DE19827154C2 - Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Biogas sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Biogas durch eine thermisch-katalytische Umwandlung des Biogases zu Synthesegas aus CO und H₂ in einem Reformer und katalytische Umsetzung des Synthesegases zu Methanol sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. In einem solchen bekannten Verfahren und einer solchen bekannten Vor­ richtung wird unter Wasserdampfzugabe an einem Katalysatorbett aus Nickeloxid aus ei­ nem Erdgas ein Synthesegas erzeugt, und zwar nach der Reaktion CH₄ + H₂O = CO + 3H₂. Dabei wird das zu reagierende Gas auf ca. 800° Grad erwärmt und je m³ Methan eine Re­ aktionsenergie von 2,55 kWh verbraucht. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der hohe Verbrauch an Hochtemperaturwärme und die Notwendigkeit der Zufuhr von Wasserdampf unter Reaktionsbedingungen. In kleinen Anlagen geschieht die Heizung zweckmäßiger­ weise elektrisch.

Die nach dem Stand der Technik hergestellte Synthesegasmischung erfordert somit einen hohen Aufwand an Geräten und an elektrischer Energie, so daß das Verfahren als Vorstufe für die Produktion für Synthesegas aus Biogas wirtschaftlich bisher nicht darstellbar war. Der Verbrauch an Hochtemperaturwärme wird bei Berechnung normaler Stromkosten da­ mit die Hauptbelastung für das Produkt und läßt dadurch eine wirtschaftliche Umsetzung nicht zu.

Überraschenderweise wurde nun mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gefunden, daß die Reaktion des Biogases mit der üblichen Zusammensetzung, von 60% Methan und 40% Kohlendioxyd eine nahezu wärmeneutrale Umsetzung bei 800° Grad ermöglicht, wenn kein Wasserdampf zugegeben wird, und somit ca. 30% des in den Gasen enthaltenen Kohlenstoffes als elementarer Kohlenstoff ausfällt. Diese Reaktion nach der Summenformel 2CH₄ + CO₂ = 2CO + 4H₂ + C ist nahezu wärmeneutral (isotherm/adiabat).

Der Ausfall an Kohlenstoff führt zu einer Pyrolysereaktion. Diese ist erfindungsgemäß gewollt, da dieser pyrolytische Kohlenstoff die Grundlage für die Reaktion notwendigen Wärmefreisetzungen ist und somit kein Nachteil sondern einen Vorteil darstellt. Der in der Pyrolysereaktion freigesetzte Kohlenstoff ermöglicht die Erhitzung des Kreislaufkatalysa­ tors in einer nachgeschalteten Verbrennungsstufe.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 5 wurde durch die Verwendung von zwei speziellen Ke­ ramikzyklonen bevorzugt, aus den Materialien SiC und ZrO₂, gefunden.

Diese bewirken einerseits die katalytische Vorreaktion des Biogases mit dem Kreislaufka­ talysator zu Synthesegas und andererseits die Regeneration des Kreislaufkatalysators durch eine Verbrennung dieses anhaftenden Kohlenstoffs mit Luft.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Un­ teransprüche 2 bis 4 sowie 6 und 7.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahren; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die nachfolgende Fig. 1 zeigt das erfinderische Verfahren. Mit 1 ist der Eingangsstoff, beispielsweise Biogas, bezeichnet. Die Förderung 2 und Verdichtung 3 des Eingangsstoffes 1 erfolgt im Verdichter. Die Aufwärmung 4 des Eingangsstoffes 1 erfolgt in Wärmetauschern durch das Produktgas 5 und Abgas 6 aus der Katalysatorregeneration und schließlich in der Vermischung 7 mit dem regenerierten, heißen Katalysatorpulver 8 an.

Das zwischen 650°C und 900°C aufgewärmte Gemisch 8 aus Katalysatorpulver 8 und Eingangsstoff 1 reagiert in dem Reformer I, der als Zyklon ausgebildet ist, zu Synthesegas 10. Dieses verläßt den Zyklon am oberen Ende und strömt 11 in den Reformer II. In dem Reformer II ist eine Schüttung 12 aus Nickeloxidkatalysator, einem mit Nickeloxid beschichteten Katalysatorträgermaterial, der dafür sorgt, daß die Umwandlung 13 der Reste an nicht umgesetzten Ausgangsstoffen in Synthesegas erfolgt.

Das den Reformer II verlassende Produktgas 5 hat eine Temperatur zwischen 600°C und 850°C und wird über die Aufwärmung des Eingangsstoffes 4 im Wärmetauscher auf Temperaturen zwischen 250 bis 500°C abgekühlt. Durch Einspritzung 14 von Wasser erfolgt eine weitere Abkühlung auf 200 bis 400°C. Mit dieser Temperatur gelangt das Produktgas 5 in eine Kammer, wo die Konvertierung 15, eines Teils des Kohlenmonoxids mit dem durch Wassereinspritzung gebildeten Wasserdampf zu Wasserstoff und CO₂ erfolgt.

Das so gebildete Gasgemisch 16 mit ca. doppelt so viel Wasserstoff wie Kohlenmonoxid wird auf Drücke von ca. 45 bar verdichtet 17 und physikalisch gewaschen 18, wobei die Bestandteile an CO₂ entfernt werden. Die Waschlösung wird entspannt 19 und gibt am Austritt die dort desorbierten Anteile an CO₂ und H₂S wieder ab. In der darüberliegenden katalytischen Reinigung werden diese Gase, zusammen mit Luft zu CO₂, H₂O und SO₂ verbrannt 20. Die Abgase 21 werden über den Schornstein abgegeben.

Das entstandene, reine Synthesegas 22 wird einer Methanolsynthese 23 zugeführt, die auf Grund der Heat-pipe-Kühlung des Reaktorbettes die Reaktionswärme an allen Stellen abführt und deshalb mit dem geringen Druck von 40 bar arbeitet. Der Katalysatorkreislauf 24 für die Regeneration des Katalysators setzt sich nach dem Reformer I in dem Zyklon fort in der Schleuse, in die die heiße Luft 25 mündet.

In dem Rohr wird der Katalysatorstaub von der heißen Luft 25 erfaßt und pneumatisch in den Zyklon gefördert 26. Die heiße Luft 25 wurde im Verdichter komprimiert 27 und über den Wärmetauscher weiter erhitzt 28. Das Katalysator-Luft-Gemisch ist über die Anteile an Kohlenstoff in der Lage, eine exotherme Oxidationsreaktion auszuführen 29. Dabei erwärmt sich das Gemisch auf ca. 900°C.

Die Trennung 30 des Gemisches erfolgt im Zyklon in das ca. 900°C heiße Abgas 6, welches in den Wärmetauschern abgekühlt und dabei den Eingangsstoff 1 und die Luft 25 erwärmt. Nach dem letzten Wärmetauscher erfolgt die Einleitung des abgekühlten Abgases in den Kamin. Der heiße Katalysatorstaub 8, der in der Transportschnecke zu der Vermischung 7 transportiert wird, ist ein wichtiger Teil des Katalysatorkreislaufes 24.

Durch die hohe Temperatur des gereinigten Katalysatorstaubes 8 wärmt dieser das Eingangsstoff-Katalysator-Gemisch 9 auf die Reaktionstemperatur für den Reformer I und den Reformer II auf, in denen sich dann das Produktgas 5 bildet und die Reste an CH₄, C und CO₂ minimiert werden (CO und H₂ Maximierung)

Das Verfahren wird in einem besonderen Ausführungsbeispiel näher erläutert. 150 m³/h Biogas mit einer Zusammensetzung von 60% CH₄, 30% CO₂, 5% N₂ und 4% H₂O, sowie 1% Schwefel­ verbindungen werden auf 1,1 bar absolut verdichtet (3) und in den nachfolgenden Wärmetauschern auf 800°C aufgewärmt. Als Katalysator-Kreislaufmaterial (24) wird ein Gemisch von Sand und Nickeloxid mit einem Kornspektrum zwischen 0,1 und 0,3 mm verwendet, wobei der Anteil an NiO₂ 3% beträgt.

Das Kreislaufmaterial (24) wird mit einer Temperatur von 900°C und einer Masse von 300 kg/h eingebracht mit dem Eingangsstoff 1 mit 150 m³/h vermischt (7), womit sich eine Mischtemperatur von 850°C ergibt. Mit dieser Vorwärmtemperatur erfolgt die pyrolytische Krackung in dem Reformer I mit einer Raumgeschwindigkeit von 35.000 m³ Gas/m³ Volumen des Zyklons und Stunde umgesetzt, wobei 283,5 m³/h Synthesegas mit einer Zusammensetzung von 63,5% H₂, 31,75% CO, 2,65% N₂ und 2,1% H₂O gebildet werden. Damit muß der Zyklon mit seiner Temperatur von 850°C ein Volumen von 12 l haben.

In dem Kreislaufmaterial fallen 26,5 kg/h Koks und 0,2 kg Schwefel an. Ein Teil der Schwefelverbindungen wandeln sich in H₂S um, welches in der CO₂-Abscheidung (physikalische Wäsche 18) mit herausgewaschen wird. Das in dem Zyklon durch katalytische Krackung entstandene Synthesegas 10 wird in dem Reformer II an dem Nickeloxidkatalysator vollständig, entsprechend dem Reaktions­ gleichgewicht in Produktgas 5 umgewandelt.

Nach Abkühlung der 283,3 m³(i. N.)/h Produktgas in dem Wärmetauscher auf 500°C und Einspritzung (14) von 5 kg/h Wasser mit Abkühlung des Gases auf 400°C erfolgt in der Konvertierungsstufe 15 eine Erhöhung des Wasserstoffgehaltes auf etwas über der doppelten Menge gegenüber dem Kohlenmonoxid, um eine Rußbildung in der Methanolsynthese zu verhindern.

Nach der Konvertierungsstufe 15 erfolgt eine Verdichtung 17 des Gasgemisches 16 auf 45 bar. In der physikalischen Wäsche 18 wird Diäthanolamin mit 200 l/h zugegeben. Damit werden die ca. 1% H₂S und die ca. 5% CO₂ ausgewaschen. In der Heat-pipe-Methanol- Synthese 23 werden aus dem reinen Syntheseas 22 von ca. 280 m₃/h 120 kg Methanol/h gewonnen und 28 m³/h Restgas aus Stickstoff und Wasserstoff im Verhältnis 1 : 5 gebildet.

Dabei wird der Reaktor der Methanolsynthese im Gaskreislauf gefahren und die in dem Reaktor befindliche Katalysatormasse von 12 l befindet sich in den Zwischenräumen eines Heat-pipe- Wärmetauschers, der die Reaktionswärme in die Aufwärmkammer der Kreislaufgase leitet, in der der Kondensationsteil des Wärmetauschers sich befindet. Das restliche Gas von 28 m³/h, das off-gas, wird in den Zyklon zur Unterstützung der exothermen Oxidationsreaktion 29 geleitet.

Die Förderung des Katalysatormaterials im Kreislauf 24 erfolgt mit ca. 20.350 m³ _(o)/h Luft unter einem Druck von 1.3 bar und einer Temperatur von 500°C. Die Katalysatorumlaufmenge beträgt 326,5 kg/h, sie hat einen Kohlenstoffanteil von ca. 8%.

Das Gemisch aus vorgewärmter Luft und Kreislaufmaterial 24 erwärmt sich durch die Reaktion mit dem Sauerstoff aus der Luft 25 auf etwas über 950°C (29) und kühlt sich an den Austrittsstellen durch Wärmestrahlung auf etwas über 900°C ab.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll an der Fig. 2 erläutert werden. Mit 40 ist die Leitung für den Eingangsstoff bezeichnet. Als Eingangsstoff wird verwendet: Biogas, biologische Öle mit Was­ serdampf gemischt, kohlenwasserstoffhaltige Rückstandsmaterialien mit und ohne Wasserdampfzugabe. Mit 41 ist der Verdichter des Gases oder des Gas-Flüssigkeits- oder des Gas-Feststoff-Gemisches bezeichnet. Dieser Verdichter ist, abhängig vom Eingangsstoff, ein Seitenkanalverdichter, ein Wasserringverdichter oder ein Radial­ gebläse.

Eine Verbindungsleitung 42 verbindet den Verdichter 41 mit dem Wärmetauscher 43. Dieser ist vorzugsweise ein Plattenwärme­ tauscher mit Wellblechen als Oberflächenvergrößerer in einer Kreuz- Gegenstromschaltung.

Eine weitere Verbindungsleitung 44 verbindet den Wärmetauscher 43 mit dem Wärmetauscher 45, der den gleichen Aufbau wie der Wärmetauscher 43 hat. Die Verbindungsleitung 46 zwischen dem Wärmetauscher 45 mit dem Zyklon 47 besitzt eine Einmündung 53, die von einer temperaturfesten Doppelwellenförderschnecke 49 kommt. Die. Rohrleitung 46 mündet in einer Einlaufdüse 50 des Zyklons 47. Dieser Zyklon ist aus wärmebeständigen Material Keramik gefertigt.

Das Gasableitungsrohr 51 des Zyklons 47 ist mit der Katalysatorkammer 52 verbunden, in der eine Katalysatorschüttung aus Reformerkatalysator enthalten ist. Dieses Material ist vorzugsweise Zinkoxid. Diese Katalysatorkammer 52 ist über die Rohrleitung 53 mit dem Wärmetauscher 43 verbunden. Von dort geht eine Verbindungsleitung 54 zum Konvertierungsbehälter 55, der aus einer Kammer mit einer Katalysatorschüttung aus einem Gemisch von Zink- und Kupferoxid besteht. Diese Verbindungsleitung 54 hat eine Wassereinspritzung 56, bestehend aus einer Düse und einer Wasserzuleitung mit einem temperaturgeregelten Absperrventil.

Der Konvertierungsbehälter 55 ist über eine Rohrleitung 57 mit einem Hochdruckverdichter 58 verbunden. Dieser Hochdruckverdichter 58 ist eine zweistufige Verdichteranlage mit Schrauben- und/oder Kolbenverdichtern und dazwischenliegender Kühlung. Diese Verdichteranlage 58 ist mit einer Druckabsorberanlage 59 verbunden.

Diese Druckabsorberanlage 59 besteht aus einer Absorberkammer mit Eindüsungsventil, einer Flüssigkeitsentspannung, einer Desor­ berkammer mit Ableitung 60 für CO₂ und H₂S und einer katalytischen Reinigungsanlage 61, die diese Gase in die Abgase SO₂, CO₂ und H₂O oxidiert. Eine Abgasleitung 62 leitet die Abgase in den Kamin. Einer Pumpe 63 leitet das Kondensat aus der Desorberkammer in die Absorberkammer zurück, dort wird es erneut versprüht.

Die Absorberkammer der Druckabsorberanlage 59 ist mit einer Gasleitung 64 mit der Methanol-Syntheseanlage einer 65 verbunden. Mit 66 ist die Schleuse des Zyklons 47 bezeichnet. Zweckmäßi­ gerweise handelt es sich bei dieser Schleuse 66 um eine För­ derschnecke, eine Zellenkammerschleuse (lock and hopper) oder eine regelbare Schiebereinheit.

Mit 67 ist die Leitung zwischen der Schleuse 66 und dem Verbrennungszyklon 68, der eine gasbeheizte Zündeinrichtung besitzt, die mit dem Restgasableitungsrohr der Methanolsynthese 65 verbunden ist, bezeichnet. Sie ist verbunden mit dem Wärme­ tauscher 69 und einem Luftverdichter 70. Die Leitung 67, die für den Stofftransport von Luft-Feinmaterial-Gemisch ausgelegt ist und aus Keramik besteht, mündet in den Zyklon 68 mit dem Feststoffaustritt 71, der mit der Doppelförderschnecke 49 verbunden ist, und der Abgasleitung 72, die über die Wärmetauscher 45 und 69 mit der Kaminabgasleitung 73 verbunden ist. Der Feststoffaustritt 71 mündet in die Förderschnecke 49, einem Doppelwellenfördermischer, der seinen Austritt in die Mischleitung 46 an der Stelle 53 hat.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung näher beschrieben.

Eine Anschlußleitung 40 von einer Biogasanlage mit dem Durchmesser von 80 mm mündet in einen Seitenkanalverdichter 41 für einen Überdruck von 200 mbar. Dieser Verdichter 41 ist an über eine 2"-Leitung 42 an einem Kreuzgegenstomwärmetauscher 43 angeschlossen, der eine Querschnittsfläche von 150 × 150 mm² hat und bautechnisch mit 4 Würfel hintereinander im Kreuzgegenstrom und Wellblechbelegungen auf den Wärmetauscherflächen ausgelegt ist. Die Materialien sind wegen der hohen Temperaturen aus Edelstahl. Mit einer Rohrleitung 44 von 2 Zoll ist der Wärmetauscher 43 mit dem Wärmetauscher 45 verbunden. Der Wärmetauscher 45 ist der von der gleichen Bauweise wie der Wärmetauscher 45.

Zwischen dem Wärmetauscher 45 und dem Zyklon 47 ist eine 2 Zoll- Leitung 46 installiert mit einer venturiartigen Verengung auf 1 Zoll an der Einmündung 48 der Doppelförderschnecke 49. Der Zyklon 47 besteht aus einer Mischung von 95% SiC und 5% ZrO₂. Diese Legierung wird bei 1650°C unter Vakuum und Schutzgas gebrannt. Seine Abmaße sind 350 mm Durchmesser und 650 mm Länge.

Die Anschlußstelle der Leitung 46 in den Zyklon 47 ist so gestaltet, daß sich das 2-Zoll-Rohr innerhalb des Zyklons auf 1 Zoll venturiartig verengt, sich danach dann auf 1.2 Zoll unter einem Öffnungswinkel von 6° erweitert.

Das Gasableitungsrohr 51 aus dem Zyklon 47 hat einen Durchmesser von 2". Diese Leitung führt in die Katalysatorkammer 52, die eine Länge von 1000 mm und einen Durchmesser von 500 mm hat und mit Katalysatorelementen aus Nickeloxid beschichteten Aluminium­ oxid mit Abmessungen von 5 mm Durchmesser und 25 mm Länge gefüllt ist.

Die Katalysatorkammer 52 ist durch eine 2"-Leitung mit dem Wärmetauscher 45 verbunden. Zwischen dem Wärmetauscher 43 und dem Konvertierungsbehälter 55 ist eine 2"-Leitung mit einer temperaturgeregelten Wassereinspritzung 56 für 1-20 kg/h angebracht, die mit einer 5 mm-Rohrleitung verbunden ist, die unter 6 bar Wasserdruck steht.

Der Konvertierungsbehälter 55 besteht, wie die Katalysatorkammer, aus einem 1 m langen und 500 mm im Durchmesser gefüllten Behälter mit Granulat. Dieses Granulat besteht aus den in dem Konvertierungsbehälter 55 vorhandenen Zinkoxid und Kupferoxid, welches auf Trägermaterial, wie beschichteten Aluminiumoxid, aufgebracht wurde. Der Konvertierungsbehälter 55 ist mit einer 2"- Leitung mit dem Hochdruckverdichter 58 verbunden, der aus einem 2-stufigen Kolbenverdichter mit 45 bar Enddruck besteht und eine Leistung von 300 m³/h hat.

Der Hochdruckverdichter 58 und die Druckabsorptionsanlage 59 ist mit einer Druckleitung mit einer Nennweite von 10 mm verbunden. Die Druckabsorptionsanlage 59 besteht aus einem Sprühturm mit 200 mm Durchmesser und 500 mm Höhe, mit Sprühdüsen am oberen Ende für die Versprühung von Dimethanolamin (DEA).

Am Boden des Behälters ist ein Ablauf mit dem Durchmesser von 10 mm, verbunden mit einem Entspannungsventil und einer Sprühdüse einer Abscheidekammer mit 350 mm Durchmesser, die am oberen Ende einen Auslaß für das Gas hat. Dieser Ausgang ist verbunden mit einer katalytischen Reinigungsanlage 61 der Firma EVK GmbH, Typ KNV 150.

Die Hochdruckabsorptionsanlage 59 hat einen Gasaustritt mit NW 10 zu der Methanol-Syntheseanlage 65. Diese Anlage 65 besteht aus einem Druckbehälter, der mit Katalysatormaterial aus ZnO/Cr₂O₃ im Verhältnis 3 : 1 zwischen einem Heat-pipe-Verdampfer-Rippenrohr­ bündel mit einem Volumen von 4 l liegt, das im unteren Bereich des Behälters angeordnet ist. Im darüberliegenden gasdicht abge­ schlossenen Kammervolumen ist der Kondensatorteil des Heat-pipe- Rippenrohrbündels, welches der Erwärmung des Kreislaufgases der Methanolsyntheseanlage 65 dient.

Der Zyklon 47 besitzt am unteren Ende eine füllstandgesteuerte Doppelförderschnecke 49 mit Ausgang 71 in eine Rohrleitung von 2", die an der Stelle der Einbindung 48 in die Leitung 46 eine Venturidüse mit engsten Durchmesser von einem Zoll hat.

Die Rohrleitung 67 ist auf der Eingangsseite mit einem Wärmetauscher 69 und einem Luftverdichter 70 für 320 m³/h und 0,2 bar Überdruck verbunden. Nach der Zyklonschleuse 66 führt ein keramisches Rohr 67 aus SiC mit ZrO₂-Anteil zum Verbrennungszyklon 68. Das Rohr 67 besteht aus dem gleichen Material wie die beiden Zyklone 47 und 68.

Am unteren Ende des Zyklons 68, dem Austritt 71, befindet sich eine Doppelförderschnecke 49, die an der Einmündung 48 endet und einen Durchmesser von 100 mm hat.

Sie hat eine Förderkapazität von 300 kg/h. Am oberen Ende des Zyklons 68 ist die Rohrleitung 72 mit einem Durchmesser von 80 mm angebracht, die den Zyklon 68 über die Wärmetauscher 45 und 69 mit der Kaminabgasleitung 73 verbindet, die einen Durchmesser von 100 mm hat. In der Leitung 72 sind vor den Wärmetauschern 45 und 69 ein Kasten mit Nachverbrennungskatalysatoren und nach den Wärmetauschern und vor dem Schornstein 73 ein Schlauchfilter angeordnet.

Bezeichnungen der Fig. 1

1

Einsatzstoff

2

Förderung Eingangsstoff

3

Verdichtung Eingangsstoff

4

Aufwärmung Eingangsstoff

5

Produktgas

6

Abgas

7

Vermischung

8

Heißes, regeneriertes Katalysatorpulver

9

Gemisch (aus

1

+

8

)

10

Synthesegas

11

Strömung Synthesegas

12

Schüttung

13

Umwandlung Rest Ausgangsstoff in Synthesegas

14

Einspritzung von Wasser

15

Konvertierung Co + H₂

O = CO₂

+ H₂

16

Gasgemisch

17

Verdichtung Gasgemisch

18

Physikalische Wäsche

19

Entspannung Waschlösung

20

Verbrennung

21

Abgas

22

Reines Synthesegas

23

Methanolsynthese

24

Katalysatorkreislauf

25

Heiße Luft

26

Pneumatische Katalysatorförderung

27

Komprimierung Luft

28

Erhitzung Luft

29

Exotherme Oxidationsreaktion

30

Gemischtrennung

31

Abgas

Bezeichnungen der Fig. 2

40

Leitung für Eingangsstoff

41

Verdichter

42

Verbindungsleitung Verdichter Wärmetauscher

43

Wärmetauscher

44

Verbindungsleitung WT zu WT

45

Wärmetauscher

46

Verbindungsleitung/Mischleitung

47

Zyklon

48

Einmündung

49

Doppelmischschnecke

50

Einlaufdüse

51

Gasableitungsrohr

52

Katalysatorkammer

53

Rohrleitung

54

Rohrleitung

55

Konvertierungsbehälter

56

Wassereinspritzung

57

Rohrleitung

58

Hochdruckverdichter

59

Druckabsorberanlage

60

Rohrleitung

61

Katalytische Reinigungsanlage

62

Abgasleitung

63

Pumpe

64

Gasleitung

65

Methanolsyntheseanlage

66

Schleuse Zyklon

67

Leitung (keramisch)

68

Verbrennungszyklon

69

Wärmetauscher

70

Luftverdichter

71

Feststoffaustritt

72

Abgasleitung

73

Kaminabgasleitung

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Biogas durch eine thermisch-katalytische Umwandlung des Biogases zu Synthesegas aus CO und H₂ in einem Reformer und kata­ lytische Umsetzung des Synthesegases zu Methanol, dadurch gekennzeichnet, daß die Biogas-Umwandlung nahezu wärmeneutral in einem Reformer in Gegenwart eines Kreislaufkatalysators ohne Wasserdampfzugabe erfolgt, und daß der Kreislaufkatalysator in einer nachgeschalteten Verbrennungsstufe durch Oxidation des im Reformer abgeschie­ denen Kohlenstoffes erhitzt und regeneriert wird, wobei der Reformer und die Verbren­ nungsstufe aus einem keramischen Zyklon besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß keramische Zyklone aus den Materialien SiC und ZrO₂ eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reformer eine Reformerkammer II nachgeschaltet ist, die mit nickeloxid­ beschichteten Trägermaterialien als Katalysator gefüllt ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislaufkatalysator aus den Materialien Sand und/oder Nickel und/oder Nic­ keloxid besteht.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Reformerzyklon (47) eingangsseitig durch die Förderschnecke (49) und ausgangsseitig durch eine keramische Förderleitung (67) mit dem keramischen Ver­ brennungszyklon (68) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reformer eine Reformerkammer II nachgeschaltet ist, die eine Katalysatorschicht aus nickeloxidbeschichteten Trägermaterialien enthält.