen abgezogen werden.
  29. Kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenkohle mittels einer Sortierungs- und Zerkleinerungseinrichtung, z. B. einer Kugelmühle, sortiert und aus dieser Fremdstoffen entfern werden.
  30. Pflanzenkohle in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte und einheitlicher Qualität herstellbar mit dem kostengünstigen Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
  31. Sonstige Bestandteile aus Biomasse in kontrollierter Menge, großer Ausbeute und hoher Güte herstellbar mit dem kostengünstigen Verfahren zur Erzeugung von Pflanzenkohle aus Biomasse, insbesondere aus Biomasseteilchen, wie Holz, in einem Wanderbett in einem im Gegenstrom zur Pflanzenkohle von Luft durchströmten Schachtreaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
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