DE112011101330T5

DE112011101330T5 - Methode und Vorrichtung zur Verflüssigung und Destillation flüchtiger Bestandteile von kohlenstoffhaltigen Feststoffen

Info

Publication number: DE112011101330T5
Application number: DE112011101330T
Authority: DE
Inventors: Joseph A. Witherspoon
Original assignee: Frontier Applied Sciences Inc
Current assignee: Frontier Applied Sciences Inc
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2031-04-09
Also published as: RU2571141C2; DE112011101330B4; WO2011130130A3; CN103154199A; AU2011240885A1; CA2796353A1; AU2011240885B2; WO2011130130A2; US20130020189A1; US9926492B2; AU2017201103A1; RU2012148253A; AU2017201103B2; CA2796353C; CN103154199B

Abstract

Eine Methode zur Verflüssigung von Kohle oder sonstiger kohlenstoffhaltiger Materialien, welche beinhaltet, dass das Material durch einen Reformer geführt wird, in dem ein Temperaturgradient herrscht, der sich generell erhöht je weiter unten im Reformer sich das Material befindet. Die wertvolleren flüchtigen Bestandteile des Materials treten bei Erreichen ihren jeweiligen Verdampfungstemperaturen aus dem Reformer aus und werden in Kondensatoren weiter verarbeitet. Die jeweiligen Anteile der flüchtigen Materialien werden durch den Reformer wieder erhitzt und aufbereitet, um so genügend Hitze zu erzeugen, dass der Temperaturgradient beibehalten werden kann. Das Wiedereinbringen der Anteile erfolgt dabei auf einer Höhe unterhalb derer, auf welcher der Anteil zuvor ausgetreten war, damit der aufbereitete Anteil wieder aus dem Reformer austreten und kondensiert werden kann. An der Unterseite des Reformers, wird der nicht-flüchtige Anteil des kohlenstoffhaltigen Materials zur Weiterverarbeitung oder zum Verkauf aus dem Reformer entnommen.

Description

VERWEIS ZU IN VERBINDUNG STEHENDER ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht Priorität auf Grundlage der provisorischen US-amerikanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 61/324.151 eingereicht am 14. April 2010 mit dem Titel „Coal Reformation Process” [Kohle-Aufbereitungsverfahren]; dessen Veröffentlichung ist durch diesen Hinweis hiermit in den Vorgang einbezogen.
HINTERGRUND
Diese Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Durchlaufverfahren zur Verflüssigung von Kohle (Anthrazit, bituminös, subbituminös), Qualster, Bitumen, Braunkohle, Öl und Teersand, Ölschiefer und jedes anderen kohlenstoffhaltigen Feststoffes, einschließlich der entstehenden Abfallprodukte, sowie Plastik und auf die Destillation bzw. Umwandlung der flüchtigen Bestandteile innerhalb dieser kohlenstoffhaltigen Feststoffe in hochwertige Produkte.
Trotz hoher CO2-Emissionen und anderer Schadstoffe standen Kohleerzeuger bis in die letzten Jahrzehnte hinein unter sehr geringerem ökologischen Druck seitens der zuständigen Regierungen. Nachdem Kohle günstig war und man enorme Energiemengen aus ihr gewinnen kann, ist sie eine international „notwendige” Ressource. Somit kann diese Energiequelle weltweit nicht sofort ersetzen werden. Da sich die Welt jedoch auf den Faktor Klimawirksamkeit konzentriert, werden bessere Systeme und Methoden zur Gewinnung der in der Kohle gespeicherten Energie immer wichtiger.
Jede Form von Kohle enthält unterschiedliche Feuchtigkeits-, Schwefel-, Kohlenwasserstoffverbindungskonzentrationen (bezeichnet als flüchtige Bestandteile), sowie diverse anorganischen Aschebildner und weitere Bestandteile. Einige dieser Bestandteile werden als wertvoll eingestuft, während andere Bestandteile als Schadstoffe gelten. Die synthetische Produktion von flüssigen Brennstoffen (d. h., Benzin- und Erdölersatzstoffe) hat in den Vereinigten Staaten eine lange Tradition. Im 19. Jahrhundert wurde in Dutzenden Anlagen Öl, Gase, Fette und Paraffin aus Kohle gewonnen. Seit dem Jahr 1873 führte günstiges Erdöl jedoch dazu, dass die letzte Kohleraffinerien ihre Tore zu schließen begannen. Hinzu kam, dass Schieferöl ab 1857 kommerziell aus Schieferölretorten der Devon-Ölschieferschichten entlang des Ohio Rivers gewonnen wurde. Nachdem man jedoch 1859 in Pennsylvania auf Rohölvorkommen gestoßen war, war die Ölschieferindustrie nicht mehr konkurrenzfähig und stellte ihre Tätigkeiten mit dem Jahr 1861 ein.
Historisch gesehen haben bislang vor allem wirtschaftliche Erwägungen die Verflüssigung von Kohle maßgeblich behindert. Bis vor Kurzem war es noch einfach Öl aufzufinden und zu fördern. Eine mächtige (Flüssig-)Ölindustrie hat durch Lobbyarbeit zudem eine einzigartige Einflussposition im Bereich inländischer Erdölgewinnung erreicht und hält dies Stellung auch aufrecht. International ist man sich jetzt der unmittelbar drohenden Gefahren bewusst, die von Tiefseebohrungen ausgehen, wie durch die Ölkatastrophe im Golf von Mexiko im April 2010 belegt.
Es gibt diverse Verfahren, die bei der Verflüssigung von Kohle angewandt werden. Beim Bergius-Verfahren z. B., entwickelt von Friedrich Bergius im Jahre 1913, wird trockene Kohle mit aufbereitetem Schweröl vermischt. Für gewöhnlich wird der Mischung ein Katalysator beigefügt. Die Reaktion tritt zwischen 400°C (°F 752) und 5.000°C (°F 9,030) und bei einem Wasserstoff-Druck von 20 bis 70 MPa ein.
Die Chevron Corporation hat ein Verfahren entwickelt, das eine enge Kopplung des nicht-katalytischen Dissolvers und der katalytischen Hydrogenationseinheit vorsieht. Das gewonnene Öl war leichter und wies weit weniger heteroatome Verunreinigungen als andere Kohleöle auf. Anscheinend wurde das Verfahren auf ein Produktionsniveau von 6 Tonnen pro Tag hochgefahren, seine kommerzielle Eignung wurde jedoch bislang nicht nachgewiesen.
Das Karrick-Verfahren ist ein Niedrigtemperaturkarbonisierungs-(LCT) und Pyrolyseprozeß für kohlenstoffhaltige Feststoffe. Obwohl es hauptsächlich für das Karbonisieren von Kohle entwickelt wurde, konnte es auch bei der Verarbeitung von Ölschiefer, Braunkohle oder anderer kohlenstoffhaltiger Feststoffe eingesetzt werden. Diese Materialien werden dabei luftdicht auf Temperaturen von °C 450 (°F 800) bis zu °C 700 (°F 1,300) erhitzt, um so synthetische Kraftstoffe, unkonventionelles Öl und Synthesegas zu destillieren. Das Karrick-Verfahren kann für die Verflüssigung von Kohle und in der Schwelkoksproduktion eingesetzt werden.
Beim Karrick-Verfahren kann aus einer US Short Tonne Kohle genauso so viel Kohlegas und 1,500 Pfund (680 Kilogramm) feste rauchlose Brennstoffe oder Schwelkoks wie aus einem Barrel Erdöl und Kohleteer (12 Gewichts-%), 3,000 Kubikfuß (85 Kubikmeter) gewonnen werden (für eine metrische Tonne, lägen die Werte bei 0,175 m³ Öl und Kohleteer, 95 m³ Gas und 750 Kilogramm Schwelkoks). Volumenerträge von ungefähr 25% Benzin, 10% Kerosin und 20% Heizöl sind so aus Kohle gewinnbar. Benzin, das im Karrick-Verfahren aus Kohle und mittels kombinierter Destillation oder Cracking gewonnen wird, ist qualitätsgleich mit tetraethylbleihaltigen Kraftstoffen. In Verbrennungsmotoren wird entsprechend mehr Energie entwickelt. Somit ist eine Brennstoffersparnis von ungefähr 20% unter identischen Betriebsbedingungen erreichbar. Das Synthesegas kann durch das Fischer-Tropsch-Verfahren in Öl umgewandelt werden. Aus Karrick-LTC gewonnenes Kohlegas hat einen höheren Energiegehalt als Erdgas.
Verglichen mit dem Bergius-Verfahren, ist das Karrick-Verfahren günstiger, erfordert weniger Wasser und senkt den thermischen Wert in geringerem Maße (zur Hälfe im Vergleich zum Bergius-Verfahren). Der rauchlose Schwelkokskraftstoff liefert 20% bis 25% mehr Wärme als Rohkohle, wenn er in einem offenen Kamin oder Dampfkessel verfeuert wird. Aufgrund der größeren Menge an kombinierten Karbon, sowie der geringeren Verdünnung der Verbrennungsgase mit Wasserdampf, sollte Kohlegas pro enthaltener Wärmeeinheit mehr Wärme als Erdgas liefern.
Den günstigste Flüssigbrennstoff aus der Kohle erhält man, wenn man LTC für Flüssigbrennstoffe und elektrische Stromgewinnung kombiniert. Als tertiäres Kohledestillationsprodukt kann elektrische Energie zu minimalen Kosten erzeugt werden. Eine Karrick-LTC-Anlage mit einer täglichen Kohlekapazität von einer Kilotonne produziert ohne Zusatzkosten ausreichend Dampf, um mittels Turbinen 100,000 Kilowattstunden elektrischer Energie zu gewinnen. Ausgenommen davon sind Investitionen für die elektrische Anlage und der Verlust der Dampftemperatur in den Turbinen. Die Kosten für den genutzten Dampf wären allerdings gering, da dieser Dampf aus der normalen Dampfkesselkapazität oder aus Turbinen in zentralen Kraftwerken abgeleitet werden könnte. Die Kraftstoffkosten für die Dampfgewinnung und Überhitzung würden folglich verringert.
Obwohl eine Karrick-Versuchsanlage bereits 1935 erfolgreich betrieben wurde, gibt es Zweifel, ob eine moderne, kommerziell genutzte Karrick LTC-verfahrenstechnische Anlage wegen der mechanischen Probleme nicht zum Scheitern verurteilt wäre. Diese Annahme beruht auf Ausfällen anderer Anlagen in der Vergangenheit, in denen verschiedene Verfahren unter unterschiedlichen Bedingungen angewandt wurden. Es kann nicht bestimmt werden in welchem Maß diese Technologie für eine industrielle Produktion hochskalierbar wäre. Als Öl noch erheblich günstiger war, waren die Absatzmärkte für die beschriebenen Kohleprodukte begrenzt, was dazu führte, das ein solches Risiko ökonomisch nicht tragbar war.
Andere Methoden zur Verflüssigung von Kohle beinhalten indirekte Umwandlungsverfahren. Das vielleicht wichtigste indirekte Verfahren ist das Fischer-Tropsch-Verfahren, in dem Kohle zuerst vergast wird, um so Synthesegas (eine ausgewogene gereinigte Mischung aus CO und H2) zu gewinnen. Zunächst werden Fischer-Tropsch Katalysatoren genutzt, um das Synthesegas in leichte Kohlenwasserstoffe umzuwandeln (wie Äthan), die zu Benzin und Diesel weiterverarbeitet werden. Diese Methode wurde in Deutschland in großem technischen Maßstab zwischen 1934 und 1945 angewandt und wird zur Zeit noch von Sasol in Südafrika genutzt. Zusätzlich zur Benzinherstellung kann Synthesegas in Methanol umgewandelt werden, welches wiederum als Kraftstoff oder Kraftstoffzusatz genutzt werden kann. Synthesegas kann durch Umwandlung zu Methanol in flüssigen Zustand versetzt werden, um danach mittels eines Zeolithkatalysators in Alkane polymerisiert zu werden.
Leider haben alle vorgenannten Methoden zur Verflüssigung von Kohle Nachteile. Die aufgeführten Verfahren zielen darauf ab, Kohle in einen flüssigen Zustand zu versetzen, ohne dass dabei die Folgen für die Umwelt in Betracht gezogen werden. So fallen, z. B. beim Fischer-Tropsch-Verfahren giftige Abfallprodukte an und es werden teure Katalysatoren (Kobalt, Eisen, Ruthenium) benötigt. Die vorgenannten Verfahren sind häufig auch nicht für einen größeren Rahmen geeignet und folglich nur begrenzt entwicklungsfähig. Viele Unternehmer hatten auch hohe Kapitalkosten, was dazu führte, dass die Verflüssigung aus wirtschaftlichen Überlegungen heraus zweifelhaft erschien.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kohleaufbereitungsverfahren, welches es mittels eines Durchlaufverfahrens ermöglicht der Kohle unter Anwendung von Wärme und Dampf in einem Wasserstoffkreislauf und einer sauerstoffarmen Atmosphäre Feuchtigkeit, Schwefel, Kohlenwasserstoffverbindungen (bezeichnet als flüchtige Bestandteile) sowie andere Bestandteile zu entziehen. Zusätzlich zu einem in hohem Ausmaß aufbereiteten Kohleprodukt, ist das Ergebnis die Aufspaltung der flüchtigen Bestandteilen in wertvolles Gas und flüssige Bestandteile zur direkten Nutzung oder Weiterverarbeitung.
Im Rahmen des Verfahrens werden Schüttkohle oder andere kohlenstoffhaltige Feststoffe in einen Reformer mit sauerstoffarmer Atmosphäre verbracht. Bei dem Reformer handelt es sich in der Regel um ein großen Metallbehälter, der aufrecht aufgestellt wird. In einigen Ausführungen ist im unteren Behälterbereich eine drehbare Stange mit Bewegungsplatten enthalten. Ein mit der Stange verbundener Motor bewegt die Platten, um die Kohle so durch den Behälter zu transportieren.
An verschiedenen Stellen am oberen Anteil der Reformerbehälterwand sind vertikal ein oder mehrere Dampfventile angebracht. Über die Dampfventile (je nach Position, die wiederum abhängig vom Temperaturgradienten ist, der innerhalb des Behälters herrscht), treten die flüchtigen Bestandteile aus der erhitzten Kohle aus, wobei Teile für den Verkauf oder die Weiterverarbeitung verwendet und, abhängig von der Ausführung, weitere Bestandteile auch wieder in den Behälter eingebracht werden. Die Wiederverwertung kann Schritte wie Kondensation der Gase zur Extraktion wertvoller Produkte enthalten, wobei die Gase dann wiederum erhitzt werden, um dem Reformerbehälter so wieder Wärme zurückzuführen. Das Innere des Dampfventils dient dabei der Verringerung der Partikelanzahl, die mittels der Ventile aus dem Behälter austreten.
An verschiedenen Profilen an der Außenwand des Reformerbehälters, sind vertikal ein oder mehrere Injektoren zum Einbringen von Dampf oder rückzuführender Abwärme in den Behälter angebracht. Die Gase werden gewöhnlich mittels des Injektors eingebracht, der unterhalb der Position der Dampfventilprofile sitzt, aus denen das Gas entnommen wurde. Infolgedessen liefern die eingebrachten Gase dem Behälter Wärme, werden generell aber durch den oberen Dampfauslass separiert, so dass die Gruppen getrennt werden. Deshalb gibt es in komplexeren Ausführungsformen eine Reihe von Gasauslassventilen, zur Trennung, Erhitzung eines Anteils der entnommenen Gase und der Wiedereinbringen des erhitzten Anteils zurück in den Reformerbehälter, um den Temperaturgradienten beizubehalten.
Das Einbringen der erhitzten Gase in den Behälter über die verschiedenen Injektorprofile führt innerhalb des Behälters zur Entstehung eines Temperaturgradienten. Im Allgemeinen herrschen an der Unterseite des Behälters höhere Temperaturen. Die Temperatur nimmt umso weiter ab, je höher sie im Behälter gemessen wird. Aufgrund der Temperaturbedingungen treten die flüchtigeren Kohlebestandteil durch die oberen Dampfventile und die weniger flüchtigen Bestandteile durch die Dampfventile am unteren Ende des Reformerbehälters aus.
Die Kohle wird erhitzt um Feuchtigkeit zu extrahieren und die Kohlenwasserstoffverbindungen und Schadstoffe wie Schwefel, Quecksilber und Arsen zu verdampfen. Dadurch werden diese von der Kohle getrennt. Der Dampf dient dazu die gasförmigen Bestandteile aus der Kohle zu fegen bzw. zu lösen und in eine Reihe von Aufnahmebehälter zu befördern in denen diese Substanzen kondensieren, getrennt, aufbereitet und gespeichert werden können. Der Dampf reagiert auch mit dem verbleibenden Kohlenmonoxid, das durch die Wassergas-Reaktion zu Wasserstoff und Kohlendioxyd umgewandelt wird.
Aufgrund dieses thermischen Crackings, führt die applizierte Wärme dazu, dass einige der schwereren Kohleteerbestandteile in leichtere, wertvollere Kraftstoffbestandteile wie Wasserstoff, Methan, Äthan, Propan, Butan, sowie in Benzin- und Dieselsiedepunktbestandteile umgewandelt werden. Die verdampften schwereren Kohlenwasserstoffverbindungen können in verschiedene Kraftstoffverbindungen wie Benzin, Kerosin und Diesel kondensiert und gespalten, oder ohne Trennung als zusätzliches Rohöl für die Weiterverarbeitung an Erdölraffinerien verkauft werden. Die schwere Kohlenwasserstoffschlacke, einschließlich des Kohleteers, kann alternativ durch ein „Hydro-Cracking” Verfahren weiterverarbeitet werden, welches einen Wasserstoff- sowie einen Nickelmolybdän-Katalysator nutzt, um schwere, geringwertige Kohlenwasserstoffe in leichtere hochwertige Kohlenwasserstoffe aufzugliedern. Das „Hydro-Cracking”-Verfahren führt auch zu einer Entschwefelung des Zufuhrstromes, sowie zu einer Stickstoffabspaltung mittels Hydrierung.
Die leichteren Kohlenwasserstoffbestandteile können aufgefangen, komprimiert und kondensiert werden, um Leichtbenzin, -butan und -propan zu gewinnen. Die restlichen Gase enthalten nach Kompression für gewöhnlich Wasserstoff und Methan. Dieses Gas kann als stromerzeugendes Kraftstoffgas im weiteren Verfahren genutzt werden. Alternativ kann der Wasserstoff abgespalten werden, um einen wasserstoffreichen Strom für andere Stromgewinnungsverfahren mit Wasserstoff zu gewinnen.
Die aufbereitete Kohle wird durch einen Auslass an der Unterseite des Behälters aus diesem entnommen und auf eine Temperatur heruntergekühlt, die niedrig genug ist, um der aufbereiteten Kohle Luftkontakt zu ermöglichen. Die aufbereitete Kohle ist gewöhnlich absolut trocken. Sie hat wegen der Feuchtigkeitsverringerung im Vergleich zum Ausgangsmaterial einen höheren Energiewert, der stellenweise bei bis zu 50% BTUs1

1: British Thermal Unit (Englisch) = Britische Wärmeeinheit ( = 1.055,06 J)

Weil die aufbereitete Kohle einen höheren BTU-Gehalt hat, wird für den gleichen Energieertrag weniger aufbereitete Kohle als Kraftstoff benötigt. Auf Massebasis kann dieser niedrigere Kraftstoffbedarf zu eine 30%-igen Verringerung der CO2-Emissionen führen. Der Schwefelgehalt der aufbereiteten Kohle kann im Vergleich zum Ausgangsmaterial unter 1% liegen. So werden folglich beim Verbrennungsprozess erheblich weniger SOx-Emissionen frei. Die Asche, die beim Verbrennen der aufbereiteten Kohle entsteht, ist weitestgehend quecksilberfrei und hat eine viel niedrigere Schadstoffkonzentration im Vergleich zur Asche, die bei Verbrennung des Ausgangsmaterials entsteht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen hervor, wobei:
1 ein schematisches Diagramm eines Kohle-Reformers entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt; und
2 ein Ablauf-Diagramm einer Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie in 1 bildlich dargestellt, beziehen sich die vorliegende Methode und Vorrichtungen, entsprechend einer bestimmten Ausführung, auf einen, mit Festdampf reagierenden Fraktionator, oder Kohle-Reformer 10. Der Reformer 10 hat eine Außenwand 12, die für gewöhnlich aus Stahl besteht und kann im Inneren eine erosions- und korrosionsbeständige Schicht sowie eine Außenisolierung bekannter Art aufweisen. Der Reformer steht generell aufrecht und hat folglich ein oberes 14 und ein unteres Ende 15. Eine vertikal angebrachte drehbare Stange 18 ist mittels eines Dichtungslagers 20 am oberen Ende 14 des Reformers eingeführt. Eine oder mehrere Bewegungsplatten 22 sind in verschiedenen vertikalen Positionen entlang der Stange angebracht. Wie in 1 bildlich dargestellt, sind die Bewegungsplatten 22 für gewöhnlich schräg zur Horizontalen und Vertikalen angebracht. Ein Motor 24, der über dem Reformer am Stange befestigt ist 18, dreht diesen 18 und somit die Bewegungsplatten 22.
Eine Vielzahl der Dampfventile 28 ist an verschiedenen Positionen entlang der Außenwand 12 des Reformers 10 angebracht. Über die Dampfventile 28 entweicht Dampf aus dem Reformer 10. Jedes Dampfventil hat ein Innengehäuse 30, das so konstruiert ist, dass Kohle-, und andere Partikel, die in die Dampfdüse gelangen und diese oder andere Anteile der Vorrichtung verstopfen könnten, möglichst gering gehalten wird. Es ist ebenfalls möglich eine externe Apparatur zur Aufspaltung der Kohle, wie z. B. einen Fliehkraftabscheider oder einen Gewebefilter, zu nutzen, um unterschiedliche feine Kohlepartikel aufzufangen und so eine Vermischung mit anderen Bestandteilen in nachgelagerten Verfahrensschritten (wie die unten erwähnten Kondensatoren und Vorwärmer) zu verhindern.
Jedes Dampfventil 28 ist so positioniert, dass verschiedene Gruppen der flüchtigen Kohlebestandteile extrahiert werden können. Das heißt, während die „Hauptmasse” innerhalb des Reformers erhitzt wird, bildet sich ein Temperaturgradient innerhalb des Reformers und die unteren Bereiche werden stärker erhitzt als die oberen. So treten über die höher auf der Außenwand befindlichen 12 Dampfventile 28 Kohlenwasserstoffe mit geringerem Gewicht, und über die tiefer liegenden schwerere Kohlenwasserstoffe aus.
Eine Vielzahl der Injektoren 32 ist vertikal an verschiedenen Positionen entlang der Außenwand 12 angebracht. Über die Injektoren werden erhitzte Flüssigkeiten in den Reformer 10 eingebracht. Diese erhitzten Flüssigkeiten werden häufig über die Dampfventile 28 recycelt. Das heißt, wie im Folgenden ausführlicher dargestellt, dass ein Anteil der heißen Gase, die über den Dampf austreten 28, recycelt und mittels der Injektoren 32 in den Reformer 10 rückgeführt werden.
Rohkohle oder andere kohlenstoffhaltige Feststoffe werden mittels eines Einfülltrichters 34 zum Reformer 10 befördert und in diesen eingebracht. Ein Drehschieber 6 steuert den Vorschub zum Reformer 10 und verhindert, dass Material aus dem Reformer 10 in den Trichter zurückgelangen kann 34. Gewöhnlich beginnt das Verfahren, indem der Reformer 10 mit Kohle gefüllt, und dessen Inneres dann mittels des eingebrachten Dampf luftgespült wird. Während die Kohle aufbereitet wird und die verschiedenen Gruppen aus dem Reformer extrahiert werden, wird zusätzlich Kohle durch den Drehschieber 6 in den Reformer 10 eingebracht.
Sobald sich die Kohle im Reformer 10 befindet, beginnt sie sich immer weiter zu erhitzen, je weiter nach unten sie sich im Reformer 10 bis zu dem Punkt bewegt (der sich für gewöhnlich ziemlich hoch im Reformer befindet) an dem Feuchtigkeit und einige flüchtige organische Bestandteile aus der Kohle gelöst werden. Feuchtigkeit, leichte flüchtige organische Bestandteile und andere Gase (siehe Wiedereinbringen unten) verlassen den Reformer 10 dabei durch das am weitesten oben befindliche Dampfventil 28a. Wie durch Bezug auf 2 deutlich wird, werden diese Dämpfe in einer Ausführung durch einem obenliegenden Kondensator 42 geführt, wo diese zu Flüssigkeiten wie Wasser, Butan, Pentan und Leichtbenzinbestandteile kondensieren.
Flüssigkeit und Restgas treten über den obenliegenden Kondensator 42 aus und werden in einem obenliegenden Kompressor-Dreiphasenflüssigkeitsabscheider 44, der Gas und Flüssigkeiten, sprich den flüssigen Kohlenwasserstoff von der wässerigen Lösung trennt, aufgespalten. Das im obenliegenden Flüssigkeitsabscheider 44 befindliche Restgas wird durch einen Brenngaskompressor 46 abgesaugt und in einem Brenngaskondensator 48 abgekühlt, wo sich Gruppen wie Propan und Butan verflüssigen und über einen Kompressor in einem Dreiphasenabscheider 50 getrennt werden. Die flüssigen Kohlenwasserstoffe aus dem Kompressor-Dreiphasenflüssigkeitsabscheider 50 können dann für die weitere Aufbereitung, Fraktionierung, Speicherung oder den Verkauf verwendet werden.
Aus dem im Kompressor-Dreiphasenflüssigkeitsabscheider 50 befindlichen Restgas werden Schadstoffe, wie freier Sauerstoff und Stickstoff (Luft), Kohlendioxyd, Wasserstoffsulfid, etc. entfernt. Sofern dies gewünscht ist, kann der resultierende Gasstrom (siehe 2, Strom 52) nach seiner Aufbereitung zu einer Anlage zur Reinigung von Wasserstoff geführt werden (mittels eines Stroms 53 – siehe 2), wo der Wasserstoff vom Brenngas getrennt wird. Der gereinigte Wasserstoffstrom oder ein Anteilstrom des wasserstoffreichen Brenngasstroms (siehe 2, Strom 54), können in einem Ofen 58 auf Temperaturen von 200–260°C (400–500°F) erhitzt und als Heiz- und Lösungsmittel mittels eines Injektors 32b über das schwere Naphthadampfventil 28b wieder in den Reformer 10 eingebracht werden.
Die Flüssigkeit aus dem obenliegenden Abscheider 44 wird durch eine Pumpe 60 in zwei Ströme aufgeteilt. Ein Strom (siehe 2, Strom 62), fließt mit einem schweren Naphthastrom (siehe 2, Strom 64) aus dem Reformer 10 zusammen. Ein zweiter Strom (siehe 2, Strom 68), wird wie ein Löschstrom genutzt, der mittels Injektor 32a zurück in den Reformer 10 verbracht wird, um die Temperatursteuerung im oberen Bereich zu unterstützen.
Wasser aus dem obenliegenden Abscheider 44 kann Ammoniak, Wasserstoffsulfid und andere wasserlösliche Bestandteile enthalten. Dieses Wasser ist verschmutzt oder sauer. So wird der saure Wasserstrom (siehe 2, Strom 70a), so wie die in 2 gezeigten Ströme 70b, 70c, 70d und 70e, mit anderen sauren Wasserströmen 70 kombiniert und zur Aufbereitung weitergeleitet.
Die Kohle erhitzt sich auf ihrem Weg in den unteren Bereich des Reformers 10 immer weiter. Die Hitze im Reformer entsteht durch Wiedereinspritzung der erhitzten Ströme mittels der verschiedenen, weiter unten im Reformer 10 befindlichen Injektoren 32. Während sich die Kohle auf Temperaturen von 90–205°C (200–400°F) erhitzt, wird jegliche Restfeuchtigkeit entfernt und Kohlenwasserstoffbestandteile, die im Bereich des schweren Naphthastroms kochen, verdampfen aus der Kohle. Diese Bestandteile treten über das schwere Naphthadampfventil 28b bei ungefähr 205°C (400°F) aus dem Reformer 10 aus.
Der schwere Naphthadampf wird über einen Naphthakondensator 72 kondensiert. Die Naphthaflüssigkeit und das Restgas trennen sich in einem Naphtha-Dreiphasenabscheider 74. Das Gas aus dem Naphtha-Dreiphasenabscheider 74 wird mit anderen Restgasströmen kombiniert und zu einer Gasrückgewinnungsanlage geleitet. Von dort kann das Gas für die Aufbereitung, Fraktionierung, Speicherung, oder als Kraftstoff zurückgewonnen bzw. verkauft werden.
Das Naphtha aus dem Naphtha-Dreiphasenabscheider 74 wird mittels einer Pumpe 76 in zwei Ströme gespalten. Wie in 2 bildlich dargestellt, kann ein Strom 78 als Kühlmittel in einem Wärmetauscher 80 genutzt werden, wo dieser Strom vorgewärmt, dann über das Flächenheizsystem eines befeuerten Ofens 58 auf Temperaturen von 315–370°C (600–700°F) erhitzt und durch den Injektor 32c über das Destillatdampfventil 28c wieder in den Reformer 10 eingebracht wird. Der andere Strom 82 wird zur Speicherung geleitet und kann weiter aufbereitet, veredelt und zu fertigem Benzin gemischt werden.
Während sich die Kohle im Reformer 10 als „Masse” immer weiter nach unten bewegt und sich auf Temperaturen von 205°C (400°F) bis 370°C (700°F) erhitzt, verdampfen die Kohlenwasserstoffbestandteile, die in dieser Temperaturspanne (Destillate) kochen, aus der Kohle. Diese Destillatdämpfe treten bei ungefähr bei 340–370°C (650–700°F) über das Destillatdampfventil 28c aus dem Reformer 10 aus. Die Destillatdämpfe werden im Wärmetauscher 80 kondensiert und lösen sich in einem Destillat-Dreiphasenabscheider 84 vom Restgas.
Das Destillat aus dem Destillat-Dreiphasenabscheider 84 wird mittels einer Pumpe 88 in zwei Ströme gespalten. Der erste Strom (siehe 2, Strom 86), wird zur Speicherung geführt und kann in einer Hydrodesulfurierungsanlage zu schwefelfreiem Dieselkraftstoff weiter verarbeitet oder als unfertiger Diesel verkauft werden. Der zweite Strom (2, Strom 92) wird in einem Wärmetauscher 94 vorgewärmt und über das Flächenheizsystem eines befeuerten Ofens 96 auf ungefähr 480°C (900°F) erhitzt. Dieser zweite Stromwird dann mittels eines Injektors 32d über das schwere Kohleteer-Dampfventil 28d wieder in den Reformer 10 eingebracht.
Die schweren Kohleteerdämpfe treten über ein Dampfventil 28d aus dem Reformer 10 aus und kondensieren im Wärmetauscher 94. Der schwere Kohleteer trennt sich in einem Kohleteerabscheider 98 vom Restgas. Der flüssige Kohleteer 100 wird über eine Pumpe 102 aus dem Kohleteerabscheider 98 extrahiert, dem heißen wasserstoffreichen Brenngasstrom ausgesetzt (siehe 2, Strom 54), und über das Flächenheizsystem eines befeuerten Ofens auf 425–480°C (800–900°F) erhitzt.
Der mit Wasserstoff angereicherte Kohleteerstrom wird mittels eines befeuerten Ofens 104 auf 650–705°C (1200–1300°F) erhitzt. Der Kohleteer wird bei diesen Temperaturen in kleinere Moleküle zerlegt (thermisches Cracking). Diese sind für gewöhnlich Diesel- und Benzinbestandteile sowie Butan, Propan, Äthan, Methan und Wasserstoff. Die hohe Temperatur, sowie der vorhandene Wasserstoff und die in der Kohle enthaltenen Metalle, verursachen Hydrocracking- und Hydrotreating-Reaktionen, die durch die Reaktion der großen Kohlenwasserstoffmoleküle mit Wasserstoff (Hydrocracking) die großen und schweren Kohlenwasserstoffmoleküle in kleinere und wertvollere Kohlenwasserstoffbestandteile wie Diesel, Benzin, Butan, Propan, Äthan und Methan aufspalten. Diese Reaktionen lösen häufig auch Schwefel, Stickstoff und Sauerstoffbestandteile der Kohle durch die Reaktion dieser Bestandteile mit Wasserstoff (Hydroverfahren).
Der Austrittsstrom 106 des befeuerten Ofens 104 wird mittels des Injektors 32e an der Unterseite 15 des Reformers 10 wieder in diesen eingebracht. Dies führt dazu, dass sich die Kohle auf ihre endgültige Temperatur von ungefähr 1000°C erhitzt, sich die restlichen flüchtigen Bestandteile aus der Kohle lösen und dass die, durch das thermische Cracking des Kohleteers im befeuerten Ofen 104 entstandene Masse, zurückgewonnen wird. Die Hydro-Cracking- und Hydro-Treating-Reaktionen, die im Reformer 10 ablaufen, nutzen die Kohle und ihre Verbundmetalle, als Katalysatoren, um die großen Karbonketten der Kohle aufzuspalten, sowie Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff aus den Kohlemolekülen zu lösen. Der Kohleteerstrom kann komplett recycelt werden.
Das heiße aufbereitete Kohleprodukt tritt an der Unterseite des Reformers 10 durch einen Drehschieber 38 aus. Ein Abschnitt des Übergangsrohres 40, durch das die heiße aufbereitete Kohle fördert wird, kann ummantelt werden. Das Speisewasser des Dampfkessels (Heißwasser, ungefähr 100°C, kurz vor dem Siedepunkt) das durch das Mantelrohr 108 fließt, kann genutzt werden, um die aufbereitete Kohle auf ungefähr 120–105°C (250–225°F) abzukühlen. Wie in 2 bildlich dargestellt, wird das Speisewasser des Dampfkessels, Strom 110, bis auf das Niveau von mittlerem Druckdampf 110 erhitzt und mit anderen Quellen von mittlerem Druckdampf 112 kombiniert, um dem System als Lösedampf sowie zu weiteren Nutzung während des Vorgangs zugeführt zu werden.
Der Dampf kann mittels des Flächenheizsystems des befeuerten Ofens 96 auch auf 425–480°C (800–900°F) überhitzt werden. In einem weiteren Abschnitt des Mantelübergangsrohrs 114 kann die warme aufbereitete Kohle durch flüssiges Kühlwasser oder sonstige Kühlmittel weiter abgekühlt werden, um sie auf eine sichere Temperatur zu kühlen (gewöhnlich unter 50°C bzw. 120°F). Anstatt des Drehschiebers 38 und der Mantelrohre 108 und 114, kann auch eine Reihe ummantelter Schneckenförderpumpen genutzt werden, um das aufbereitete Kohleprodukt zu fördern und abzukühlen.
Sobald die aufbereitete Kohle genügend abgekühlt hat, kann sie mit trockener Luft in Verbindung gebracht werden. An diesem Punkt kann Trockenluft genutzt werden, um die aufbereitete Kohle in die Speichersilos zu befördern. Die aufbereitete Kohle kann dann als Kraftstoff oder im Rahmen anderer gewünschter Nutzungsarten genutzt werden.
Der Kohle-Reformer 10 und die Bewegungsplatten 22 können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Für gewöhnlich sind sie jedoch aus Stahl- oder Edelstahl mit einer erosions- und korrosionsbeständigen Schutz- oder Zwischenschicht mit entsprechender Isolierung. Sie sind entsprechend dem gewünschten Förderdurchsatz, der auch von dem spezifischen Feststoff abhängt, der verarbeitet wird dimensioniert. Die sonstigen Bestandteile der für das Verfahren benötigten Systeme entsprechen allgemein gültigen technischen Standards. So können als Kondensatoren zum Beispiel Mantel-Rohr-Wärmeaustauscher und als Öfen, befeuerte Standardkessel oder -öfen, wie technisch allgemein bekannt, verwendet werden. Ebenso können Standardrohrleitungen und Ventile genutzt werden. Zur Klarstellung: jedes dieser Einzelelemente ist so zu dimensionieren, dass der Durchsatz im Reformers 10 entsprechend bewältigt werden kann.
Obwohl die Ausführungen, die in dieser Deklaration dargelegt werden, sich auf die Verarbeitung und Aufbereitung von Kohle beziehen, ist die beschriebene Methode und Vorrichtung ebenfalls geeignet zur Extraktion und Fraktionierung sonstiger kohlenstoffhaltiger Feststoffe, wie Kohle (Anthrazit, bituminös, sub-bituminös), Qualster, Bitumen, Braunkohle, Öl und Teersand, Ölschiefer und kohlenstoffhaltiger Feststoffe einschließlich Abfall und Plastik. So können diese kohlenstoffhaltigen Feststoffe aufbereitet werden, um die enthaltenen flüchtigen Bestandteilen in hochwertige Produkte zu destillieren. Die vorliegende Erfindung weist somit einige Vorteile gegenüber Methoden ihrer Art auf, die bisher bekannt waren. Obwohl bestimmte Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, können von Fachleuten diverse Anpassungen und Änderungen vorgenommen werden, ohne dass diese vom Kern und Umfang der Erfindung abweichen.

Claims

Eine Methode zur Aufbereitung von kohlenstoffhaltigen Feststoffen, welche die folgenden Schritte umfasst: Einzug einer kohlenstoffhaltigen Feststoffmasse mittels Aufnahmetrichter durch eine Aufnahme in einen Reformer, aus dem mit Dampf Luft evakuiert wurde, um einen bestimmten Anteil des Reformer, der wiederum generell aufrecht steht, eine bestimmte Länge aufweist und über ein oberes, sowie ein unteres Ende verfügt, zu füllen. Dieser verfügt über: eine Außenwand; eine an einen Antriebsmotor angeschlossene Stange, die mittels eines Dichtungslager in den Reformer eingeführt ist; eine Vielzahl von Bewegungsplatten, an bestimmten Positionen entlang der Stange so angebracht, dass sie von der Stange gedreht werden; eine Vielzahl von vertikal an bestimmten Positionen entlang des Reformers angebrachten Injektoren zum Einbringen von erhitzten Flüssigkeiten in den Reformer; eine Vielzahl des Dampfventilen an bestimmten Positionen entlang des Reformers zum Ablassen von Flüssigkeiten aus dem Reformer, wobei jedes Dampfventil ein Innengehäuse hat, dass die Anzahl der Partikeln verringern soll, die über den Dampf transportiert werden. Jedes Dampfventil ist dabei zur Extrahierung bestimmter Fraktionen von flüchtigen Bestandteilen kohlenstoffhaltiger Feststoffes an einer bestimmten Position angebracht, die wiederum von einem bestimmten Temperaturgradienten abhängt, der sich innerhalb des Reformers bildet; eine Düse für das Einbringen eines flüssigen Rückflussstroms, der aus einem bestimmten Flüssigkeitsanteil aus einem der oben befindlichen Dampfventile in den Reformer rückkondensiert wurde, um die Temperatur innerhalb des Reformers dadurch zu mindestens teilweise zu steuern; und an ein Ausgangsventil angeschlossener Auslass, durch den kohlenstoffhaltige Feststoffe aus dem Reformer treten; Beibehalten eines bestimmten Temperaturgradienten im Reformer, wobei dies dazu führt, dass am unteren Ende des Reformers eine höhere und am oberen eine niedrigere Temperatur herrscht, was dazu wiederum führt, dass die meisten flüchtigen Bestandteile des kohlenstoffhaltigen Feststoffes den Reformer durch das am obersten Ende des Reformers gelegene Dampfventil verlassen und dass nach und nach weniger flüchtige Bestandteile über Ventile am unteren Ende des Reformers austreten; dabei kondensiert ein erster, bestimmter Anteil der flüchtigsten Bestandteile und das Kondensat wird als Rückflussstrom genutzt; ein zweiter, bestimmter Anteil der flüchtigsten Bestandteile wird komprimiert und erhitzt, und dieser zweite so bestimmte Anteil wird dem System über einen ersten Injektor, der sich an bestimmten vertikalen Position befindet, wieder zugeführt; Wiederzuführung eines bestimmten Kontingents eines ersten Dampfanteils, der an einer zuerst bestimmten vertikalen Position eintritt: Kondensieren des bestimmten Kontingents des ersten Anteils; Pumpen des ersten kondensierten Anteils in einen ersten Wärmeaustauscher, der mit einem zweiten Dampfventil verbunden ist, das sich vertikal an einer zweiten, bestimmten Position befindet; Nutzung des ersten Anteils, um einen zweiten Anteil aus dem zweiten Dampfventil zu kondensieren und dadurch den ersten Anteil wieder zu verdampfen; und Erhitzen des wiederverdampften ersten Anteils auf eine bestimmte Temperatur und Wiedereinbringen des erhitzten ersten Anteils in den Reformer mittels eines zweiten Injektors, der sich vertikal an einer zweiten, bestimmten Position befindet; und Sammeln aller Reststoffe zur Nutzung oder Weiterverarbeitung; und Abkühlen des aufbereiteten kohlenstoffhaltigen Feststoffes, nachdem er durch das Ausgangsventil ausgetreten ist und Sammeln des abgekühlten aufbereiteten kohlenstoffhaltigen Feststoffes.
Die in Anspruch 1 dargestellte Methode, die weiterhin Folgendes enthält: den Schritt der Wiederverwertung eines bestimmten Kontingents eines dritten Anteils von einem dritten Dampfventil, das an einer bestimmten dritten vertikalen Position angebracht ist: Kondensieren eines bestimmten Kontingents des dritten Anteils; Pumpen des dritten kondensierten Anteils in einen zweiten Wärmetauscher, der mit einem vierten Dampfventil verbunden ist, das an einer bestimmten vierten vertikalen Position angebracht ist; Nutzung des dritten Anteils, um einen vierten Anteil aus dem vierten Dampfventil zu kondensieren und dadurch den dritten Anteil wieder zu verdampfen; und Erhitzung des wiederverdampften dritten Anteils auf eine bestimmte Temperatur und Wiedereinbringen des erhitzten dritten Anteils in den Reformer mittels eines dritten Injektors, der sich vertikal an einer dritten, bestimmten Position befindet.
Die in Anspruch 4 dargestellte Methode 1, wobei dem Reformer über mindestens einen der Injektoren an einer bestimmten Position Hitze zugefügt wird.
Eine Methode zum Destillieren der flüchtigen Bestandteile aus kohlenstoffhaltigen Feststoffen und die Fraktionierung dieser Bestandteile in unterschiedlich hochwertige Ströme, welche die folgende Schritte beinhaltet: Einzug von kohlenstoffhaltigen Feststoffen in einen Reformer, bis zu einer bestimmten Füllmenge, wobei der Reformer aufrecht steht, sowie eine vorbestimmte Länge und ein oberes, sowie ein unteres Ende, sowie Folgendes aufweist: ein Injektor, mit dem an einer bestimmten vertikalen Position des Reformers erhitzte Flüssigkeiten in den Reformer eingebracht werden; eine Vielzahl von Dampfventilen an bestimmten Positionen entlang des Reformers für das Austreten von Flüssigkeiten aus dem Reformer, wobei jedes Dampfventil sich abhängig von einem bestimmten Temperaturgradienten, der innerhalb des Reformers herrscht, an einer Position für die Extrahierung von bestimmten Anteilen flüchtiger Bestandteile der kohlenstoffhaltigen Materialien befindet; eine Düse für das Einbringen eines flüssigen Rückflussstroms über das Dampfventil zurück in den Reformer; und Beibehalten eines bestimmten Temperaturgradienten im Reformer, wobei dies dazu führt, dass am unteren Ende des Reformers eine höhere und am oberen eine niedrigere Temperatur herrscht, was wiederum dazu führt, dass die meisten flüchtigen Bestandteile des kohlenstoffhaltigen Feststoffes den Reformer durch das am obersten Ende des Reformers gelegene Dampfventil verlassen und dass weniger flüchtige Bestandteile, über Ventile am unteren Ende des Reformers austreten;
Die in Anspruch 4 dargestellte Methode 1, die weiterhin Folgendes enthält: den Schritt der Wiederverwertung eines bestimmten Kontingents eines ersten Anteils aus einem ersten Dampfventil, wobei: der erste Anteil kondensiert; der erste Anteil in einen Wärmetauscher gepumpt wird, der mit einem zweiten Dampfventil verbunden ist; der erste Anteil genutzt wird, um einen zweiten Anteil aus dem zweiten Dampfventil zu kondensieren und den ersten Anteils dadurch wieder zu verdampfen; und der wieder verdampfte erste Anteil auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und zum Erhitzen des ersten Anteils wieder in den Reformer eingebracht wird.
Die in Anspruch 4 dargestellte Methode, bei der der Reformer weiterhin Folgendes enthält: eine an einen Antriebsmotor angeschlossene Stange die über ein Dichtungslager in den Reformer eingeführt ist; und eine Vielzahl der Bewegungsplatten, die an bestimmten Positionen entlang der Stange so angebracht sind, dass sie von der Stange gedreht werden.
Die in Anspruch 4 dargestellte Methode, wobei jedes Dampfventil über ein Innengehäuse verfügt, um die Menge an Partikeln zu verringern, die durch das Ventil strömt.
Die in Anspruch 4 dargestellte Methode, bei der der Reformer weiterhin Folgendes enthält: Auslass mit Auslassventil an, durch das kohlenstoffhaltige Feststoffe aus dem Reformer treten.
Die in Anspruch 4 dargestellte Methode, die zusätzlich folgenden Schritt enthält: Kondensieren eines ersten, bestimmten Anteils der flüchtigen Bestandteile und Nutzung des Kondensats als Rückflussstrom.
Die in Anspruch 4 dargestellte Methode, die zusätzlich folgenden Schritt enthält: Komprimieren ein zweiten, bestimmten Anteils der flüchtigen Bestandteile, Erhitzen des komprimierten zweiten Anteils, und Wiedereinbringen des aufbereiteten Anteils in den Reformer.
Ein Vorrichtung für die Aufbereitung kohlenstoffhaltiger Feststoffe, die Folgendes beinhaltet: einen Reformer, der generell aufrecht steht, mit einer bestimmten Länge, sowie einem oberen und einem unteren Ende; eine Vielzahl des Dampfventilen an bestimmten Positionen entlang des Reformers zum Ablassen von Flüssigkeiten aus dem Reformer, wobei jedes Dampfventil ein Innengehäuse hat, dass die Anzahl der Partikeln verringern soll, die über den Dampf transportiert werden. Jedes Dampfventil ist dabei zur Extrahierung bestimmter Fraktionen von flüchtigen Bestandteilen kohlenstoffhaltiger Feststoffes an einer bestimmten Position angebracht, die wiederum von einem bestimmten Temperaturgradienten abhängt, der innerhalb des Reformers herrscht; mindestens ein Injektor, der an einer bestimmten vertikalen Position entlang des Reformers zum Einbringen von Flüssigkeiten angebracht ist, die über mindestens ein Dampfventil zurück in den Reformer gelangen; und ein Auslass, über den aufbereitete kohlenstoffhaltige Feststoffe aus dem Reformer treten.
Die in Anspruch 11 dargestellte Vorrichtung, die zusätzlich Folgendes beinhaltet: eine an einen Antriebsmotor angeschlossene Stange, die über ein Dichtungslager in den Reformer eingeführt ist; und eine Vielzahl der Bewegungsplatten, die an bestimmten Positionen entlang der Stange an angebracht sind, so dass sie von der Stange gedreht werden.
Die in Anspruch 11 dargestellte Vorrichtung, bei der jedes Dampfventil über ein Innengehäuse verfügt, um die Menge an Partikeln zu verringern, die durch das Ventil strömt während andere Dämpfe in das Ventil strömen.
Die in Anspruch 11 dargestellte Vorrichtung, die zusätzlich Folgendes beinhaltet: eine Düse zum Einbringen eines Rückflussstroms, der über ein Dampfventil aus einem bestimmten Anteil Flüssigkeit in den Reformer kondensiert, um den Temperaturgradienten innerhalb des Reformers dadurch mindestens teilweise zu steuern.
Die in Anspruch 11 dargestellte Vorrichtung, die zusätzlich Folgendes beinhaltet: einen an das erste Dampfventil angeschlossenen Kondensator, zum Kondensieren eines ersten bestimmten Anteils der flüchtigen Bestandteile an; und einen Ofen zur erneuten Erhitzung des zuerst bestimmten Anteils vor Wiedereinführung des zuerst bestimmten Anteils zurück in den Reformer, um so den Temperaturgradienten innerhalb des Reformers zu kontrollieren.
Die in Anspruch 11 dargestellte Vorrichtung, die zusätzlich Folgendes beinhaltet: einen an das erste Dampfventil angeschlossenen Kondensator zum Kondensieren eines ersten bestimmten Anteils der flüchtigen Bestandteile.
Die in Anspruch 11 dargestellte Vorrichtung, die zusätzlich Folgendes beinhaltet: einen Ofen zur erneuten Erhitzung des zuerst bestimmten Anteils vor Wiedereinführung des zuerst bestimmten Anteils in den Reformer, um so den Temperaturgradienten innerhalb des Reformers zu kontrollieren.
Die in Anspruch 11 dargestellte Vorrichtung, die zusätzlich Folgendes beinhaltet: einen Kompressor, der so an einen Dampfstrom aus einem Dampfventil angeschlossen ist, dass er diesen komprimiert; Mittel zum Wiedereinbringen eines ersten Anteils des komprimierten Dampfstromes in den Reformer; Mittel zum Verbringen eines zweiten Anteils des komprimierten Dampfstromes in ein Brenngas; und Mittel für die Wiederverwertung eines dritten Anteils des komprimierten Dampfstromes zur Speicherung, Reinigung oder Weiterverarbeitung.
Die in Anspruch 11 dargestellte Vorrichtung, in der die Aufbereitung des kohlenstoffhaltigen Feststoffes die Destillation von mindestens einer flüchtigen Verbindung aus dem kohlenstoffhaltigen Feststoff beinhaltet.