DE102022102135A1

DE102022102135A1 - System for the pyrolytic conversion of biomass and method for operating the system

Info

Publication number: DE102022102135A1
Application number: DE102022102135.1A
Authority: DE
Inventors: Serguei Panine
Original assignee: Spsc GmbH
Current assignee: Spsc GmbH
Priority date: 2022-01-31
Filing date: 2022-01-31
Publication date: 2023-08-03

Abstract

Vorgeschlagen wird ein System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse in Pyrolysegas und Pyrolysekohle mit einem vertikal ausgerichteten Reaktorgehäuse (10), einem Eingangsanschluss (33) zur Zufuhr der Biomasse zu einem oberen Abschnitt des Reaktorgehäuses (10), ferner mit einer Einrichtung zur Übertragung von Wärme auf die Biomasse, die eingerichtet ist, um die Wärme eines Heizgases über eine Außenwand des Reaktorgehäuses (10) zumindest teilweise in das Reaktorgehäuse (10) zu übertragen. Das Heizgas wird dabei zumindest teilweise durch Verbrennen eines durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse erzeugten Pyrolysegases gebildet. Außerdem wird ein Verfahren zum Betrieb des Systems vorgeschlagen.A system for the pyrolytic conversion of biomass into pyrolysis gas and pyrolysis char is proposed, with a vertically oriented reactor housing (10), an input connection (33) for supplying the biomass to an upper section of the reactor housing (10), and also with a device for transferring heat the biomass, which is set up to at least partially transfer the heat of a heating gas via an outer wall of the reactor housing (10) into the reactor housing (10). The fuel gas is formed at least partially by burning a pyrolysis gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass. A method for operating the system is also proposed.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse, beispielsweise in der Form von Holzhackschnitzeln, bei dem als pyrolytisches Produkt Kohle mit einem hohen Reinheitsgrad erzeugt werden kann.The present invention relates to a system for the pyrolytic conversion of biomass. In particular, the present invention relates to an improved system for the pyrolytic conversion of biomass, for example in the form of wood chips, in which char with a high degree of purity can be produced as the pyrolytic product.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt sind Systeme zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse in verschiedenen Ausgestaltungen seit langer Zeit. Insbesondere wird die Pyrolyse von Biomasse in der Form von Holzscheiten oder Ähnlichem zur Erzeugung von Holzkohle mit mehr oder weniger einfachen Methoden seit langem durchgeführt. In modernen Anwendungen werden Pyrolysereaktionen zur Umsetzung der Biomasse in Holzkohle genutzt, bei denen ein kontinuierlicher oder ein nicht-kontinuierlicher Prozess eingesetzt wird. Dabei werden bei modernen Anlagen wesentliche Betriebsparameter derart gesteuert oder geregelt, dass der Pyrolyseprozess unter vorgegebenen Bedingungen abläuft. Ein Aspekt von Pyrolysesystemen im Stand der Technik betrifft die Wärmezufuhr, die für den Ablauf der Pyrolyse der Biomasse unter sauerstofffreier oder sauerstoffarmer Atmosphäre erforderlich ist.Systems for the pyrolytic conversion of biomass have been known in various configurations for a long time. In particular, the pyrolysis of biomass in the form of logs or the like to produce charcoal has long been carried out with more or less simple methods. In modern applications, pyrolysis reactions are used to convert the biomass into charcoal, using either a continuous or a discontinuous process. In modern systems, essential operating parameters are controlled or regulated in such a way that the pyrolysis process takes place under specified conditions. One aspect of prior art pyrolysis systems relates to the heat input required for pyrolysis of the biomass to occur under an oxygen-free or oxygen-depleted atmosphere.

Insbesondere sind solche Systeme bekannt, bei denen die für die Pyrolyse erforderliche Wärme durch das entstehende Pyrolysegas in die Biomasse eingetragen wird, indem das Pyrolysegas mit der Biomasse und den entstehenden Pyrolyseprodukten in Kontakt gebracht wird. Bei dieser Vorgehensweise tritt eine Verunreinigung von erzeugter Pyrolysekohle auf, die sich durch die undefinierte Zusammensetzung des Pyrolysegases ergibt. Somit ist bei einer derartigen Prozessführung die Nutzbarkeit der Pyrolysekohle beschränkt und insbesondere eine Zertifizierung auf der Basis des European Biochar Certificate im Regelfall nicht möglich.In particular, such systems are known in which the heat required for the pyrolysis is introduced into the biomass by the pyrolysis gas produced, in that the pyrolysis gas is brought into contact with the biomass and the pyrolysis products produced. With this procedure, contamination of the pyrolysis coal produced occurs, which results from the undefined composition of the pyrolysis gas. Thus, with such a process, the usability of the pyrolysis charcoal is limited and, in particular, certification on the basis of the European Biochar Certificate is generally not possible.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse in Pyrolysegas und Pyrolysekohle mit einem vertikal ausgerichteten Reaktorgehäuse, einem Eingangsanschluss zur Zufuhr der Biomasse zu einem oberen Abschnitt des Reaktorgehäuses und einer Einrichtung zur Übertragung von Wärme auf die Biomasse vorgesehen. Die Einrichtung zur Übertragung von Wärme auf die Biomasse ist eingerichtet, um Wärme eines Heizgases über eine Außenwand des Reaktorgehäuses zumindest teilweise in das Reaktorgehäuse zu übertragen, wobei das Heizgas zumindest teilweise durch Verbrennen eines durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse erzeugten Pyrolysegases gebildet wird.According to a first aspect of the present invention, a system for pyrolytic conversion of biomass into pyrolysis gas and pyrolysis char is provided with a vertically oriented reactor housing, an input port for feeding the biomass to an upper portion of the reactor housing, and means for transferring heat to the biomass. The device for transferring heat to the biomass is set up to at least partially transfer heat from a heating gas via an outer wall of the reactor housing into the reactor housing, the heating gas being formed at least partly by burning a pyrolysis gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass.

Gemäß dem vorgeschlagenen System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse wird durch die Einrichtung zur Übertragung von Wärme auf die Biomasse eine indirekte Wärmeübertragung herbeigeführt. Insbesondere kann die Außenwand des Reaktorgehäuses durch das Heizgas erwärmt werden, wobei Wärme aufgrund von Wärmeleitung durch die Außenwand des Reaktorgehäuses nach innen geführt werden kann. Aufgrund der Erhöhung der Temperatur einer Innenwand des Reaktorgehäuses kann so außerdem Strahlungswärme zur Verfügung gestellt werden, die zur Erwärmung der Biomasse geeignet ist. Aufgrund des Konzepts der Pyrolyse, bei der unter Luftabschluss eine exotherme Reaktion, wie sie bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltiger Biomasse erfolgen würde, nicht stattfindet, kann diese Wärme eingesetzt werden, um die Pyrolyse zu betreiben.According to the proposed system for the pyrolytic conversion of biomass, an indirect heat transfer is brought about by the device for transferring heat to the biomass. In particular, the outer wall of the reactor housing can be heated by the heating gas, with heat being able to be conducted inwards through the outer wall of the reactor housing due to heat conduction. Due to the increase in the temperature of an inner wall of the reactor housing, radiant heat that is suitable for heating the biomass can also be made available. Due to the concept of pyrolysis, in which an exothermic reaction, as would occur when carbonaceous biomass is burned, does not take place in the absence of air, this heat can be used to operate the pyrolysis.

Gemäß einer Ausführungsform kann das System zur Umsetzung von Biomasse für einen zumindest zeitweise kontinuierlichen Betrieb eingerichtet sein, wobei die an dem Eingangsanschluss zugeführte Biomasse von dem oberen Abschnitt des Reaktorgehäuses durch die Wirkung der Schwerkraft vertikal durch das Reaktorgehäuse bewegt wird. Hierdurch wird eine besonders einfache Betriebsweise ermöglicht, da die Biomasse ohne weitere technische Maßnahmen kontinuierlich in vertikaler Richtung durch das System geführt werden kann, während gleichzeitig die pyrolytische Umsetzung voranschreitet. Hierbei kann das System mit seinen Komponenten so gestaltet sein, dass eine Bewegung der Biomasse in vertikaler Richtung aufgrund der Schwerkraft gewährleistet wird. Insbesondere kann eine Innenabmessung des Reaktorgehäuses an die verwendete Biomasse derart angepasst werden, dass beispielsweise eine Brückenbildung, die zu einem Stau der Biomasse führen würde, weitestgehend verhindert werden kann. Insbesondere werden bei dem vorgeschlagenen System Fördereinrichtungen, wie Schneckenförderer oder sonstige Einbauten, wie Rührelemente, nicht eingesetzt.According to one embodiment, the system for converting biomass can be set up for at least temporarily continuous operation, with the biomass fed in at the inlet connection being moved vertically through the reactor housing from the upper section of the reactor housing by the effect of gravity. This enables a particularly simple mode of operation, since the biomass can be guided continuously through the system in a vertical direction without any further technical measures, while the pyrolytic conversion proceeds at the same time. Here, the system with its components can be designed in such a way that a movement of the biomass in the vertical direction is ensured due to gravity. In particular, an internal dimension of the reactor housing can be adapted to the biomass used in such a way that, for example, bridging, which would lead to a build-up of the biomass, can be largely prevented. In particular, conveying devices such as screw conveyors or other built-in components such as stirring elements are not used in the proposed system.

Gemäß einer Ausführungsform schreitet während des zumindest zeitweise kontinuierlichen Betriebs des Systems die pyrolytische Umsetzung der Biomasse bei Bewegung durch das Reaktorgehäuse von dem oberen Abschnitt des Reaktorgehäuses bis zu einem unteren Abschnitt des Reaktorgehäuses voran. Insbesondere liegt im oberen Bereich des Reaktorgehäuses die Biomasse weitestgehend in der ursprünglichen Form vor. Die ursprüngliche Form kann dabei der Anlieferungszustand sein. Aufgrund des Abzugs bzw. des Austritts des Pyrolysegases im oberen Bereich des Reaktorgehäuses kann die Biomasse aufgrund der Temperatur des Pyrolysegases vorgetrocknet werden. Dabei kann in der Biomasse vorhandenes Wasser ausgetrieben werden. Bei Voranschreiten der Pyrolyse der Biomasse erhöht sich einerseits der Kohlenstoffanteil und verringert sich aufgrund der entstehenden Pyrolyseprodukte die Gesamtmasse der Biomasse. Im weiteren Verlauf wird die Pyrolyse fortgesetzt, während die Biomasse sich im Reaktorgehäuse weiter nach unten bewegt. Im unteren Abschnitt der Reaktorgehäuses liegt Kohlenstoff mit einem hohen Reinheitsgrad als Pyrolyseprodukt vor, das von dem System weitertransportiert werden kann.According to one embodiment, during the at least part of the time continuous operation of the system, the pyrolytic conversion of the biomass proceeds as it moves through the reactor housing from the upper section of the reactor housing to a lower section of the reactor housing. In particular, in the upper area of the reactor housing, the biomass is largely in its original form. The original Form can be the delivery condition. Due to the withdrawal or exit of the pyrolysis gas in the upper area of the reactor housing, the biomass can be pre-dried due to the temperature of the pyrolysis gas. In the process, water present in the biomass can be expelled. As the pyrolysis of the biomass progresses, the proportion of carbon increases on the one hand and the total mass of the biomass decreases due to the pyrolysis products formed. In the further process, the pyrolysis continues while the biomass moves further down the reactor housing. In the lower section of the reactor housing, carbon with a high degree of purity is present as a pyrolysis product, which can be transported further by the system.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Reaktorgehäuse in einem oberen Abschnitt einen Produktgasauslass zur Entnahme von bei der pyrolytischen Umsetzung der Biomasse entstehendem Pyrolysegas aufweisen. Dabei befindet sich der Produktgasauslass in einem Bereich des Reaktorgehäuses, in dem die Biomasse in noch weitestgehend ursprünglicher Form vorliegt. Somit ist es möglich, die Durchleitung des Pyrolysegases durch die Biomasse zu beschränken, die in der weitestgehend ursprünglichen Form vorliegt, während im weiter unten liegenden Bereich des Reaktorgehäuses eine Durchleitung des Pyrolysegases durch das Pyrolyseprodukt weitestgehend vermieden oder begrenzt werden kann.According to one embodiment, the reactor housing can have a product gas outlet in an upper section for removing pyrolysis gas that is produced during the pyrolytic conversion of the biomass. The product gas outlet is located in an area of the reactor housing in which the biomass is still largely in its original form. It is thus possible to restrict the passage of the pyrolysis gas through the biomass, which is present in its largely original form, while in the lower region of the reactor housing passage of the pyrolysis gas through the pyrolysis product can be largely avoided or limited.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein Wärmetauschergehäuse derart an der Außenwand des Reaktorgehäuses zur Bildung eines Heizraums angeordnet sein, dass die Außenwand des Reaktorgehäuses zumindest teilweise mittels eines durch das Wärmetauschergehäuse geleiteten Heizgases betreibbar ist. Insbesondere kann mit dem Wärmetauschergehäuse ein ringförmiger Raum um das beispielsweise zylinderförmige Reaktorgehäuse gebildet werden. Der Heizgasraum kann auf diese Weise durch Elemente des Wärmetauschergehäuses und durch die Außenwand des Reaktorgehäuses begrenzt sein. Der Heizgasraum kann jedoch auch andere Formen aufweisen, solange es möglich ist, durch eine Strömung eines Heizgases die Außenwand des Reaktorgehäuses zu erwärmen und Wärme auf die Außenwand des Reaktorgehäuses zu übertragen. Somit wird durch diese Anordnung eine indirekte Beheizung der in dem Reaktorgehäuse befindlichen Biomasse erzielt. Gleichzeitig wird vermieden, Pyrolysegas durch die Zwischenprodukte und Endprodukte der Pyrolyse in der Form von Pyrolysekohle hindurchzuleiten, wodurch ermöglicht wird, Kohle mit einem hohen Reinheitsgrad bereitzustellen.According to one embodiment, a heat exchanger housing can be arranged on the outer wall of the reactor housing to form a heating chamber such that the outer wall of the reactor housing can be operated at least partially by means of a heating gas conducted through the heat exchanger housing. In particular, an annular space around the, for example, cylindrical reactor housing can be formed with the heat exchanger housing. In this way, the heating gas space can be delimited by elements of the heat exchanger housing and by the outer wall of the reactor housing. However, the heating gas space can also have other shapes as long as it is possible to heat the outer wall of the reactor housing by a flow of a heating gas and to transfer heat to the outer wall of the reactor housing. This arrangement thus achieves indirect heating of the biomass located in the reactor housing. At the same time, passing pyrolysis gas through the intermediate products and end products of pyrolysis in the form of pyrolysis char is avoided, thereby making it possible to provide char with a high degree of purity.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Wärmetauschergehäuse einen Heizgaseinlass in einem unteren Abschnitt des Wärmetauschergehäuses zur Einleitung des Heizgases und einen Heizgasauslass in einem oberen Abschnitt des Wärmetauschergehäuses zur Ableitung des Heizgases aufweisen. Dabei kann das Heizgas beim Durchströmen des Wärmetauschergehäuses Wärme auf die Außenwand des Reaktorgehäuses übertragen. In dieser Ausführungsform ist das Wärmetauschersystem bezogen auf die Bewegungsrichtung der Biomasse durch das Reaktorgehäuse als Gegenstromwärmetauscher gebildet. Insbesondere wird Heizgas mit einer relativ hohen Temperatur am unteren Abschnitt des Wärmetauschergehäuses zugeführt, gibt einen Teil der Wärme beim Durchströmen des Wärmetauschergehäuses an die Außenwand des Reaktorgehäuses ab und wird mit einer verringerten Temperatur am oberen Abschnitt des Wärmetauschergehäuses abgegeben. Hierdurch wird bewirkt, dass in dem Bereich des Reaktorgehäuses, in welchem die Erzeugung des Pyrolyseprodukts in Form von Pyrolysekohle weitestgehend abgeschlossen ist, eine besonders hohe Temperatur vorliegt, so dass der Reinheitsgrad der Pyrolysekohle weiter verbessert werden kann. Ferner kann hierdurch verhindert werden, dass Pyrolyseöl in flüssiger Form die Pyrolysekohle verunreinigt, da entstehendes Pyrolyseöl aufgrund der hohen Temperatur verdampft und somit den unteren Bereich des Pyrolysereaktors nicht erreicht. Mit dieser Vorgehensweise ist es möglich, einen Reinheitsgrad der Pyrolysekohle gemäß den Richtlinien des European Biochar Certificate zu erzielen.According to one embodiment, the heat exchanger housing can have a heating gas inlet in a lower section of the heat exchanger housing for introducing the heating gas and a heating gas outlet in an upper section of the heat exchanger housing for discharging the heating gas. The heating gas can transfer heat to the outer wall of the reactor housing as it flows through the heat exchanger housing. In this embodiment, the heat exchanger system is formed as a countercurrent heat exchanger with respect to the direction of movement of the biomass through the reactor housing. Specifically, fuel gas is supplied at a relatively high temperature to the lower portion of the heat exchanger body, releases part of the heat to the outer wall of the reactor body as it flows through the heat exchanger body, and is released at a reduced temperature to the upper portion of the heat exchanger body. The effect of this is that in the region of the reactor housing in which the generation of the pyrolysis product in the form of pyrolysis char is largely completed, there is a particularly high temperature, so that the degree of purity of the pyrolysis char can be further improved. Furthermore, this can prevent pyrolysis oil in liquid form from contaminating the pyrolysis coal, since the pyrolysis oil produced evaporates due to the high temperature and thus does not reach the lower region of the pyrolysis reactor. With this procedure it is possible to achieve a degree of purity of the pyrolysis charcoal in accordance with the guidelines of the European Biochar Certificate.

Gemäß einer Ausführungsform kann an der Außenseite des Wärmetauschergehäuses zumindest abschnittsweise eine thermische Isolierung gegenüber der Umgebung vorgesehen sein. Hierdurch kann die Energieeffizienz des Systems verbessert werden, indem ein Wärmeverlust an der Außenseite des Wärmetauschergehäuses verringert wird. Die thermische Isolierung kann aus einem Material bestehen, das für die vorliegenden Temperaturen geeignet ist. Beispielsweise sind mineralische oder keramische Elemente für den Temperaturbereich in der vorliegenden Anwendung besonders geeignet. Es ist jedoch auch möglich, eine Kombination von verschiedenartigen Werkstoffen und Strukturen einzusetzen, solange die zweckdienliche thermische Isolierung gewährleistet ist. Insbesondere ist eine Struktur denkbar, die vollständig oder teilweise evakuiert ist, um die thermische Isolierung an der Außenseite des Wärmetauschergehäuses zu bilden.According to one embodiment, thermal insulation from the environment can be provided at least in sections on the outside of the heat exchanger housing. As a result, the energy efficiency of the system can be improved by reducing heat loss on the outside of the heat exchanger housing. The thermal insulation can be made of a material that is suitable for the prevailing temperatures. For example, mineral or ceramic elements are particularly suitable for the temperature range in the present application. However, it is also possible to use a combination of different materials and structures as long as the appropriate thermal insulation is ensured. In particular, a structure is conceivable that is completely or partially evacuated in order to form the thermal insulation on the outside of the heat exchanger housing.

Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Wärmetauschergehäuse ein Strömungseinbau vorgesehen sein, der eingerichtet ist, um innerhalb des Wärmetauschergehäuses einen vorbestimmten Strömungsverlauf des Heizgases zu bewirken. Hierdurch kann eine definierte Strömung des Heizgases durch das Wärmetauschergehäuse vorgegeben werden, so dass die Effizienz und Regelbarkeit der Wärmeübertragung verbessert wird. Ferner kann beispielsweise durch die Erhöhung des Turbulenzgrads der Strömung der Wärmeübergangskoeffizient erhöht werden, woraus sich eine verbesserte Wärmeübertragungseffizienz ergibt. Der Strömungseinbau kann beispielsweise als Wendel in dem Ringspalt innerhalb des Wärmetauschergehäuses vorgesehen sein. Damit kann bewirkt werden, dass die Strömung des Heizgases durch das Wärmetauschergehäuse einen wendelartigen oder schraubenförmigen Verlauf aufweist. Der Strömungseinbau kann aus Blechen vorgesehen sein, die entsprechende Kanäle bilden, durch die das Heizgas geleitet wird. Ferner ist es möglich, einen Strömungseinbau vorzusehen, der in der Form von Rippen gestaltet ist, so dass die Oberfläche insbesondere auf der Außenwand des Reaktorgehäuses vergrößert ist und somit der Wärmeübertragungskoeffizient verbessert wird.According to one embodiment, a flow installation can be provided in the heat exchanger housing, which is set up to bring about a predetermined flow profile of the heating gas within the heat exchanger housing. Here a defined flow of the hot gas through the heat exchanger housing can be specified by this, so that the efficiency and controllability of the heat transfer is improved. Furthermore, for example by increasing the degree of turbulence of the flow, the heat transfer coefficient can be increased, resulting in improved heat transfer efficiency. The flow installation can be provided, for example, as a spiral in the annular gap inside the heat exchanger housing. This can cause the flow of the heating gas through the heat exchanger housing to have a helical or helical course. The flow installation can be provided from metal sheets that form appropriate channels through which the heating gas is conducted. Further, it is possible to provide a flow baffle designed in the form of fins so that the surface area is increased particularly on the outer wall of the reactor casing and thus the heat transfer coefficient is improved.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Heizgas zumindest teilweise durch Verbrennen des durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse erzeugten Gases gebildet werden. Durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse wird Pyrolysegas erzeugt, dessen Zusammensetzung von der eingesetzten Biomasse und den Betriebsparametern der Pyrolyse abhängt. Im Regelfall weist das Pyrolysegas chemische Bestandteile auf, die mit Sauerstoff verbrannt werden können. Das sich ergebende Abgas weist eine erhöhte Temperatur aufgrund der Verbrennungsreaktion auf und kann bei der vorliegenden Ausführungsform als Heizgas verwendet werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders effiziente Verwendung eines Teilprodukts der pyrolytischen Umsetzung der Biomasse, die gleichzeitig die Gesamteffizienz des Prozesses verbessert. Aufgrund der Energiebilanz kann bei entsprechender Verfahrensführung der pyrolytischen Umsetzung der Biomasse auf zusätzliche Energiezufuhr verzichtet werden, so dass die pyrolytische Umsetzung der Biomasse allein durch die Wärmezufuhr, die sich aus der Verbrennung des Pyrolysegases ergibt, durchgeführt werden kann. Für den Fall, dass der Bedarf an Wärme zum Betrieb der Pyrolyse geringer ist als die Wärme, die durch die vollständige thermische Nutzung des Pyrolysegases zur Verfügung stünde, kann ein Teil des Pyrolysegases für andere Zwecke verwendet werden. Beispielsweise kann das überschüssige Pyrolysegas in einer Brennkraftmaschine in mechanische und letztendlich elektrische Energie umgesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das überschüssige Pyrolysegas zu Heiz- oder sonstigen Zwecken eingesetzt oder gespeichert werden.According to one embodiment, the fuel gas can be formed at least partially by burning the gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass. The pyrolytic conversion of the biomass generates pyrolysis gas, the composition of which depends on the biomass used and the operating parameters of the pyrolysis. As a rule, the pyrolysis gas has chemical components that can be burned with oxygen. The resultant exhaust gas has an elevated temperature due to the combustion reaction and can be used as fuel gas in the present embodiment. This results in a particularly efficient use of a partial product of the pyrolytic conversion of the biomass, which at the same time improves the overall efficiency of the process. Due to the energy balance, additional energy supply can be dispensed with if the pyrolytic conversion of the biomass is carried out appropriately, so that the pyrolytic conversion of the biomass can be carried out solely by the heat supply resulting from the combustion of the pyrolysis gas. In the event that the heat required to operate the pyrolysis is less than the heat that would be available through the complete thermal use of the pyrolysis gas, part of the pyrolysis gas can be used for other purposes. For example, the excess pyrolysis gas can be converted into mechanical and ultimately electrical energy in an internal combustion engine. Alternatively or additionally, the excess pyrolysis gas can be used or stored for heating or other purposes.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Heizgas zumindest teilweise durch Verbrennen des durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse erzeugten Gases mithilfe eines Brenners gebildet werden, bei dem Verbrennungsluft und das durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse erzeugte Pyrolysegas im Wesentlichen ungemischt mit hoher Geschwindigkeit in eine Brennkammer des Brenners strömen. Unter Verwendung eines derart eingerichteten Brenners kann Heizgas mit hoher Temperatur erzeugt werden, da die Flamme aufgrund der entsprechend eingestellten hohen Strömungsgeschwindigkeit und des ungemischten Zustands stromabwärts des Eintritts von Pyrolysegas und Verbrennungsluft gehalten wird. Für den Betrieb des Systems zur pyrolytischen Umsetzung der Biomasse auf der Grundlage der indirekten Heizung des Pyrolysereaktors ist vorzugsweise ein Heizgas mit einer vergleichsweise hohen Temperatur von Vorteil. Insbesondere wirkt sich die Höhe der Temperatur des Heizgases in dem vorliegenden System auf den Reinheitsgrad der Pyrolysekohle aus, da bei entsprechend höherer Temperatur am Eintritt in das Wärmetauschergehäuse die Pyrolyse der Biomasse weitestgehend abgeschlossen ist und vorwiegend Pyrolysekohle vorliegt. Bei hoher Temperatur kann die Reinheit der Pyrolysekohle weitergehend erhöht werden und können die Vorgaben für die Herstellung von Biokohle gemäß den Richtlinien des European Biochar Certificate eingehalten werden. Da das durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse Pyrolysegases als Schwachgas mit einem vergleichsweise geringen Heizwert und einem hohen Anteil von nicht brennbaren Bestandteilen vorliegt, ist die Verwendung eines Brenners besonders vorteilhaft, bei dem Verbrennungsluft und das durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse erzeugte Pyrolysegas im Wesentlichen ungemischt mit hoher Geschwindigkeit in eine Brennkammer des Brenners strömen, wie vorstehend erläutert wurde, um eine vergleichsweise hohe Verbrennungstemperatur zu erzielen.According to one embodiment, the heating gas can be formed at least partially by burning the gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass using a burner, in which the combustion air and the pyrolysis gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass flow essentially unmixed at high speed into a combustion chamber of the burner . Using a burner set up in this way, heating gas can be generated at a high temperature, since the flame is kept downstream of the entry of pyrolysis gas and combustion air due to the correspondingly set high flow rate and the unmixed state. For the operation of the system for the pyrolytic conversion of the biomass on the basis of the indirect heating of the pyrolysis reactor, a fuel gas with a comparatively high temperature is preferably advantageous. In particular, the height of the temperature of the heating gas in the present system affects the degree of purity of the pyrolysis charcoal, since the pyrolysis of the biomass is largely completed at a correspondingly higher temperature at the inlet to the heat exchanger housing and pyrolysis charcoal is predominantly present. At high temperatures, the purity of the pyrolysis char can be further increased and the specifications for the production of biochar according to the guidelines of the European Biochar Certificate can be met. Since the pyrolysis gas produced by the pyrolytic conversion of the biomass is present as a weak gas with a comparatively low calorific value and a high proportion of non-combustible components, it is particularly advantageous to use a burner in which the combustion air and the pyrolysis gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass are essentially unmixed flow at high speed into a combustion chamber of the combustor, as explained above, to achieve a comparatively high combustion temperature.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Reaktorgehäuse einen Trocknungsbereich, in welchem die über den Eingangsanschluss zugeführte Biomasse getrocknet wird, und einen unterhalb des Trocknungsbereichs angeordneten Pyrolysebereich aufweisen, in dem die pyrolytische Umsetzung der Biomasse erfolgt, wobei das Wärmetauschergehäuse dem Pyrolysebereich des Reaktorgehäuses zugeordnet ist. Wie bereits vorstehend erläutert wurde, wird die Biomasse im oberen Bereich des Reaktorgehäuses zugeführt. In diesem Bereich weist die Biomasse noch die ursprüngliche Feuchte auf. Der Bereich, in welchem die Biomasse vorwiegend einer Trocknung und noch nicht der anschließenden Pyrolyse ausgesetzt wird, kann als Trocknungsbereich vorgesehen werden. In diesem Trocknungsbereich ist eine Beheizung des Reaktorgehäuses nicht erforderlich, da an dieser Position der Produktgasauslass vorgesehen ist, so dass die Wärme des Pyrolysegases, das durch die Biomasse im Trocknungsbereich strömt, ausreichend für den Trocknungsvorgang ist. Da der Pyrolysebereich derjenige Bereich des Reaktorgehäuses ist, in welchem die eigentliche Pyrolyse erfolgt, ist diesem Pyrolysebereich das Wärmetauschergehäuse zugeordnet, um die benötigte Wärme in das Reaktorgehäuse einzutragen. Mit diesem Aufbau kann die von dem Wärmetauschergehäuse bereitstellbare Wärme zweckorientiert eingesetzt werden, während auch die in dem entstehenden Pyrolysegas enthaltene Wärme sinnvoll für die Trocknung der Biomasse verwendet wird. Die Aufteilung des Reaktorgehäuses in den Pyrolysebereich und den Trocknungsbereich ergibt sich aus der Konstruktion des Systems und kann experimentell ermittelt werden.According to one embodiment, the reactor housing can have a drying area, in which the biomass supplied via the inlet connection is dried, and a pyrolysis area arranged below the drying area, in which the pyrolytic conversion of the biomass takes place, the heat exchanger housing being assigned to the pyrolysis area of the reactor housing. As already explained above, the biomass is supplied in the upper area of the reactor housing. In this area, the biomass still has the original moisture content. The area in which the biomass is primarily subjected to drying and not yet to the subsequent pyrolysis can be provided as a drying area. In this drying area, heating of the reactor housing is not required, since the product gas outlet is provided at this position, so that the heat of the pyrolysis gas flowing through the biomass in the drying area is sufficient for the drying process. Since the pyrolysis area is that area of the reactor housing in which the actual pyrolysis takes place, the heat exchanger housing is assigned to this pyrolysis area in order to introduce the required heat into the reactor housing. With this structure, the heat that can be provided by the heat exchanger housing can be used in a purpose-oriented manner, while the heat contained in the pyrolysis gas that is produced is also used sensibly for drying the biomass. The division of the reactor housing into the pyrolysis area and the drying area results from the design of the system and can be determined experimentally.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein sich von dem Reaktorgehäuse nach unten erstreckendes Kühlgehäuse vorgesehen sein, in das die erzeugte Pyrolysekohle von dem unteren Abschnitt des Reaktorgehäuses durch die Wirkung der Schwerkraft gelangt. According to one embodiment, a cooling housing extending downwards from the reactor housing may be provided, into which the generated pyrolysis coal passes from the lower portion of the reactor housing by the action of gravity.

Das Kühlgehäuse kann einstückig mit dem Reaktorgehäuse ausgebildet sein und somit als Verlängerung des Reaktorgehäuses nach unten verstanden werden. Alternativ kann das Kühlgehäuse ein getrenntes Bauteil sein, das sowohl thermisch als auch geometrisch von dem Reaktorgehäuse abweicht. Das Kühlgehäuse kann ebenso wie das Reaktorgehäuse eine zylindrische Form haben und vertikal ausgerichtet sein. In das Kühlgehäuse gelangt aufgrund der Schwerkraft die erzeugte Pyrolysekohle, die am unteren Ende des Reaktorgehäuses vorlag und somit aufgrund der Anordnung des Wärmetauschergehäuses und der Führung des Heizgases eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweist.The cooling housing can be designed in one piece with the reactor housing and can thus be understood as a downward extension of the reactor housing. Alternatively, the cooling housing may be a separate component that differs both thermally and geometrically from the reactor housing. Like the reactor housing, the cooling housing can have a cylindrical shape and be oriented vertically. The generated pyrolysis coal, which was present at the lower end of the reactor housing and thus has a comparatively high temperature due to the arrangement of the heat exchanger housing and the routing of the heating gas, reaches the cooling housing due to gravity.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Kühlgehäuse hinsichtlich der thermischen und geometrischen Eigenschaften so eingerichtet sein, dass die Pyrolysekohle während des kontinuierlichen Betriebs des Systems mit einer Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt wird, die unterhalb einer vorgegebenen maximalen Abkühlgeschwindigkeit liegt. Das Abkühlen der Pyrolysekohle ist erforderlich, um die Pyrolysekohle, die am unteren Bereich des Reaktorgehäuses vorliegt, handhabbar zu machen. Ein zu schnelles Abkühlen der Pyrolysekohle würde zur Folge haben, dass Feuchtigkeit, flüchtige Bestandteile und andere Stoffe kondensieren und in unerwünschter Weise in die Pyrolysekohle eintreten bzw. eindiffundieren. Somit wird eine experimentell bestimmte maximale Abkühlgeschwindigkeit festgelegt, die konstruktiv und mit weiteren Maßnahmen beim Durchlaufen des Kühlgehäuses erzielt wird. Insbesondere kann das Kühlgehäuse vollständig oder bereichsweise derart thermisch isoliert sein, dass die Kohle im Inneren des Kühlgehäuses mit einer vorbestimmten Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt wird. Die Länge des Kühlgehäuses kann so eingerichtet werden, dass einerseits die maximale Abkühlgeschwindigkeit nicht überschritten wird und andererseits am Ende des Kühlgehäuses im unteren Bereich die Pyrolysekohle eine ausreichend niedrige Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs aufweist. Das Kühlgehäuse kann zusätzlich oder alternativ zu der thermischen Isolierung zumindest bereichsweise mit Einrichtungen zum Erzielen einer vorbestimmten Wärmeabgabe versehen werden. Hierzu können beispielsweise Kühlrippen auf der Außenfläche des Kühlgehäuses vorgesehen werden. Zusätzlich oder alternativ können Einrichtungen zur erzwungenen Konvektion eingesetzt werden, wie zum Beispiel Lüfter oder Gebläse. Als eine weitere Alternative ist es möglich, zumindest abschnittsweise eine Kühlmanschette am Umfang des Kühlgehäuses vorzusehen. Diese Kühlmanschette kann beispielsweise mit einem Kühlfluid, wie zum Beispiel Kühlwasser, durchströmt werden. Hierdurch ist es möglich, eine sehr genaue Regelung der Abkühlgeschwindigkeit der Pyrolysekohle vorzunehmen, so dass die Qualität der Pyrolysekohle weiter erhöht werden kann. Wesentlich bei der thermischen Auslegung des Kühlgehäuses ist die Erzielbarkeit einer definierten Abkühlgeschwindigkeit der Pyrolysekohle beim Durchlaufen des Kühlgehäuses, mit der ein Auskondensieren von flüchtigen Bestandteilen weitestgehend verhindert wird, die in Bezug auf die Qualität und Reinheit der Pyrolysekohle unerwünscht sind. Mit dieser Maßnahme ist eine Pyrolysekohle erzielbar, die die Vorgaben der Richtlinien des European Biochar Certificate erfüllt.According to a further embodiment, the cooling housing can be set up with regard to the thermal and geometric properties such that the pyrolysis coal is cooled during continuous operation of the system at a cooling rate that is below a predetermined maximum cooling rate. Cooling of the pyrolysis char is required to make the pyrolysis char present at the lower portion of the reactor shell manageable. Cooling the pyrolytic charcoal too quickly would result in moisture, volatile components and other substances condensing and entering or diffusing into the pyrolytic charcoal in an undesired manner. Thus, an experimentally determined maximum cooling rate is determined, which is achieved constructively and with other measures when passing through the cooling housing. In particular, the cooling housing can be thermally insulated completely or in certain areas in such a way that the coal inside the cooling housing is cooled at a predetermined cooling rate. The length of the cooling housing can be adjusted so that on the one hand the maximum cooling rate is not exceeded and on the other hand the pyrolysis carbon has a sufficiently low temperature within a predetermined temperature range at the end of the cooling housing in the lower area. In addition to or as an alternative to the thermal insulation, the cooling housing can be provided with devices for achieving a predetermined heat dissipation, at least in certain areas. For this purpose, for example, cooling fins can be provided on the outer surface of the cooling housing. Additionally or alternatively, forced convection devices may be employed, such as fans or blowers. As a further alternative, it is possible to provide a cooling sleeve at least in sections on the circumference of the cooling housing. A cooling fluid, such as cooling water, can flow through this cooling sleeve, for example. This makes it possible to carry out very precise regulation of the cooling rate of the pyrolysis charcoal, so that the quality of the pyrolysis charcoal can be further increased. A key aspect of the thermal design of the cooling housing is the ability to achieve a defined cooling rate for the pyrolysis charcoal as it passes through the cooling housing, which largely prevents volatile components from condensing out, which are undesirable in terms of the quality and purity of the pyrolysis charcoal. With this measure, a pyrolysis charcoal can be achieved that meets the requirements of the guidelines of the European Biochar Certificate.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Kühlgehäuse thermisch von dem Reaktorgehäuse entkoppelt sein. Hierzu kann das Kühlgehäuse als separates Element von dem Reaktorgehäuse vorgesehen sein. Im Anschlussbereich zwischen dem Kühlgehäuse und dem Reaktorgehäuse kann eine thermische Trennung vorgesehen werden. Die thermische Trennung kann in der Form einer thermisch isolierenden Manschette vorgesehen werden. Andere Maßnahmen zur thermischen Entkopplung sind möglich, solange die vergleichsweise hohe Temperatur am unteren Bereich des Reaktorgehäuses den oberen Bereich des Kühlgehäuses nicht übermäßig erhitzt.According to one embodiment, the cooling housing can be thermally decoupled from the reactor housing. For this purpose, the cooling housing can be provided as a separate element from the reactor housing. A thermal separation can be provided in the connection area between the cooling housing and the reactor housing. The thermal break can be provided in the form of a thermally insulating sleeve. Other measures for thermal decoupling are possible as long as the comparatively high temperature in the lower area of the reactor housing does not excessively heat the upper area of the cooling housing.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Biomasse von dem Eingangsanschluss über eine Zweifachschleuse zugeführt werden. Die Zweifachschleuse kann ein oberes Eingangsventil und ein unteres Eingangsventil aufweisen, die durch ein als Puffer für zuzuführende Biomasse dienendes Eingangsgehäuse miteinander verbunden sind. Dabei können das obere Eingangsventil und das untere Eingangsventil selektiv so angesteuert werden, dass während des Betriebs mindestens eines von dem oberen Eingangsventil und dem unteren Eingangsventil geschlossen ist. Mit dieser Ausgestaltung wird ermöglicht, die Zufuhr der Biomasse zu dem Eingangsanschluss durchführen zu können, ohne dass der Innenraum des Reaktorgehäuses fluidtechnisch mit der Umgebung in Verbindung steht. Insbesondere kann zum Einfüllen der Biomasse zunächst das obere Eingangsventil geöffnet werden, während das untere Eingangsventil geschlossen bleibt. Biomasse kann nun in das Eingangsgehäuse eingefüllt werden, das als Puffer dient. Die Größe des Eingangsgehäuses kann dabei auf den Bedarf angepasst werden. Darauf wird das obere Eingangsventil geschlossen. Sobald das obere Eingangsventil geschlossen ist, kann das untere Eingangsventil geöffnet werden, so dass die Biomasse in den oberen Bereich des Reaktorgehäuses fallen kann. Somit ist das Innere des Reaktorgehäuses zu jedem Zeitpunkt gegenüber der Umgebung fluidtechnisch geschlossen. Als oberes und unteres Eingangsventil kommen Schieberventile infrage, in denen ein Schieber senkrecht zur Längsachse der Schleuse verschoben werden kann. Ferner können Klappenventile verwendet werden, die ein oder mehrere Klappenelemente aufweisen. Die Art des Eingangsventils ist frei wählbar, solange ein Betrieb mit der betreffenden Biomasse geeignet durchführbar ist und eine im Wesentlichen gasdichte Eigenschaft im geschlossenen Zustand erzielbar ist. Das obere und das untere Eingangsventil können jeweils durch Aktuatoren gesteuert werden, so dass der Vorgang zum Einfüllen der Biomasse voll- oder teilautomatisch erfolgen kann.According to one embodiment, the biomass can be fed in from the input connection via a double lock. The double lock can have an upper inlet valve and a lower inlet valve, which are connected to one another by an inlet housing serving as a buffer for the biomass to be supplied. The upper inlet valve and the lower inlet valve can be controlled selectively in such a way that that during operation at least one of the upper inlet valve and the lower inlet valve is closed. This configuration makes it possible to be able to feed the biomass to the inlet connection without the interior of the reactor housing being fluidically connected to the environment. In particular, to fill in the biomass, the upper inlet valve can first be opened, while the lower inlet valve remains closed. Biomass can now be filled into the input housing, which serves as a buffer. The size of the input housing can be adapted to requirements. The upper inlet valve is then closed. Once the upper inlet valve is closed, the lower inlet valve can be opened, allowing the biomass to fall to the top of the reactor housing. Thus, the interior of the reactor housing is fluidically closed to the environment at all times. Slider valves in which a slider can be moved perpendicularly to the longitudinal axis of the sluice come into consideration as the upper and lower inlet valve. Furthermore, flap valves can be used, which have one or more flap elements. The type of inlet valve can be freely selected, as long as operation with the biomass in question can be carried out in a suitable manner and a substantially gas-tight property can be achieved in the closed state. The upper and the lower inlet valve can each be controlled by actuators, so that the process of filling in the biomass can be carried out fully or partially automatically.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Zweifachschleuse thermisch von dem Reaktorgehäuse entkoppelt sein. Hierzu können zwischen der Zweifachschleuse und dem Reaktorgehäuse thermisch isolierende Elemente vorgesehen sein, die verhindern, dass die vergleichsweise hohe Temperatur des Reaktorgehäuses auf die Elemente der Zweifachschleuse übertragen werden.According to one embodiment, the double lock can be thermally decoupled from the reactor housing. For this purpose, thermally insulating elements can be provided between the double lock and the reactor housing, which prevent the comparatively high temperature of the reactor housing from being transferred to the elements of the double lock.

Gemäß einer Ausführungsform kann erzeugte Pyrolysekohle aus dem Kühlgehäuse über eine Zweifachschleuse abgeführt werden, die ein oberes Ausgangsventil und ein unteres Ausgangsventil aufweist, die durch ein als Puffer für abzuführende Pyrolysekohle dienendes Ausgangsgehäuse miteinander verbunden sind, wobei das obere Ausgangsventil und das untere Ausgangsventil selektiv so ansteuerbar sind, dass während des Betriebs mindestens eines von dem oberen Ausgangsventil und dem unteren Ausgangsventil geschlossen ist. Die Funktionsweise der Zweifachschleuse am unteren Bereich des Kühlgehäuses ist vergleichbar mit der Zweifachschleuse, die am Eintritt des Reaktorgehäuses verwendet wird.According to one embodiment, pyrolysis coal produced can be discharged from the cooling housing via a double lock, which has an upper outlet valve and a lower outlet valve, which are connected to one another by an outlet housing serving as a buffer for pyrolysis coal to be discharged, the upper outlet valve and the lower outlet valve being selectively controllable in this way are that during operation at least one of the upper outlet valve and the lower outlet valve is closed. The functioning of the double sluice at the lower part of the cooling housing is comparable to the double sluice used at the inlet of the reactor housing.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine Rüttelvorrichtung am unteren Abschnitt des Kühlgehäuses vorgesehen sein, die eingerichtet ist, um durch Erzeugung von Schwingungen im Bereich des unteren Abschnitts des Kühlgehäuses die Abwärtsbewegung der Pyrolysekohle zu fördern. Es ist ein bekanntes Phänomen, dass Brückenbildung in ungleichmäßig gestaltetem Schüttgut zuweilen dazu führt, dass die Abwärtsbewegung behindert wird. Hierzu kann die Rüttelvorrichtung eingesetzt werden, um mit einer vorbestimmten Frequenz im Bereich des unteren Abschnitts des Kühlgehäuses Schwingungen zu erzeugen. Die Schwingungen können dabei direkt am Kühlgehäuse erzeugt werden. Ferner können die Schwingungen an einem oder mehreren Einbauelementen innerhalb des Kühlgehäuses erzeugt werden, so dass hierdurch direkt die Pyrolysekohle in Schwingung versetzt wird und potenziell vorliegende Brückenbildungen aufgehoben werden können. Die Frequenz der Rüttelvorrichtung kann variabel sein. Ferner kann eine Erfassungseinrichtung vorgesehen werden, die ein Festhängen beziehungsweise eine Brückenbildung der Pyrolysekohle erfassen kann. Eine solche Erfassungseinrichtung kann beispielsweise auf einem Ultraschallsensor oder einer vergleichbaren Technik basieren. Sobald durch die Erfassungseinrichtung erfasst wird, dass die Abwärtsbewegung der Pyrolysekohle behindert ist, kann die Rüttelvorrichtung betrieben werden, um die Situation zu beheben.According to one embodiment, a vibrating device can be provided on the lower section of the cooling housing, which is set up to promote the downward movement of the pyrolysis coal by generating vibrations in the area of the lower section of the cooling housing. It is a well-known phenomenon that bridging in irregularly shaped bulk material sometimes causes downward movement to be impeded. For this purpose, the vibrating device can be used in order to generate vibrations with a predetermined frequency in the area of the lower section of the cooling housing. The vibrations can be generated directly on the cooling housing. Furthermore, the vibrations can be generated on one or more built-in elements within the cooling housing, so that the pyrolysis carbon is directly set in motion and potentially existing bridge formations can be eliminated. The frequency of the vibrator can be variable. Furthermore, a detection device can be provided, which can detect sticking or bridging of the pyrolysis charcoal. Such a detection device can be based, for example, on an ultrasonic sensor or a comparable technology. As soon as it is detected by the detection device that the downward movement of the pyrolysis coal is impeded, the vibrating device can be operated in order to rectify the situation.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine Vorrichtung zum zumindest teilweisen Ausgleichen eines Druckverlusts vorgesehen sein, der in mit dem Reaktorgehäuse verbundenen Rohrleitungen erzeugt wird. Dabei kann die Vorrichtung zum zumindest teilweisen Ausgleichen des Druckverlusts als Gebläse ausgestaltet sein. Das Gebläse kann beispielsweise am Produktgasauslass vorgesehen sein. Das Gebläse kann alternativ am Abgasauslass des Brenners zur Verbrennung des Pyrolysegases vorgesehen sein. Die Position des Gebläses ist jedoch nicht beschränkt, solange ein zumindest teilweiser Ausgleich des Druckverlusts ermöglicht wird, der in mit dem Reaktorgehäuse verbundenen Rohrleitungen erzeugt wird. Dabei kann in einer Ausführungsform die Auslegung des Systems derart sein, dass Aufgrund der Abkühlung der heißen Gase im Verlauf der Strömung und damit einhergehende Volumenverringerung bereits ein gewisser Ausgleich des Druckverlusts erfolgt, während die Vorrichtung zum zumindest teilweisen Ausgleichen eines Druckverlusts ergänzend eingesetzt werden kann.According to one embodiment, a device can be provided for at least partially compensating for a pressure loss that is generated in pipelines connected to the reactor housing. The device for at least partially compensating for the pressure loss can be designed as a blower. The blower can be provided at the product gas outlet, for example. Alternatively, the fan can be provided at the exhaust gas outlet of the burner for burning the pyrolysis gas. However, the position of the fan is not limited as long as it allows at least partial compensation of the pressure loss generated in piping connected to the reactor casing. In one embodiment, the system can be designed in such a way that due to the cooling of the hot gases in the course of the flow and the associated reduction in volume, the pressure loss is already compensated to a certain extent, while the device can also be used to at least partially compensate for a pressure loss.

Gemäß einer Ausführungsform können als Biomasse Holzhackschnitzel eingesetzt werden. Die Holzart ist dabei nicht beschränkt, solange der Pyrolyseprozess ermöglicht wird. Die Größe der Holzhackschnitzel bestimmt zum einen Betriebsparameter des Systems und zum anderen die Abmessung von Elementen des Systems. Ansonsten kann als Biomasse auch anderes Material, wie zum Beispiel Holzpellets, Miscanthus, Nussschalen und dergleichen, nach optionaler Vorkonditionierung, wie bspw. einer Brikettierung, verwendet werden.According to one embodiment, wood chips can be used as the biomass. The type of wood is not limited as long as the pyrolysis process is possible. The size of the wood chips determines the operating parameters of the system on the one hand and the dimensions on the other tion of elements of the system. Otherwise, other material, such as wood pellets, miscanthus, nut shells and the like, can also be used as biomass after optional preconditioning, such as briquetting.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine Zusatzheizvorrichtung vorgesehen sein, die für die Wärmezufuhr beim thermischen Anfahren des Systems verwendet wird, um dem Reaktorgehäuse die zum Starten der Pyrolyse notwendige Wärme zuzuführen. Hierzu kann beispielsweise ein Gasbrenner eingesetzt werden, der mit Erdgas oder sonstigem Gas betrieben wird. Ferner ist es möglich, einen Teil des erzeugten Pyrolysegases in einem Zwischenspeicher zu lagern und für das Anfahren des Pyrolysereaktors vorzuhalten. Gemäß einer Ausführungsform kann derselbe Brenner als Zusatzheizvorrichtung eingesetzt werden, mit dem das Heizgas zumindest teilweise durch Verbrennen des durch die pyrolytische Umsetzung der Biomasse erzeugten Gases im kontinuierlichen Betrieb erzeugt wird.According to one embodiment, an auxiliary heating device can be provided, which is used for the heat supply during thermal start-up of the system in order to supply the reactor housing with the heat necessary for starting the pyrolysis. For this purpose, for example, a gas burner can be used, which is operated with natural gas or other gas. It is also possible to store part of the pyrolysis gas generated in an intermediate store and to keep it available for starting up the pyrolysis reactor. According to one embodiment, the same burner can be used as an additional heating device, with which the heating gas is generated at least partially by burning the gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass in continuous operation.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines Systems zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse in Pyrolysegas und Pyrolysekohle vorgesehen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

Einführen von Biomasse in ein Reaktorgehäuse;
Zuführen von Wärme zu der in dem Reaktorgehäuse befindliche Biomasse und Aufrechterhalten eines Sauerstoffausschlusses oder eines Zustands mit verringertem Sauerstoffgehalt innerhalb des Reaktorgehäuses zur Durchführung einer pyrolytischen Umwandlung der Biomasse in Zwischenprodukte und Pyrolysekohle als Endprodukt;
Abführen von durch die pyrolytische Umwandlung der Biomasse erzeugtem Pyrolysegas aus dem Reaktorgehäuse;
Abführen von durch die pyrolytische Umwandlung der Biomasse erzeugter Pyrolysekohle;
wobei der Schritt des Zuführens von Wärme zu der in dem Reaktorgehäuse befindlichen Biomasse durch Übertragen von Wärme von einem Heizgas, das zumindest teilweise durch Verbrennen des von dem Reaktorgehäuse abgeführten Pyrolysegas erzeugt wird, über eine Wand, insbesondere eine Außenwand des Reaktorgehäuses erfolgt.

According to a second aspect of the present invention, a method for operating a system for the pyrolytic conversion of biomass into pyrolysis gas and pyrolysis char is provided. The procedure has the following steps:

introducing biomass into a reactor housing;
supplying heat to the biomass within the reactor housing and maintaining an oxygen-excluded or oxygen-reduced condition within the reactor housing to effect pyrolytic conversion of the biomass into intermediate products and pyrolysis char as a final product;
removing pyrolysis gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass from the reactor housing;
discharging pyrolysis char produced by the pyrolytic conversion of the biomass;
wherein the step of supplying heat to the biomass located in the reactor housing takes place by transferring heat from a heating gas, which is at least partially generated by burning the pyrolysis gas discharged from the reactor housing, via a wall, in particular an outer wall of the reactor housing.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Betrieb als kontinuierlicher Betrieb ausgeführt werden, indem Biomasse einem oberen Abschnitt des Reaktorgehäuses zugeführt wird und erzeugte Pyrolysekohle von einem unteren Abschnitt des Reaktorgehäuses entnommen wird, wobei Biomasse, Zwischenprodukte und Pyrolysekohle mithilfe der Schwerkraft vertikal durch das Reaktorgehäuse bewegt werden.According to one embodiment, the operation may be performed as a continuous operation by feeding biomass to an upper portion of the reactor shell and removing generated pyrolysis char from a lower portion of the reactor shell, wherein biomass, intermediate products and pyrolysis char are moved vertically through the reactor shell by gravity.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Übertragen von Wärme über die Außenwand des Reaktorgehäuses so erfolgen, dass die Temperatur des Heizgases das auf einen unteren Abschnitt des Reaktorgehäuses einwirkt, höher als die Temperatur des Heizgases, dass auf einen oberen Abschnitt des Reaktorgehäuses einwirkt.According to one embodiment, the transfer of heat across the outer wall of the reactor housing may be such that the temperature of the fuel gas acting on a lower portion of the reactor housing is higher than the temperature of the fuel gas acting on an upper portion of the reactor housing.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die in das Reaktorgehäuse gefüllte Biomasse durch Hindurchleiten des entstehenden Pyrolysegases getrocknet wird.According to one embodiment, it can be provided that the biomass filled into the reactor housing is dried by passing the resulting pyrolysis gas through it.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass während des Betriebs eine Druckdifferenz zwischen dem Reaktorgehäuse und der Umgebung verringert, insbesondere minimiert wird.According to one embodiment, it can be provided that a pressure difference between the reactor housing and the environment is reduced, in particular minimized, during operation.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die erzeugte Pyrolysekohle mit einer vorbestimmten maximalen Kühlgeschwindigkeit gekühlt wird.According to one embodiment, it can be provided that the pyrolysis coal produced is cooled at a predetermined maximum cooling rate.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren mit einem System nach einer oder mehreren Ausführungsformen des ersten Aspekts durchgeführt werden.According to one embodiment, the method can be performed with a system according to one or more embodiments of the first aspect.

Figurenlistecharacter list

1 shows an embodiment of the system for pyrolytic conversion of biomass in a schematic representation;
2 shows a schematic representation of an embodiment of a combustion arrangement for the combustion of pyrolysis gas, which is used in the in 1 system shown is applicable; and
3 shows a schematic representation of an embodiment of an exhaust gas purification device that is used in the in 1 system shown is applicable.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und Abwandlungen sind denkbar, solange das Grundkonzept der Erfindung verwirklicht wird.In the following, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments are only examples, and modifications are conceivable as long as the basic concept of the invention is realized.

In 1 ist der schematische Aufbau eines Systems zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse in einer Ausführungsform schematisch dargestellt. In der folgenden Beschreibung wird auf einzelne Abschnitte des Systems näher eingegangen, wobei auch die Grundlagen pyrolytischer Umsetzung von Biomasse erläutert wird.In 1 is the schematic structure of a system for the pyrolytic conversion of Bio mass shown schematically in one embodiment. In the following description, individual sections of the system are discussed in more detail, with the basics of pyrolytic conversion of biomass also being explained.

Das in 1 gezeigte System gliedert sich funktional in verschiedene Abschnitte. Diese Abschnitte und deren Funktionen sowie die Zusammenwirkung der einzelnen Abschnitte des Systems werden im Folgenden erklärt.This in 1 The system shown is functionally divided into different sections. These sections and their functions as well as the interaction of the individual sections of the system are explained below.

In der vorliegenden Ausführungsform weist das System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse eine Reaktorbaugruppe 1 auf. Die Reaktorbaugruppe 1 weist als einen Hauptbestandteil ein Reaktorgehäuse 10 auf. Wie in 1 ersichtlich ist, ist das Reaktorgehäuse 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als rohrförmiger zylindrischer Körper ausgebildet. Dabei weist das Reaktorgehäuse 10, wie in 1 ersichtlich ist, eine Länge auf, die ein Vielfaches eines Durchmessers des Reaktorgehäuses 10 beträgt. Das Reaktorgehäuse 10 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Rohr aus einem Stahlwerkstoff gebildet. Ferner weist das Reaktorgehäuse an seinem oberen Ende einen oberen Reaktorflansch 19a auf. Am unteren Ende weist das Reaktorgehäuse 10 einen unteren Reaktorflansch 19b auf. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Innenwände des Reaktorgehäuses 10 glatt und im Innenraum des Reaktorgehäuses 10 befinden sich keine weiteren Bauteile, so dass die Biomasse aufgrund der Schwerkraft durch das Reaktorgehäuse 10 geleitet werden kann. Das Reaktorgehäuse 10 bildet insofern ein zentrales Element des Systems zur pyrolytischen Umsetzung, dass an dem oberen Eintritt des Reaktorgehäuses 10 Biomasse eingeführt wird, die innerhalb des Reaktorgehäuses 10 der pyrolytischen Umsetzung unterzogen wird, wie weiter unten beschrieben wird.In the present embodiment, the system for the pyrolytic conversion of biomass has a reactor assembly 1 . The reactor assembly 1 has a reactor housing 10 as a main component. As in 1 As can be seen, the reactor housing 10 according to the present embodiment is formed as a tubular cylindrical body. The reactor housing 10, as in 1 as can be seen, has a length which is a multiple of a diameter of the reactor housing 10 . In the present embodiment, the reactor housing 10 is formed as a tube made of a steel material. Furthermore, the reactor housing has an upper reactor flange 19a at its upper end. At the lower end, the reactor housing 10 has a lower reactor flange 19b. In the present embodiment, the inner walls of the reactor housing 10 are smooth and there are no other components in the interior of the reactor housing 10, so that the biomass can be guided through the reactor housing 10 due to gravity. The reactor housing 10 forms a central element of the system for pyrolytic conversion in that biomass is introduced at the upper inlet of the reactor housing 10 and is subjected to the pyrolytic conversion inside the reactor housing 10, as will be described further below.

Die Reaktorbaugruppe 1 weist ferner einen Reaktorkopf 11 auf, der mit dem Reaktorgehäuse 10 an dessen oberen Ende über den oberen Reaktorflansch 19a gasdicht verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Reaktorkopf 11 als konisches Element ausgebildet, dessen Durchmesser sich ausgehend von dem Durchmesser des Reaktorgehäuses 10 nach oben hin verjüngt. Der Reaktorkopf 11 weist an beiden axialen Enden Flanschelemente auf, die zur Verbindung des Reaktorkopfs 11 mit angrenzenden Bauteilen dienen.The reactor assembly 1 also has a reactor head 11 which is connected in a gas-tight manner to the reactor housing 10 at its upper end via the upper reactor flange 19a. In the present embodiment, the reactor head 11 is designed as a conical element, the diameter of which tapers upwards, starting from the diameter of the reactor housing 10 . The reactor head 11 has flange elements on both axial ends, which are used to connect the reactor head 11 to adjacent components.

In einem oberen Bereich des Reaktorgehäuses befindet sich ein Produktgasauslass 12. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Produktgasauslass 12 als Rohr ausgebildet, das senkrecht zur Längsachse des Reaktorgehäuses 10 angebracht ist. Das Rohr steht mit einer vorbestimmten Länge von einer Mantelfläche des Reaktorgehäuses 10 vor und stellt eine Fluidverbindung zu dem Innenraum des Reaktorgehäuses 10 im oberen Bereich her. Der Produktgasauslass 12 ist mit einem Durchmesser ausgebildet, der eine Abfuhr von bei der pyrolytischen Umsetzung der Biomasse entstehendem Pyrolysegas geeignet ist, wie nachfolgend erläutert wird.A product gas outlet 12 is located in an upper area of the reactor housing. The tube protrudes by a predetermined length from an outer surface of the reactor housing 10 and establishes a fluid connection to the interior of the reactor housing 10 in the upper region. The product gas outlet 12 is designed with a diameter that is suitable for removing pyrolysis gas produced during the pyrolytic conversion of the biomass, as will be explained below.

Ferner weist die Reaktorbaugruppe 1 ein Wärmetauschergehäuse 15 auf, das in einem vorbestimmten axialen Bereich des Reaktorgehäuses 10 an dessen Außenumfang angebracht ist. Das Wärmetauschergehäuse 15 ist in der vorliegenden Ausführungsform zylindrisch aufgebaut und bildet gemeinsam mit der Außenumfangsfläche des Reaktorgehäuses 10 und seiner Innenfläche einen ringförmigen Raum, der als Heizgasraum 17 dient. Das Wärmetauschergehäuse 15 ist in der vorliegenden Ausführungsform aus einem Stahlwerkstoff gebildet und beispielsweise durch Verschweißen an dem Reaktorgehäuse 10 angebracht. Wie in 1 gezeigt ist, erstreckt sich das Wärmetauschergehäuse 15 über einen axialen Abschnitt des Reaktorgehäuses 10, der so gewählt ist, dass ein oberer Bereich des Reaktorgehäuses 10 nicht von dem Wärmetauschergehäuse 15 bedeckt ist. Insbesondere ist das Reaktorgehäuse 10 in dem Bereich, in welchem der Produktgasauslass 12 vorgesehen ist, nicht von dem Wärmetauschergehäuse 15 bedeckt.Furthermore, the reactor assembly 1 has a heat exchanger housing 15 which is attached to the outer circumference of the reactor housing 10 in a predetermined axial region. In the present embodiment, the heat exchanger housing 15 has a cylindrical structure and, together with the outer peripheral surface of the reactor housing 10 and its inner surface, forms an annular space that serves as the heating gas space 17 . In the present embodiment, the heat exchanger housing 15 is formed from a steel material and is attached to the reactor housing 10 by welding, for example. As in 1 is shown, the heat exchanger housing 15 extends over an axial section of the reactor housing 10 which is selected such that an upper region of the reactor housing 10 is not covered by the heat exchanger housing 15. In particular, the reactor housing 10 is not covered by the heat exchanger housing 15 in the area in which the product gas outlet 12 is provided.

Das Wärmetauschergehäuse 15 weist einen Heizgaseinlass 13 an seinem axial unteren Abschnitt sowie einen Heizgasauslass 14 an seinem oberen Abschnitt auf. Der Heizgaseinlass 13 und der Heizgasauslass 14 sind aus Rohren gebildet, die an der Außenwand des Wärmetauschergehäuses angebracht sind. Ferner sind der Heizgaseinlass 13 und der Heizgasauslass 14 so gestaltet, dass eine Fluidverbindung in dem Heizgasraum 17 ermöglicht wird, der innerhalb des Wärmetauschergehäuses 15 gebildet wird. Der Heizgaseinlass 13 ist für das Einleiten eines Heizgases in den Heizgasraum 17 vorgesehen, während der Heizgasauslass 14 zum Abführen des Heizgases aus dem Heizgasraum 17 vorgesehen ist, wie nachstehend beschrieben wird.The heat exchanger housing 15 has a heating gas inlet 13 at its axially lower portion and a heating gas outlet 14 at its upper portion. The heating gas inlet 13 and the heating gas outlet 14 are formed from tubes which are attached to the outer wall of the heat exchanger housing. Furthermore, the heating gas inlet 13 and the heating gas outlet 14 are designed in such a way that a fluid connection is made possible in the heating gas space 17 which is formed within the heat exchanger housing 15 . The heating gas inlet 13 is provided for introducing a heating gas into the heating gas space 17, while the heating gas outlet 14 is provided for discharging the heating gas from the heating gas space 17, as will be described below.

Innerhalb des Heizgasraums 17 ist ein Strömungseinbau 18 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Strömungseinbau 18 aus schraubenförmig angeordneten Elementen gebildet, die beispielsweise aus Blech hergestellt sind und innerhalb des Heizgasraums 17 montiert sind. Mit dem Strömungseinbau 18 innerhalb des Heizgasraums 17 wird bewirkt, dass an dem Heizgaseinlass 13 einströmendes Heizgas der schraubenförmigen Kanalstruktur des Strömungseinbaus 18 folgt, um sodann aus dem Heizgasauslass austreten zu können.A flow installation 18 is provided within the heating gas space 17 . In the present embodiment, the flow installation 18 is formed from helically arranged elements, which are made of sheet metal, for example, and are mounted inside the heating gas space 17 . The flow installation 18 within the heating gas chamber 17 causes the heating gas flowing in at the heating gas inlet 13 to follow the helical channel structure of the flow installation 18 so that it can then exit from the heating gas outlet.

Wie in 1 gezeigt ist, erstreckt sich am unteren Ende des Reaktorgehäuses 10 der Reaktorbaugruppe 1 ein Kühlabschnitt 2. Der Kühlabschnitt 2 weist als Hauptbestandteil ein Kühlgehäuse 20 auf. Das Kühlgehäuse 20 ist, ähnlich wie das Reaktorgehäuse 10, aus einem zylindrischen rohrförmigen Element ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Durchmesser des Kühlgehäuses 20 derselbe wie der Durchmesser des Reaktorgehäuses 10. Das Kühlgehäuse 20 ist ebenfalls aus einem Stahlwerkstoff hergestellt. Ferner weist das Kühlgehäuse 20 eine axiale Länge auf, die ein Vielfaches des Durchmessers des Kühlgehäuses 20 ist. Am oberen Ende des Kühlgehäuses 20 ist ein oberer Kühlgehäuseflansch 21 angebracht. Der obere Kühlgehäuseflansch 21 ist mit dem unteren Reaktorflansch 19b gasdicht verbunden. Am unteren Ende des Kühlgehäuses 20 befindet sich ein Kühlgehäusefuß 22. Der Kühlgehäusefuß 22 ist als konisches Element ausgebildet, dessen Durchmesser sich ausgehend von dem unteren Ende des Kühlgehäuses 20 nach unten verjüngt. Der Kühlgehäusefuß 22 ist fest und gasdicht mit dem unteren Ende des Kühlgehäuses 20 verbunden.As in 1 1, a cooling section 2 extends at the lower end of the reactor housing 10 of the reactor assembly 1. The cooling section 2 has a cooling housing 20 as a main component. The cooling case 20, like the reactor case 10, is formed of a cylindrical tubular member. In the present embodiment, the diameter of the cooling case 20 is the same as the diameter of the reactor case 10. The cooling case 20 is also made of a steel material. Furthermore, the cooling housing 20 has an axial length which is a multiple of the diameter of the cooling housing 20 . At the upper end of the cooling shroud 20 an upper cooling shroud flange 21 is attached. The upper cooling housing flange 21 is connected to the lower reactor flange 19b in a gas-tight manner. A cooling housing foot 22 is located at the lower end of the cooling housing 20. The cooling housing foot 22 is designed as a conical element, the diameter of which tapers downward starting from the lower end of the cooling housing 20. The cooling housing base 22 is connected to the lower end of the cooling housing 20 in a fixed and gas-tight manner.

Die Außenfläche des Wärmetauschergehäuses 15 weist in der vorliegenden Ausführungsform eine thermische Isolierung 16 auf. Die thermische Isolierung 16 ist an dem Wärmetauschergehäuse 15 vorgesehen und weist eine Wandstärke auf, die eine Verringerung des Wärmeverlusts im Betrieb des Systems bewirkt. Durch die thermische Isolierung 16 wird ermöglicht, dass die in den Heizgasraum 17 zugeführte Wärmemenge weitestgehend auf das Reaktorgehäuse 10 übertragen werden kann. Die thermische Isolierung 16 ist in der vorliegenden Ausführungsform aus einem mineralischen Material ausgestaltet, das optional mit einem Schutzmantel versehen sein kann.The outer surface of the heat exchanger housing 15 has thermal insulation 16 in the present embodiment. The thermal insulation 16 is provided on the heat exchanger housing 15 and has a wall thickness which causes a reduction in heat loss during operation of the system. The thermal insulation 16 makes it possible for the amount of heat fed into the heating gas space 17 to be transferred to the reactor housing 10 as far as possible. In the present embodiment, the thermal insulation 16 is made of a mineral material, which can optionally be provided with a protective jacket.

Das System weist ferner eine Eingangsbaugruppe 3 auf, die sich an der oberen Seite der Reaktorbaugruppe 1 befindet. Die Eingangsbaugruppe 3 weist ein Eingangsgehäuse 30 auf, das in der vorliegenden Ausführungsform als zylindrisches Rohr ausgebildet ist. Das Eingangsgehäuse 30 liegt axial zwischen einem oberen Eingangsventil 31 und einem unteren Eingangsventil 32. Die Eingangsbaugruppe 3 dient dazu, die Biomasse über einen Eingangsanschluss 33, der oberhalb des oberen Eingangsventils 31 vorgesehen ist, über einen definierten Ablauf in das Reaktorgehäuse 10 der Reaktorbaugruppe 1 zu verbringen. Hierzu sind das obere Eingangsventil 31 und das untere Eingangsventil 32 in der vorliegenden Ausführungsform als Schieberventile ausgestaltet, die über einen nicht gezeigten Schieber einen Durchgang durch das obere Eingangsventil 31 und das untere Eingangsventil 32 selektiv öffnen oder schließen können. Zu diesem Zweck werden Aktuatoren eingesetzt, die die entsprechenden Schieber in die geöffnete Position oder in die geschlossene Position versetzen können. Das Eingangsgehäuse 30 dient hierbei als Pufferraum, in den bei geöffnetem oberen Eingangsventil 31 Biomasse eingefüllt werden kann, während das untere Eingangsventil 32 geschlossen bleibt. Nach Befüllen des Eingangsgehäuses 30 mit Biomasse wird das obere Eingangsventil 31 geschlossen, woraufhin das untere Eingangsventil 32 geöffnet werden kann. Nach dem Öffnen des unteren Eingangsventils 32 fällt die sich in dem Eingangsgehäuse 30 befindende Biomasse durch Schwerkraft über den Reaktorkopf 11 in das Reaktorgehäuse 10. Die Aktuatoren zur Ansteuerung des oberen Eingangsventils 31 und des unteren Eingangsventils 32 können in der vorliegenden Ausführungsform automatisch oder halbautomatisch gesteuert werden, so dass zu jedem Zeitpunkt zumindest eines der Ventile geschlossen bleibt. Somit kann bewirkt werden, dass zu keinem Zeitpunkt eine Fluidverbindung zwischen dem Reaktorgehäuse 10 und der Umgebung über die Eingangsbaugruppe 3 besteht.The system further comprises an input assembly 3 located at the top of the reactor assembly 1 . The input assembly 3 has an input housing 30, which is designed as a cylindrical tube in the present embodiment. The inlet housing 30 is located axially between an upper inlet valve 31 and a lower inlet valve 32. The inlet assembly 3 serves to supply the biomass via an inlet connection 33, which is provided above the upper inlet valve 31, via a defined outlet into the reactor housing 10 of the reactor assembly 1 spend. For this purpose, the upper inlet valve 31 and the lower inlet valve 32 in the present embodiment are designed as slide valves which can selectively open or close a passage through the upper inlet valve 31 and the lower inlet valve 32 via a slide (not shown). For this purpose, actuators are used, which can put the corresponding slides in the open position or in the closed position. The inlet housing 30 serves as a buffer space into which biomass can be filled when the upper inlet valve 31 is open, while the lower inlet valve 32 remains closed. After the inlet housing 30 has been filled with biomass, the upper inlet valve 31 is closed, whereupon the lower inlet valve 32 can be opened. After opening the lower inlet valve 32, the biomass in the inlet housing 30 falls by gravity over the reactor head 11 into the reactor housing 10. In the present embodiment, the actuators for controlling the upper inlet valve 31 and the lower inlet valve 32 can be controlled automatically or semi-automatically , so that at any point in time at least one of the valves remains closed. It can thus be ensured that there is never a fluid connection between the reactor housing 10 and the environment via the input assembly 3 .

Die Abmessung des Eingangsgehäuses 30 ist so gewählt, dass die Biomasse mit der gewünschten Menge durch die vorstehend genannte Funktionsweise in das Reaktorgehäuse 10 gefüllt werden kann. Obwohl dies in 1 nicht gezeigt ist, kann an dem Eingangsanschluss 33 der Eingangsbaugruppe 3 in der vorliegenden Ausführungsform ein Einfülltrichter vorgesehen sein, über den die Biomasse zugeführt werden kann. Der Einfülltrichter kann dabei ein Volumen aufweisen, das ein Vielfaches des Volumens des Eingangsgehäuses 30 aufweist. Somit kann der Einfülltrichter als zusätzlicher Puffer für die zuzuführende Biomasse dienen.The dimensions of the inlet housing 30 are selected such that the desired amount of biomass can be filled into the reactor housing 10 by the above-mentioned mode of operation. Although this in 1 is not shown, a hopper can be provided on the input connection 33 of the input assembly 3 in the present embodiment, via which the biomass can be supplied. The filling funnel can have a volume that is a multiple of the volume of the inlet housing 30 . The hopper can thus serve as an additional buffer for the biomass to be fed.

Das System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse weist ferner eine Ausgangsbaugruppe 4 auf, die, ähnlich wie die Eingangsbaugruppe 3, aus zwei Ventilen und einem Gehäuse aufgebaut ist. Insbesondere weist die Ausgangsbaugruppe 4 ein Ausgangsgehäuse 40 auf, das zwischen einem oberen Ausgangsventil 41 und einem unteren Ausgangsventil 42 vorgesehen ist. Das obere Ausgangsventil 41 ist, wie in 1 gezeigt ist, mit dem Kühlgehäusefuß 22 verbunden. Von dem oberen Ausgangsventil 41 erstreckt sich das Ausgangsgehäuse 40, an dessen unterem Abschnitt das untere Ausgangsventil 42 vorgesehen ist. Am unteren Abschnitt des unteren Ausgangsventils 42 befindet sich ein Ausgangsanschluss 43.The system for the pyrolytic conversion of biomass also has an output assembly 4 which, like the input assembly 3, is made up of two valves and a housing. In particular, the output assembly 4 has an output housing 40 which is provided between an upper output valve 41 and a lower output valve 42 . The upper outlet valve 41 is, as in 1 is shown connected to cooling shroud foot 22 . Extending from the upper outlet valve 41 is the outlet housing 40, on the lower portion of which the lower outlet valve 42 is provided. At the lower portion of the lower outlet valve 42 is an outlet port 43.

Die Funktionsweise der Ausgangsbaugruppe 4 ist derjenigen der Eingangsbaugruppe 3 ähnlich. Die Ausgangsbaugruppe 4 dient dazu, das Pyrolyseprodukt in der Form von Pyrolysekohle, die sich ggf. in dem unteren Bereich des Kühlgehäuses 20 befindet, aus dem Kühlgehäuse 20 abzuführen. Hierzu weisen das obere Ausgangsventil 41 und das untere Ausgangsventil 42, ähnlich wie bei der Eingangsbaugruppe 3, durch Aktuatoren steuerbare Schieber auf, mit denen das obere Ausgangsventil 41 und das untere Ausgangsventil 42 selektiv geöffnet und geschlossen werden können. Zum Abführen des Pyrolyseprodukts aus dem Kühlgehäuse 20 wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das obere Ausgangsventil 41 geöffnet, während das untere Ausgangsventil 42 geschlossen gehalten wird. Sofern Pyrolyseprodukt im unteren Bereich des Kühlgehäuses vorhanden ist, fällt dieses aufgrund der Wirkung der Schwerkraft in das Ausgangsgehäuse 40. Sobald das Pyrolyseprodukt in das Ausgangsgehäuse 40 eingetreten ist, kann das obere Ausgangsventil 41 geschlossen werden. Nachdem das obere Ausgangsventil 41 geschlossen ist, wird das untere Ausgangsventil 42 geöffnet, so dass das in dem Ausgangsgehäuse 40 vorhandene Pyrolyseprodukt aufgrund der Schwerkraft in den Ausgangsanschluss 43 gelangen kann. In ähnlicher Weise wie bei der Eingangsbaugruppe 3 kann durch die Ausgangsbaugruppe 4 bewirkt werden, dass das Kühlgehäuse 20 zu keinem Zeitpunkt in Fluidverbindung mit der Umgebung steht, während gleichzeitig das Pyrolyseprodukt sicher abgeführt werden kann.The mode of operation of the output assembly 4 is similar to that of the input assembly 3 . The output assembly 4 serves to discharge the pyrolysis product from the cooling housing 20 in the form of pyrolysis coal, which may be located in the lower region of the cooling housing 20 . For this purpose, the upper outlet valve 41 and the lower Output valve 42, similar to the input assembly 3, controllable by actuators slide, with which the upper output valve 41 and the lower output valve 42 can be selectively opened and closed. According to the present embodiment, in order to discharge the pyrolysis product from the cooling housing 20, the upper outlet valve 41 is opened, while the lower outlet valve 42 is kept closed. If pyrolysis product is present in the lower region of the cooling housing, it falls into the outlet housing 40 due to the effect of gravity. As soon as the pyrolysis product has entered the outlet housing 40, the upper outlet valve 41 can be closed. After the upper outlet valve 41 is closed, the lower outlet valve 42 is opened, so that the pyrolysis product present in the outlet housing 40 can reach the outlet connection 43 due to gravity. In a similar manner to the input assembly 3, the output assembly 4 can ensure that the cooling housing 20 is never in fluid communication with the environment, while at the same time the pyrolysis product can be safely discharged.

Wie in 1 gezeigt ist, schließt sich an den Ausgangsanschluss 43 ein Ausgangsförderer 44 an, der in der vorliegenden Ausführungsform als Schneckenförderer ausgebildet ist. Der Ausgangsförderer 44 dient dazu, das Pyrolyseprodukt in ein Silo oder Ähnliches zu befördern.As in 1 is shown, the outlet connection 43 is followed by an outlet conveyor 44 which, in the present embodiment, is designed as a screw conveyor. The exit conveyor 44 serves to convey the pyrolysis product into a silo or the like.

Wie in 1 gezeigt ist, sind die vorstehend beschriebenen Elemente des Systems zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse an einer Gestellbaugruppe 5 montiert. Die Gestellbaugruppe 5 trägt am oberen Bereich die Eingangsbaugruppe 3, die Reaktorbaugruppe 1 unterhalb der Eingangsbaugruppe 3, den Kühlabschnitt 2 unterhalb der Reaktorbaugruppe 1 und die Ausgangsbaugruppe 4 unterhalb des Kühlabschnitts 2.As in 1 As shown, the elements of the system for the pyrolytic conversion of biomass described above are mounted on a frame assembly 5 . The frame assembly 5 carries the inlet assembly 3 at the top, the reactor assembly 1 below the inlet assembly 3, the cooling section 2 below the reactor assembly 1 and the outlet assembly 4 below the cooling section 2.

Im Folgenden wird die Funktionsweise des Systems zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse näher erläutert. Unter Pyrolyse oder pyrolytischer Umsetzung wird ein Umwandlungsprozess verstanden, durch den organische Verbindungen eines der Pyrolyse unterzogenen Materials bei hohen Temperaturen und unter Abwesenheit von Sauerstoff gespalten werden. Durch die Wirkung hoher Temperaturen werden die Bindungen innerhalb der Moleküle gespalten und durch den Sauerstoffausschluss wird eine Verbrennung verhindert. Die Pyrolyse wird mit dem in 1 gezeigten System auf Biomasse angewendet. Für die folgende Beschreibung wird zunächst angenommen, dass das System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse sich in einem quasistationären Betrieb befindet. Im quasistationären Betrieb befindet sich in der Reaktorbaugruppe 1, genauer gesagt in dem Reaktorgehäuse 10, Biomasse in der Form von Holzhackschnitzeln. In dem Reaktorgehäuse 10 findet die pyrolytische Umsetzung der Holzhackschnitzel unter Sauerstoffausschluss oder zumindest in einer äußerst sauerstoffarmen Bedingung statt. Hierzu ist der Innenraum des gesamten Systems fluidtechnisch weitestgehend von der Umgebung getrennt.The functioning of the system for the pyrolytic conversion of biomass is explained in more detail below. Pyrolysis or pyrolytic reaction is understood to mean a conversion process by which organic compounds of a material subjected to pyrolysis are broken down at high temperatures and in the absence of oxygen. The effects of high temperatures break the bonds within the molecules and the exclusion of oxygen prevents combustion. The pyrolysis is started with the in 1 system shown applied to biomass. For the following description, it is initially assumed that the system for the pyrolytic conversion of biomass is in quasi-stationary operation. In quasi-steady-state operation, the reactor assembly 1, more precisely the reactor housing 10, contains biomass in the form of wood chips. In the reactor housing 10, the pyrolytic conversion of the wood chips takes place in the absence of oxygen or at least in an extremely low-oxygen condition. For this purpose, the interior of the entire system is largely separated from the environment in terms of fluid technology.

Während des Ablaufs der Pyrolyse schreitet die pyrolytische Umsetzung in dem System der vorliegenden Ausführungsform in dem Reaktorgehäuse 10 von dem oberen Bereich in Richtung des unteren Bereichs voran, während sich das Material bei gleichzeitiger Umsetzung in Zwischen- und Endprodukte verändert. Insbesondere befinden sich in dem oberen Bereich des Reaktorgehäuses 10 Holzhackschnitzel in ihrer weitestgehend ursprünglichen Form, bspw. unmittelbar nach der Anlieferung. In dem Bereich, der axial von dem Wärmetauschergehäuse 15 abgedeckt wird, findet die eigentliche Pyrolyse der Holzhackschnitzel statt. Hierzu wird der Innenraum des Reaktorgehäuses 10 mithilfe des Wärmetauschergehäuses 15 derart beheizt, dass die Holzhackschnitzel einer hohen Temperatur ausgesetzt werden können, um die Pyrolyse voranzutreiben. Zu diesem Zweck wird in den Heizgaseinlass 13 des Wärmetauschergehäuses 15 Heizgas mit einer Temperatur im Bereich von 750 bis 850°C eingeleitet, so dass das Heizgas an dem Außenumfang des Reaktorgehäuses 10 entlangströmen und Wärme an das Reaktorgehäuse 10 abgeben kann. Da die Abgastemperatur des im weiter unten beschriebenen Brennersystems 60 verwendeten Brenners höher ist als die am Heizgaseinlass 13 des Wärmetauschergehäuses 15 erforderliche Temperatur des Heizgases, kann durch geregeltes Zumischen von Frischluft und/oder abgekühltem Abgas die Temperatur des Heizgases eingestellt werden. Das auf eine Temperatur von 250 bis 350°C abgekühlte Heizgas tritt aus dem Heizgasanschluss 14 aus dem Wärmetauschergehäuse 15 aus. Auf diesem Weg wird die Pyrolyse vorangetrieben, so dass das Volumen der Biomasse in Form der Holzhackschnitzel in bekannter Weise verringert wird. Ferner finden die für die Pyrolyse charakteristischen Vorgänge statt, so dass nach einer vorbestimmten Verweildauer innerhalb der Umgebung mit hoher Temperatur und unter Sauerstoffabschluss am unteren Bereich des Reaktorgehäuses 10 die Biomasse in der Form der Holzhackschnitzel zu Pyrolysekohle umgesetzt wird. Bei diesem Vorgang entsteht Pyrolysegas mit unterschiedlicher Zusammensetzung, das über den Produktgasauslass 12 abgeführt wird.During the course of pyrolysis, in the system of the present embodiment, the pyrolytic reaction proceeds in the reactor body 10 from the top toward the bottom while the material changes into intermediate and end products while being converted. In particular, in the upper area of the reactor housing 10 there are wood chips in their largely original form, for example immediately after delivery. The actual pyrolysis of the wood chips takes place in the area that is axially covered by the heat exchanger housing 15 . For this purpose, the interior of the reactor housing 10 is heated with the aid of the heat exchanger housing 15 in such a way that the wood chips can be exposed to a high temperature in order to advance the pyrolysis. For this purpose, heating gas at a temperature in the range from 750 to 850° C. is introduced into the heating gas inlet 13 of the heat exchanger housing 15 so that the heating gas can flow along the outer circumference of the reactor housing 10 and can give off heat to the reactor housing 10 . Since the exhaust gas temperature of the burner used in the burner system 60 described below is higher than the temperature of the hot gas required at the hot gas inlet 13 of the heat exchanger housing 15, the temperature of the hot gas can be adjusted by controlled admixture of fresh air and/or cooled exhaust gas. The heating gas, cooled to a temperature of 250 to 350° C., exits the heating gas connection 14 from the heat exchanger housing 15 . In this way, the pyrolysis is advanced, so that the volume of the biomass in the form of wood chips is reduced in a known manner. Furthermore, the processes characteristic of pyrolysis take place, so that after a predetermined dwell time within the environment at high temperature and in the absence of oxygen at the lower region of the reactor housing 10, the biomass in the form of wood chips is converted into pyrolysis charcoal. This process produces pyrolysis gas with a different composition, which is discharged via the product gas outlet 12 .

Bereits durch die Volumenverringerung im Verlauf der pyrolytischen Umsetzung sackt die in dem Reaktorgehäuse 10 vorhandene Biomasse zusammen, so dass die Biomasse sich aufgrund der Schwerkraft durch das Reaktorgehäuse 10 nach unten bewegt. Durch die weiter unten beschriebene Abfuhr des Pyrolyseprodukts in der Form von Pyrolysekohle bewegt sich die Säule aus Holzhackschnitzeln, Zwischenprodukten und Pyrolysekohle weiter nach unten.Already due to the volume reduction in the course of the pyrolytic conversion, the biomass present in the reactor housing 10 collapses, so that the biomass flows through the reactor housing 10 due to gravity moved down. Due to the removal of the pyrolysis product in the form of pyrolysis coal, as described below, the column of wood chips, intermediate products and pyrolysis coal moves further down.

Die am unteren Bereich des Reaktorgehäuses 10 entstehende Pyrolysekohle wird dabei einer vergleichsweise hohen Temperatur ausgesetzt, da sich der Heizgaseintritt 13 am unteren Bereich des Wärmetauschergehäuses 15 befindet. Im kontinuierlichen Betrieb liegt in dem gesamten Kühlgehäuse 20 erzeugte Pyrolysekohle vor, wobei die Pyrolysekohle sukzessive vom oberen Bereich des Kühlgehäuses 20 bis zum unteren Bereich gekühlt wird. Insgesamt befindet sich somit im oberen Bereich des Reaktorgehäuses 10 Biomasse in der Form von Holzhackschnitzeln in der weitestgehend ursprünglichen Form, findet in dem Bereich des Reaktorgehäuses 10, der dem Wärmetauschergehäuse 15 zugeordnet ist, die eigentliche Pyrolyse statt, und befindet sich in dem Kühlgehäuse 20 Pyrolysekohle.The pyrolysis char produced in the lower area of the reactor housing 10 is exposed to a comparatively high temperature, since the heating gas inlet 13 is located in the lower area of the heat exchanger housing 15 . In continuous operation, pyrolytic char generated is present in the entire cooling case 20, the pyrolytic char being successively cooled from the upper area of the cooling case 20 to the lower area. Overall, there is biomass in the form of wood chips in the largely original form in the upper area of the reactor housing 10, the actual pyrolysis takes place in the area of the reactor housing 10 that is assigned to the heat exchanger housing 15, and there is pyrolysis coal in the cooling housing 20 .

Für einen kontinuierlichen Betrieb ist es erforderlich, zum einen Holzhackschnitzel als Ausgangsmaterial in den oberen Bereich des Reaktorgehäuses 10 einzubringen und andererseits die erzeugte und abgekühlte Pyrolysekohle am unteren Bereich des Kühlgehäuses 20 abzuführen. Aufgrund des kontinuierlichen Betriebs wird somit die Biomasse in der Form von Holzhackschnitzeln vom Eingang des Reaktorgehäuses 10 bis zum Ausgang des Kühlgehäuses 20 geleitet. Dabei werden die Verweildauern der Biomasse, der Zwischenprodukte und des Endprodukts so eingerichtet, dass die entsprechenden Vorgänge gewünscht ablaufen können, wie im Folgenden erläutert wird.For continuous operation, it is necessary to introduce wood chips as starting material into the upper area of the reactor housing 10 and to discharge the generated and cooled pyrolysis coal at the lower area of the cooling housing 20 . Due to the continuous operation, the biomass is thus conducted in the form of wood chips from the inlet of the reactor housing 10 to the outlet of the cooling housing 20 . The residence times of the biomass, the intermediate products and the end product are set up in such a way that the corresponding processes can take place as desired, as will be explained below.

Eine Trocknung der Biomasse in der Form von Holzhackschnitzeln erfolgt in dem oberen Bereich des Reaktorgehäuses 10. Diese Trocknung erfolgt durch das entstehende Pyrolysegas, das in einer vertikal darunterliegenden Pyrolysezone erzeugt und durch die Holzhackschnitzel hindurch und aus dem Produktgasauslass 12 geleitet wird. Hierdurch kann der Wassergehalt der Holzhackschnitzel verringert werden, was sich auf die Effizienz des folgenden Pyrolyseprozesses vorteilhaft auswirkt.The biomass in the form of wood chips is dried in the upper region of the reactor housing 10 . This drying is carried out by the resulting pyrolysis gas, which is produced in a pyrolysis zone vertically below and is conducted through the wood chips and out of the product gas outlet 12 . As a result, the water content of the wood chips can be reduced, which has an advantageous effect on the efficiency of the subsequent pyrolysis process.

In der nachfolgenden Pyrolysezone wird die Biomasse durch die indirekte Beheizung unter Verwendung des Wärmetauschergehäuses 15 und des durch das Wärmetauschergehäuse 15 geleiteten Heizgases auf eine Temperatur gebracht, bei der die Pyrolyse erfolgen kann. Dabei ist der besondere Vorteil des in 1 gezeigten Systems, dass am unteren Bereich der Pyrolysezone, in der die pyrolytische Umsetzung weitestgehend abgeschlossen ist, eine hohe Temperatur vorliegt, so dass die Pyrolysekohle besonders verunreinigungsfrei hergestellt werden kann. Insbesondere wird der Hauptanteil der Pyrolysegase vertikal zwischen dem oberen Bereich, nämlich unterhalb des Trocknungsbereichs, und dem unteren Bereich, in dem die pyrolytische Umsetzung weitestgehend abgeschlossen ist, erzeugt und über den Produktgasauslass 12 nach oben abgezogen. In the subsequent pyrolysis zone, the biomass is brought to a temperature at which the pyrolysis can take place by indirect heating using the heat exchanger housing 15 and the heating gas conducted through the heat exchanger housing 15 . The special advantage of the in 1 system shown that at the bottom of the pyrolysis zone, in which the pyrolytic conversion is largely complete, there is a high temperature, so that the pyrolysis charcoal can be produced particularly contamination-free. In particular, the main part of the pyrolysis gases is generated vertically between the upper area, namely below the drying area, and the lower area, in which the pyrolytic conversion is largely complete, and drawn off upwards via the product gas outlet 12 .

Die Abkühlzone, die sich über die Länge des Kühlgehäuses 20 erstreckt, dient dazu, die entstandene Pyrolysekohle mit einer vorbestimmten maximalen Kühlgeschwindigkeit abzukühlen. Dabei ist eine zu schnelle Abkühlung ungünstig, da hierdurch aufgrund einer Kondensierung von gasförmigen Stoffen Verunreinigungen in die Pyrolysekohle eindringen könnten. Somit ist die Länge des Kühlgehäuses 20 so eingerichtet, dass die Pyrolysekohle mit einer geringen Kühlgeschwindigkeit abgekühlt werden kann.The cooling zone, which extends the length of the cooling housing 20, serves to cool the resulting pyrolysis coal at a predetermined maximum cooling rate. Cooling down too quickly is unfavorable, since contamination of gaseous substances could penetrate the pyrolysis coal as a result. Thus, the length of the cooling case 20 is set so that the pyrolytic coal can be cooled at a low cooling speed.

Im Folgenden wird die Funktion der Wärmeübertragung durch das Wärmetauschergehäuse 15 erläutert. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine schematisch in 2 gezeigte Verbrennungsvorrichtung 6 verwendet, um das durch den Heizgasraum 17 des Wärmetauschergehäuses 15 geführte Heizgas zu erzeugen. Die in 2 dargestellte Verbrennungsvorrichtung 6 weist ein Brennersystem 60 auf, das in der vorliegenden Ausführungsform mit einer Funktion zur Erzeugung einer möglichst hohen Verbrennungstemperatur ausgebildet ist. Dem Brennersystem 60 wird über einen Anschluss 63 Pyrolysegas zugeführt, das von dem Produktgasauslass 12 des Reaktorgehäuses 10 über eine Leitungsanordnung entnommen wird. Zur Verbrennung des Pyrolysegases wird dem Brennersystem 60 über einen Anschluss 62 Frischluft gesteuert zugeführt. In das Brennersystem 60 wird zunächst Luft und Pyrolysegas ungemischt mit derart hoher Strömungsgeschwindigkeit eingeleitet, dass eine Verbrennungszone bzw. die Flamme erst stromabwärts der Strömung aus Luft und Pyrolysegas gebildet wird. Vergleichsweise hohe Verbrennungstemperaturen werden durch die ungemischte Zufuhr von Luft und Pyrolysegas sowie durch hohe Gasgeschwindigkeiten innerhalb des Brennersystems erzielt, so dass eine Abgastemperatur von bis zu 1200°C erzielbar ist. Das entstehende Abgas wird über eine ggf. thermisch isolierte Leitungsanordnung dem Heizgaseinlass 13 des Wärmetauschergehäuses 15 zugeführt, wobei zur Temperatursteuerung dem Abgas über einen Anschluss 64 Frischluft oder gekühltes Abgas von einem dafür vorgesehenen Anschluss 66 zugeführt werden kann. Auf diesem Weg kann eine Temperatur des Heizgases von 750-850°C beim Eintritt in den Heizgaseinlass 13 des Wärmetauschergehäuses 15 eingestellt werden. Das Heizgas wird nach dem Hindurchleiten durch den Heizgasraum 17 über den Heizgasauslass 14 abgeführt.The function of heat transfer through the heat exchanger housing 15 is explained below. In the present embodiment, a schematic in 2 Combustion device 6 shown used to generate the heating gas guided through the heating gas space 17 of the heat exchanger housing 15 . In the 2 Combustion device 6 shown in FIG. The burner system 60 is fed via a connection 63 pyrolysis gas, which is taken from the product gas outlet 12 of the reactor housing 10 via a line arrangement. Fresh air is supplied to the burner system 60 in a controlled manner via a connection 62 for combustion of the pyrolysis gas. Air and pyrolysis gas are first introduced into the burner system 60 unmixed at such a high flow rate that a combustion zone or the flame is only formed downstream of the flow of air and pyrolysis gas. Comparatively high combustion temperatures are achieved through the unmixed supply of air and pyrolysis gas and through high gas velocities within the burner system, so that an exhaust gas temperature of up to 1200°C can be achieved. The resulting exhaust gas is fed to the heating gas inlet 13 of the heat exchanger housing 15 via a possibly thermally insulated line arrangement, it being possible for fresh air or cooled exhaust gas to be fed to the exhaust gas via a connection 64 from a connection 66 provided for this purpose for temperature control. In this way, a heating gas temperature of 750-850° C. upon entry into the heating gas inlet 13 of the heat exchanger housing 15 can be set. After being passed through the heating gas space 17 , the heating gas is discharged via the heating gas outlet 14 .

Somit wird die Reaktorbaugruppe 1 thermisch mit Abgas betrieben, das durch Verbrennen des Pyrolysegases erzeugt wird, welches wiederum durch die Pyrolyse innerhalb der Reaktorbaugruppe 1 erzeugt wird. Im Ergebnis kann mit dem vorliegenden System eine indirekte Beheizung der Biomasse vorgenommen werden, so dass eine Verunreinigung des Pyrolyseprodukts weitestgehend verhindert werden kann. Außerdem arbeitet das System gemäß der vorliegenden Ausführungsform weitestgehend autark und benötigt außer Energie für Steuer- und Regeleinrichtungen im Normalbetrieb keine weitere Energiequelle.Thus, the reactor assembly 1 is operated thermally with exhaust gas generated by burning the pyrolysis gas, which in turn is generated by the pyrolysis within the reactor assembly 1 . As a result, the present system can be used to heat the biomass indirectly, so that contamination of the pyrolysis product can be largely prevented. In addition, the system according to the present embodiment works largely autonomously and requires no other energy source apart from energy for control and regulation devices in normal operation.

Wie in 2 gezeigt ist, wird ein Teil des Pyrolysegases, das für die Beheizung der Reaktorbaugruppe 1 nicht benötigt wird, energetisch verwertet. Insbesondere wird das Gas, das von dem Pyrolysegaszufuhrstrom zu dem Brennersystem 60 abgeleitet werden kann, einem externen System 61 zugeführt. Das externe System 61 kann dabei beispielsweise eine Brennkraftmaschine sein, die das Pyrolysegas in mechanische und letztendlich elektrische Energie sowie Abwärme umsetzen kann. Ferner kann das externe System 61 auch eine Heizeinrichtung sein, die durch Verbrennung des Pyrolysegases Wärme erzeugt. Zudem ist es möglich, als externes System 61 einen Gasspeicher vorzusehen, in dem überschüssiges Pyrolysegas gespeichert wird. Insbesondere kann dieses gespeicherte überschüssige Pyrolysegas verwendet werden, um den Pyrolyseprozess des Systems zur pyrolytischen Umsetzung zu starten, da unter Startbedingungen von dem System, insbesondere im kalten Zustand, kein Pyrolysegas erzeugt wird.As in 2 is shown, a portion of the pyrolysis gas that is not required for heating the reactor assembly 1 is energetically utilized. In particular, the gas that can be derived from the pyrolysis gas feed stream to the burner system 60 is fed to an external system 61 . The external system 61 can be an internal combustion engine, for example, which can convert the pyrolysis gas into mechanical and ultimately electrical energy and waste heat. Furthermore, the external system 61 can also be a heater that generates heat by burning the pyrolysis gas. It is also possible to provide a gas reservoir as an external system 61 in which excess pyrolysis gas is stored. In particular, this stored excess pyrolysis gas can be used to start the pyrolysis process of the system for pyrolytic conversion, since no pyrolysis gas is generated by the system under start-up conditions, in particular when it is cold.

3 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung 7, die für das System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt werden kann. Die Abgasreinigungsvorrichtung 7 weist dabei einen Abgaseinlass 72 auf, in den das aus dem Heizgasauslass 14 abgeleitete Heizgas eingeleitet wird. Die Abgasreinigungsvorrichtung 7 weist ferner ein Abgasreinigungselement 70 auf, durch das das Abgas geleitet wird. Das Abgasreinigungselement 70 weist gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Filter zur Abscheidung von Staubpartikeln auf. Alternativ oder zusätzlich weist in der vorliegenden Ausführungsform das Abgasreinigungselement einen katalytischen Wandler auf, um Abgasbestandteile, wie zum Beispiel nicht umgesetzte Kohlenwasserstoffe oder Kohlenmonoxid sowie NOx in unschädliche Komponenten umzusetzen. 3 12 shows an exhaust gas purification device 7 which can be used for the system for the pyrolytic conversion of biomass according to the present embodiment. The exhaust gas purification device 7 has an exhaust gas inlet 72 into which the heating gas derived from the heating gas outlet 14 is introduced. The exhaust gas cleaning device 7 also has an exhaust gas cleaning element 70 through which the exhaust gas is passed. According to the present embodiment, the exhaust gas cleaning element 70 has a filter for separating dust particles. Alternatively or additionally, in the present embodiment, the exhaust gas cleaning element has a catalytic converter in order to convert exhaust gas components, such as unreacted hydrocarbons or carbon monoxide and NOx, into harmless components.

Die Abgasreinigungsvorrichtung 7 weist ferner einen Wärmetauscher 71 auf, in welchem die in dem Abgas noch enthaltene Wärmeenergie an ein Wärmeträgermedium zur weiteren Nutzung übertragen werden kann. Hierzu kann der Wärmetauscher 7 so ausgebildet sein, dass durch den Wärmetauscher 7 Wasser als Wärmeträgermedium geleitet werden, so dass die sich ergebende Niedertemperaturwärme beispielsweise für ein Gebäudeheizsystem verwendbar ist. Das abgekühlte Abgas wird nach Durchlaufen des Wärmetauschers 71 über einen Abgasauslass 73 an die Umgebung abgegeben.The exhaust gas purification device 7 also has a heat exchanger 71 in which the heat energy still contained in the exhaust gas can be transferred to a heat transfer medium for further use. For this purpose, the heat exchanger 7 can be designed in such a way that water is passed through the heat exchanger 7 as a heat transfer medium, so that the resulting low-temperature heat can be used, for example, for a building heating system. After passing through the heat exchanger 71 , the cooled exhaust gas is discharged to the environment via an exhaust gas outlet 73 .

In einer weiteren Ausführungsform ist am unteren Bereich des Kühlgehäuses 20 eine Austraghilfseinrichtung in der Form einer Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen vorgesehen, die an dem unteren Bereich des Kühlgehäuses 20 beziehungsweise in der dort vorliegenden Pyrolysekohle Schwingungen bzw. Rüttelbewegungen verursacht. Diese Schwingungen werden beispielsweise durch Aktuatoren erzeugt, die Schwingungselemente anregen können. Durch diese Vorrichtung kann verhindert werden, dass aufgrund von Brückenbildungen zwischen der Pyrolysekohle die Bewegung der Pyrolysekohle innerhalb des Kühlgehäuses 20 zu der Ausgangsbaugruppe 4 behindert wird. Die Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen kann innerhalb des Kühlgehäuses 20 vorgesehen sein und die Pyrolysekohle direkt in Schwingung versetzen, so dass festhängendes Pyrolysekohle gelockert und weiterbewegt wird. Die Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen kann auch außen am Kühlgehäuse 20 vorgesehen sein und das Kühlgehäuse 20 in Schwingung versetzen, um festhängende Pyrolysekohle zu lockern und weiterzubewegen. Im Zusammenhang mit der Austraghilfseinrichtung in der Form der Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen kann ein Sensor vorgesehen sein, der die Bewegung der Pyrolysekohle erfassen kann. Hiermit kann bei erwarteter Bewegung der Pyrolysekohle, aber bei Erfassung eines Stillstands der Pyrolysekohle, der Betrieb der Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen für eine vorbestimmte Zeitdauer oder bis zur Aufhebung dieses Zustands ausgelöst werden.In a further embodiment, an auxiliary discharge device in the form of a device for generating vibrations is provided in the lower area of the cooling housing 20, which causes vibrations or shaking movements in the lower area of the cooling housing 20 or in the pyrolysis coal present there. These vibrations are generated, for example, by actuators that can excite vibration elements. This device can prevent the movement of the pyrolysis coal within the cooling housing 20 to the output assembly 4 being impeded due to bridging between the pyrolysis coal. The device for generating vibrations can be provided inside the cooling case 20 and directly vibrate the pyrolysis coal so that stuck pyrolysis coal is loosened and moved on. The device for generating vibrations can also be provided on the outside of the cooling housing 20 and cause the cooling housing 20 to vibrate in order to loosen and move on stuck pyrolysis coal. In connection with the discharge aid in the form of the device for generating vibrations, a sensor can be provided which can detect the movement of the pyrolysis coal. With this, when movement of the pyrolysis charcoal is expected, but when a standstill of the pyrolysis charcoal is detected, the operation of the device for generating vibrations can be triggered for a predetermined period of time or until this state is eliminated.

Im Folgenden werden Angaben zu Abmessungen und anderen Größen eines Anwendungsbeispiels dargestellt. Die Angaben sind jedoch nicht beschränkend und stellen lediglich eine denkbare Ausführung der Erfindung dar.In the following, information on dimensions and other variables of an application example is presented. However, the information is not restrictive and merely represents one conceivable embodiment of the invention.

Die axiale Länge des Reaktorgehäuses 10 beträgt 2200 mm, während der Innendurchmesser 500 mm beträgt. Die axiale Länge des Kühlgehäuses 20 beträgt 1800 mm und der Innendurchmesser beträgt 500 mm. Der Innendurchmesser von Eingangsgehäuse 30 und Ausgangsgehäuse 40 beträgt jeweils 300 mm bei einer axialen Länge von 400 mm. Die axiale Länge des Wärmetauschergehäuses 15 beträgt 1500 mm.The axial length of the reactor casing 10 is 2200 mm, while the inner diameter is 500 mm. The axial length of the cooling case 20 is 1800 mm and the inner diameter is 500 mm. The inner diameter of the input housing 30 and output housing 40 is 300 mm each with an axial length of 400 mm. The axial length of the heat exchanger housing 15 is 1500 mm.

In einem System mit den oben angegebenen beispielhaften Abmessungen und unter Einsatz von Holzhackschnitzeln mit einer Abmessung von 30-80 mm bei einer Feuchte von weniger als 15% beträgt der Verbrauch an Holzhackschnitzeln 0,25 bis 1m³/h bei einer Dichte von 250-350 kg pro 1m³. Dabei werden mit dem System während des Betriebs ca. 600 kW thermische Leistung erzeugt. Die Beheizung durch das Wärmetauschergehäuse 15 erfordert dabei ca. 30-70 kW thermische Leistung. Das in den Heizgaseinlass 13 eingeleitete Heizgas weist mit den vorstehend genannten Parametern eine Temperatur von 750-850°C auf. Die Temperatur der Pyrolysekohle am Ausgangsanschluss 43 beträgt ca. 80°C und wird durch die Verweildauer im Kühlabschnitt 2 bestimmt.In a system with the example dimensions given above and using Wood chips with a dimension of 30-80 mm at a moisture content of less than 15%, the consumption of wood chips is 0.25 to 1m ³ /h with a density of 250-350 kg per 1m ³ . The system generates around 600 kW of thermal power during operation. The heating by the heat exchanger housing 15 requires about 30-70 kW of thermal power. The heating gas introduced into the heating gas inlet 13 has a temperature of 750-850° C. with the parameters mentioned above. The temperature of the pyrolysis charcoal at the outlet connection 43 is approximately 80° C. and is determined by the dwell time in the cooling section 2 .

Das System ist mit einer Anzahl von Temperaturmessstellen ausgestattet, die die Prozesstemperaturen in verschiedenen relevanten Positionen des Systems erfassen. Die Messtelle T1 erfasst dabei die Temperatur im Eingangsgehäuse 30, die zur Überwachung verwendet wird. Die Messstellen T2-T5 erfassen die Temperaturen innerhalb des Reaktorgehäuses 10 und diese Temperaturen werden für die Prozesssteuerung eingesetzt. Dabei kann in einem kontinuierlichen Betrieb des Systems die Temperatur an der Messtelle T2 (Trocknungsbereich) in einem Bereich zwischen 200°C und 400°C liegen, kann die Temperatur an der Messtelle T3 (Pyrolysereaktionszone) in einem Bereich zwischen 300°C und 500°C liegen, die Temperatur an der Messtelle T4 (Pyrolysereaktionszone) in einem Bereich zwischen 500°C und 700°C liegen, und die Temperatur an der Messtelle T5 (Pyrolyseabschlusszone) je nach angeforderter Produktqualität in einem Bereich zwischen 600°C und 850°C liegen. Die Temperaturen an den Messstellen T6-T8 im Kühlgehäuse 20, die Temperatur an der Messstelle T8 im Ausgangsgehäuse 40 und die Temperatur an der Messstelle T10 am Ausgangsförderer 44 werden ebenfalls erfasst und dienen vorwiegend der Überwachung des Prozesses. Insbesondere die Messstellen T6-T8 können für die optionale Regelung der Abkühlgeschwindigkeit im Kühlgehäuse 20 eingesetzt werden.The system is equipped with a number of temperature measuring points that record the process temperatures in various relevant positions in the system. The measuring point T1 records the temperature in the input housing 30, which is used for monitoring. The measuring points T2-T5 record the temperatures inside the reactor housing 10 and these temperatures are used for the process control. During continuous operation of the system, the temperature at measuring point T2 (drying area) can be in a range between 200°C and 400°C, and the temperature at measuring point T3 (pyrolysis reaction zone) can be in a range between 300°C and 500°C C, the temperature at measuring point T4 (pyrolysis reaction zone) is in a range between 500°C and 700°C, and the temperature at measuring point T5 (pyrolysis completion zone) is in a range between 600°C and 850°C, depending on the required product quality lay. The temperatures at the measuring points T6-T8 in the cooling housing 20, the temperature at the measuring point T8 in the outlet housing 40 and the temperature at the measuring point T10 on the outlet conveyor 44 are also recorded and are primarily used to monitor the process. In particular, the measuring points T6-T8 can be used for the optional regulation of the cooling speed in the cooling housing 20.

Das hiermit erzeugbare Pyrolysegas ist ein Schwachgas mit einem relativ geringen Heizwert von 4000 bis 8000 kJ/m³ bezogen auf einen Normkubikmeter. Das Pyrolysegas enthält hauptsächlich die Folgenden Komponenten:

Stickstoff und Kohlendioxid: bis ca. 60%
Wasserstoff: bis ca. 5%
Kohlenmonoxid: bis ca. 35%
Höhere Kohlenwasserstoffe: bis ca. 10%

The pyrolysis gas that can be generated in this way is a weak gas with a relatively low calorific value of 4000 to 8000 kJ/m ³ based on a standard cubic meter. The pyrolysis gas mainly contains the following components:

Nitrogen and carbon dioxide: up to approx. 60%
Hydrogen: up to approx. 5%
Carbon monoxide: up to approx. 35%
Higher hydrocarbons: up to approx. 10%

Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen dargestellt, die auf den vorstehenden Ausführungsformen basieren. Zur Vereinfachung werden nur die Ergänzungen oder Abwandlungen erklärt.Further embodiments based on the above embodiments are presented below. For the sake of simplicity, only the additions or modifications will be explained.

In einer Ausführungsform werden anstelle von Holzhackschnitzeln als Biomasse Maisspindeln, brikettierte Spelzen oder Strohpellets verwendet. Auch andere Formen der Biomasse sind einsetzbar.In one embodiment, instead of wood chips, corn cobs, briquetted husks or straw pellets are used as the biomass. Other forms of biomass can also be used.

In einer Ausführungsform ist das Kühlgehäuse 20 zumindest abschnittsweise thermisch isoliert. Hierzu kann an der Außenseite des Kühlgehäuses 20 zumindest abschnittsweise entsprechend geeignetes Isoliermaterial angebracht sein. Hierdurch kann eine hinreichend geringe Abkühlgeschwindigkeit der Pyrolysekohle beim Durchlaufen des Kühlgehäuses 20 sichergestellt werden, um Auskondensieren von entstehenden Substanzen zu verhindern.In one embodiment, the cooling housing 20 is thermally insulated at least in sections. For this purpose, suitable insulating material can be attached to the outside of the cooling housing 20 at least in sections. As a result, a sufficiently low cooling rate of the pyrolysis charcoal as it passes through the cooling housing 20 can be ensured in order to prevent the substances that are produced from condensing out.

In einer Ausführungsform ist an dem Kühlgehäuse 20 eine Kühleinrichtung vorgesehen, die eine definierte Kühlung der Pyrolysekohle ermöglicht. Hierzu kann die Temperatur der Pyrolysekohle bereichsweise beispielsweise über die Messstellen T6-T8 erfasst werden und die Kühleinrichtung entsprechend geregelt werden. Hierzu kann ein Gebläse vorgesehen werden, mit dem die Oberfläche des Kühlgehäuses 20 gekühlt werden kann. Wesentlich ist jedoch in jedem Fall, dass die Kühlung der Pyrolysekohle beim Durchlaufen des Kühlgehäuses nicht zu schnell erfolgt, um Kondensation von Substanzen an der Pyrolysekohle zu vermeiden. Die thermische Isolierung des Kühlgehäuses 20 und das Vorsehen der Kühleinrichtung an dem Kühlgehäuse können zweckmäßig kombiniert werden, um eine definierte Kühlung der Pyrolysekohle beim Durchlaufen des Kühlgehäuses 20 zu erzielen.In one embodiment, a cooling device is provided on the cooling housing 20, which allows a defined cooling of the pyrolysis coal. For this purpose, the temperature of the pyrolysis carbon can be detected in some areas, for example via the measuring points T6-T8, and the cooling device can be regulated accordingly. A fan can be provided for this purpose, with which the surface of the cooling housing 20 can be cooled. In any case, however, it is essential that the cooling of the pyrolysis carbon does not take place too quickly as it passes through the cooling housing, in order to prevent substances from condensing on the pyrolysis carbon. The thermal insulation of the cooling housing 20 and the provision of the cooling device on the cooling housing can expediently be combined in order to achieve defined cooling of the pyrolysis coal as it passes through the cooling housing 20 .

In einer Ausführungsform werden Temperaturen an relevanten Positionen des Systems während des Betriebs erfasst und zur Steuerung bzw. Regelung von Durchflussmengen des Heizgases, des Brenners und dergleichen verwendet. Hierzu können zumindest ausgewählte der oben genannten Messstellen T1-T10 verwendet werden.In one embodiment, temperatures are recorded at relevant positions of the system during operation and used to control or regulate flow rates of the heating gas, the burner and the like. At least selected ones of the measuring points T1-T10 mentioned above can be used for this.

In einer Ausführungsform werden jeweils zwei der in 1 gezeigten Systeme kombiniert mit einer gemeinsam verwendeten Verbrennungsvorrichtung 6 und/oder einer gemeinsam verwendeten Abgasreinigungsvorrichtung 7 verwendet. So wird ein modulares Konzept ermöglicht, bei dem der Ausfall eines Pyrolysereaktors nicht zu einem Gesamtausfall führt.In one embodiment, two of the in 1 systems shown in combination with a shared combustion device 6 and/or a shared emission control device 7 is used. This enables a modular concept in which the failure of a pyrolysis reactor does not lead to a total failure.

In einer Ausführungsform ist das Reaktorgehäuse 10 abweichend von der Darstellung in 1 nicht mit einem konstanten Durchmesser ausgebildet, sondern ist nach unten aufgeweitet. Auf diese Weise kann die Führung der Biomasse mithilfe der Schwerkraft verbessert werden. Das Reaktorgehäuse 10 kann abweichend auf mit sich nach unten verringerndem Durchmesser ausgebildet sein. Da sich das Volumen der Biomasse durch die Umsetzung verringert, kann die Fortbewegung mit einer solchen Ausgestaltung sicher erfolgen. Außerdem ist in einer weiteren Ausführungsform das Reaktorgehäuse 10 nicht kreiszylinderförmig, sondern kann rechteckig oder anderweitig gestaltet sein.In one embodiment, the reactor housing 10 differs from that shown in FIG 1 not formed with a constant diameter, but is widened downwards. In this way, the guidance of the biomass can be improved using gravity. The reactor housing 10 can alternatively be designed with a diameter that decreases downwards. There if the volume of the biomass is reduced by the conversion, locomotion can be carried out safely with such a configuration. In addition, in a further embodiment, the reactor housing 10 is not in the form of a circular cylinder, but can be rectangular or have some other shape.

In weiteren Ausführungsformen können andere Brennersysteme als das Brennersystem 60 eingesetzt werden, solange durch Verbrennung des Pyrolysegases als Schwachgas die erforderliche hohe Heizgastemperatur erzielt werden kann.In other embodiments, burner systems other than the burner system 60 can be used, as long as the required high heating gas temperature can be achieved by burning the pyrolysis gas as the lean gas.

BezugszeichenReference sign

11: Reaktorbaugruppereactor assembly
1010: Reaktorgehäusereactor housing
1111: Reaktorkopfreactor head
1212: Produktgasauslassproduct gas outlet
1313: Heizgaseinlassfuel gas inlet
1414: Heizgasauslassheating gas outlet
1515: Wärmetauschergehäuseheat exchanger housing
1616: thermische Isolierungthermal insulation
1717: Heizgasraumheating gas room
1818: Strömungseinbauflow installation
19a19a: oberer Reaktorflanschupper reactor flange
19b19b: unterer Reaktorflanschlower reactor flange
22: Kühlabschnittcooling section
2020: Kühlgehäusecooling case
2121: oberer Kühlgehäuseflanschupper cooling shroud flange
2222: Kühlgehäusefußcooling shroud foot
33: Eingangsbaugruppeinput assembly
3030: Eingangsgehäuseinput housing
3131: oberes Eingangsventilupper inlet valve
3232: unteres Eingangsventillower inlet valve
3333: Eingangsanschlussinput port
44: Ausgangsbaugruppeoutput assembly
4040: Ausgangsgehäuseexit housing
4141: oberes Ausgangsventilupper outlet valve
4242: unteres Ausgangsventillower outlet valve
4343: Ausgangsanschlussoutput port
4444: Ausgangsfördererexit conveyor
4545: Ausgangsauslassexit outlet
4646: Produktsiloproduct silo
55: Gestellbaugruppeframe assembly
66: Verbrennungsvorrichtungcombustion device
6060: Brennersystemburner system
6161: externe Vorrichtungexternal device
62-6662-66: AnschlussConnection
77: Abgasreinigungsvorrichtungemission control device
7070: Abgasreinigungselementemission control element
7171: Wärmetauscherheat exchanger
7272: Abgaseinlassexhaust inlet
7373: Abgasauslassexhaust outlet

Claims

System for the pyrolytic conversion of biomass into pyrolysis gas and pyrolysis char with a vertically oriented reactor housing (10), an input connection (33) for supplying the biomass to an upper section of the reactor housing (10), also with a device for transferring heat to the biomass, which is set up to at least partially transfer the heat of a heating gas via an outer wall of the reactor housing (10) into the reactor housing (10), the heating gas being formed at least partly by burning a pyrolysis gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass.

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 1 , characterized in that the system for converting biomass is set up for at least temporarily continuous operation, the biomass fed in at the inlet connection (33) falling from the upper section of the reactor housing (10) vertically through the reactor housing (10 ) is moved.

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 2 , characterized in that during the at least temporarily continuous operation of the system, the pyrolytic conversion of the biomass progresses as it moves through the reactor housing (10) from the upper section of the reactor housing (10) to a lower section of the reactor housing (10).

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 1 or 2 , characterized in that the reactor housing (10) has a product gas outlet (12) in an upper section for removing pyrolysis gas produced during the pyrolytic conversion of the biomass.

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 1 or 2 , characterized in that a heat exchanger housing (15) such on the outer wall of the reactor housing (10) is arranged to form a heating gas space (17) in that the outer wall of the reactor housing (10) can be heated at least partially by means of a heating gas conducted through the heat exchanger housing (15).

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 5 , characterized in that the heat exchanger housing (15) has a heating gas inlet (13) in a lower section of the heat exchanger housing (15) for introducing the heating gas and a heating gas outlet (14) in an upper section of the heat exchanger housing (15) for discharging the heating gas, wherein the heating gas transfers heat to the outer wall of the reactor housing (10) as it flows through the heat exchanger housing (15).

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 6 , characterized in that on the outside of the heat exchanger housing (15) at least partially a thermal insulation (16) is provided with respect to the environment.

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 6 or 7 , characterized in that in the heat exchanger housing (15) a flow installation (18) is provided, which is set up to bring about a predetermined flow pattern of the hot gas within the heat exchanger housing (15).

System for the pyrolytic conversion of biomass according to one of the preceding claims, characterized in that the heating gas is formed at least partially by burning the gas produced by the pyrolytic conversion of the biomass.

System for the pyrolytic conversion of biomass according to one of the preceding claims, characterized in that the heating gas is formed at least partially by burning the gas produced by the pyrolytic conversion of the biomass using a burner in which combustion air and the gas produced by the pyrolytic conversion of the biomass flow substantially unmixed at high velocity into a combustor of the combustor to produce high temperature fuel gas.

System for the pyrolytic conversion of biomass according to one of the preceding claims, characterized in that the reactor housing (10) has a drying area (10a) in which the biomass supplied via the inlet connection (33) is dried, and one below the drying area (10a). Pyrolysis area (10b) in which the pyrolytic conversion of the biomass takes place, wherein the heat exchanger housing (15) is assigned to the pyrolysis area (10b) of the reactor housing (10).

System for the pyrolytic conversion of biomass according to one of the preceding claims, characterized in that a cooling housing (20) extending downwards from the reactor housing (10) is provided, into which the pyrolysis coal produced is fed from the lower section of the reactor housing (10) through the effect of gravity.

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 12 , characterized in that the cooling housing (20) is set up in terms of thermal and geometric properties so that the pyrolysis coal is cooled during continuous operation of the system at a cooling rate that is below a predetermined maximum cooling rate.

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 12 or 13 , characterized in that the cooling housing (20) is thermally decoupled from the reactor housing (10).

System for the pyrolytic conversion of biomass according to any one of the preceding claims, characterized in that the biomass is fed in from the inlet connection (33) via a double lock which has an upper inlet valve (31) and a lower inlet valve (32) which is controlled by a The inlet housing (33) serving as a buffer for the biomass to be supplied are connected to one another, the upper inlet valve (31) and the lower inlet valve (32) being selectively controllable in such a way that during operation at least one of the upper inlet valve (31) and the lower inlet valve ( 32) is closed.

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 15 , characterized in that the double lock is thermally decoupled from the reactor housing (10).

System for the pyrolytic conversion of biomass according to one of the preceding claims, characterized in that the pyrolysis coal produced is discharged from the cooling housing (20) via a double lock which has an upper outlet valve (41) and a lower outlet valve (42) which is controlled by a outlet housing (40) serving as a buffer for pyrolysis coal to be discharged are connected to one another, the upper outlet valve (41) and the lower outlet valve (42) being selectively controllable in this way are that during operation at least one of the upper outlet valve (41) and the lower outlet valve (42) is closed.

System for the pyrolytic conversion of biomass Claim 17 , characterized in that a vibrating device (22) is provided at the lower portion of the cooling housing (20), which is set up to promote the downward movement of the pyrolysis coal by generating vibrations in the region of the lower portion of the cooling housing (20).

System for the pyrolytic conversion of biomass according to one of the preceding claims, characterized in that a device is provided for at least partially compensating for a pressure loss which is generated during operation of the system in the pipelines connected to the reactor housing (10).

System for the pyrolytic conversion of biomass claim 19 , characterized in that the device for at least partially compensating for a pressure loss in the flow direction is provided downstream of the product gas outlet (12), in particular downstream of the burner for combustion of the pyrolysis gas, in the form of a fan.

System for the pyrolytic conversion of biomass according to one of the preceding claims, characterized in that wood chips are used as the biomass.

System for the pyrolytic conversion of biomass according to one of the preceding claims, characterized in that an additional heating device is provided, which is used for supplying heat when the system is started up thermally, in order to supply the reactor housing with the heat required to start the pyrolysis.

Method for operating a system for the pyrolytic conversion of biomass into pyrolysis gas and pyrolysis coal with the following steps: introducing biomass into a reactor housing (10); supplying heat to the biomass within the reactor housing (10) and maintaining an oxygen-excluded or oxygen-reduced condition within the reactor housing (10) to effect pyrolytic conversion of the biomass into intermediate products and pyrolysis char as the end product; removing pyrolysis gas generated by the pyrolytic conversion of the biomass from the reactor housing (10); discharging pyrolysis char produced by the pyrolytic conversion of the biomass; wherein the step of supplying heat to the biomass located in the reactor housing (10) by transferring heat from a fuel gas, which is generated at least partially by burning the pyrolysis gas discharged from the reactor housing (10), via an outer wall of the reactor housing (10) he follows.

procedure after Claim 23 , characterized in that the operation is carried out as a continuous operation by feeding biomass to an upper portion of the reactor body (10) and generating pyrolytic char is taken out from a lower portion of the reactor body (10), whereby biomass, intermediate products and pyrolytic char vertically by gravity be moved through the reactor housing.

procedure after Claim 23 or 24 , characterized in that the heat is transferred via the outer wall of the reactor housing (10) in such a way that the temperature of the heating gas acting on a lower section of the reactor housing (10) is higher than the temperature of the heating gas acting on an upper section of the Reactor housing (10) acts.

Procedure according to one of Claims 23 - 25 , characterized in that the in the reactor housing (10) filled biomass is dried by passing the resulting pyrolysis gas.

Procedure according to one of Claims 23 - 26 , characterized in that during operation a pressure difference between the reactor housing (10) and the environment is reduced, in particular minimized.

Procedure according to one of Claims 23 - 27 , characterized in that the generated pyrolysis coal is cooled at a predetermined maximum cooling rate.

Procedure according to one of Claims 23 - 28 , characterized in that the method with a system according to one of Claims 1 - 22 is carried out.