DE202008017367U1

DE202008017367U1 - Device for processing lignocellulose for pyrolysis

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Publication number: DE202008017367U1
Application number: DE202008017367U
Authority: DE
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2018-03-21

Abstract

Vorrichtung zur Konfektionierung von Lignocellulose für eine Pyrolyse, umfassend
a) einen gasdichten Raum (14) mit einer Pyrolysevorrichtung (18),
b) einen Verdichter als Einleitöffnung für Lignocellulose in den gasdichten Raum sowie
c) ein gasdichter Verschluss der Einleitöffnung, wobei der Verschluss durch einen Biomassenstrang aus verdichteter Lignocellulose gebildet wird und wobei durch die Verdichtung ein konvektiver Gasaustausch durch die Einleitöffnung unterbunden oder behindert wird.Device for processing lignocellulose for pyrolysis, comprising
a) a gas-tight space (14) with a pyrolysis device (18),
b) a compressor as an inlet for lignocellulose in the gas-tight room as well
c) a gas-tight closure of the inlet opening, wherein the closure is formed by a biomass strand of compacted lignocellulose and wherein the compaction prevents a convective gas exchange through the inlet opening or obstructed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konfektionierung von Lignocellulose für eine Pyrolyse gemäß des ersten Patentanspruchs.The The invention relates to a device for the preparation of lignocellulose for one Pyrolysis according to the first Claim.

Lignocellulose sind cellulose- und ligninhaltige (lat.: Lignum = Holz) Stoffe wie z. B. Holz, Stroh, Heu, aber auch Papier und zählt als Biomasse zu den kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen.lignocellulose are cellulose and ligninhaltige (lat .: lignum = wood) substances such as z. As wood, straw, hay, but also paper and counts as biomass to the carbonaceous Feedstocks.

Bei einer Pyrolyse von kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen wie Lignocellulose wird diese unter Sauerstoffausschluss thermisch bei Temperaturen zwischen 400 und 600°C umgesetzt, wobei Pyrolyseprodukte gewonnen werden, die im Rahmen einer weiteren Verarbeitung wie z. B. eine Flugstromvergasung zu chemischen Grundstoffen oder Brennstoffen weiterverarbeitet werden. Die Pyrolyseprodukte teilen sich in flüssiges Pyrolysekondensat (Pyrolyseöl), festen Pyrolysekoks und Pyrolysegas auf.at Pyrolysis of carbonaceous feedstocks such as lignocellulose This is thermally at temperatures exclusion of oxygen between 400 and 600 ° C implemented, whereby pyrolysis products are obtained in the frame another processing such. B. an entrainment gasification chemical raw materials or fuels. The pyrolysis products are divided into liquid pyrolysis condensate (pyrolysis oil), solid Pyrolysis and pyrolysis on.

Wird Lignocellulose einer Pyrolyse zugeführt werden, muss diese aufgrund der halmartigen und damit inhomogenen Struktur zunächst homogenisiert werden. Hierbei wird das Material üblicherweise zerkleinert oder pelletiert.Becomes Lignocellulosic be fed to a pyrolysis, this must be due the halm-like and therefore inhomogeneous structure are first homogenized. Here, the material is usually crushed or pelleted.

Eine Vorzerkleinerung von Lignosellulose für eine Pyrolyse erfolgt meist mittels Schreddern, Mahlwerken oder Hammermühlen. Erzeugt wird ein fasriges Häcksel- oder Mehlgemisch, d. h. ein sehr schlecht transportables Produkt, da durch ein Aufspleißeln von Lignocellulose das Material ineinander verhakt und bei einer kontinuierlichen Förderung zu Verstopfungen führt. Außerdem sind nur geringe Schüttdichten realisierbar, womit eine verfahrenstechnische Förderung praktisch nur durch Zwangskonvektion in geschlossenen Systemen, nicht aber durch eine Verfahrenstechnik für Schüttgüter möglich ist.A Pre-shredding of lignosellulose for pyrolysis is usually done using shredders, grinders or hammer mills. It produces a fibrous chopping or flour mixture, d. H. a very poorly transportable product, there by a splitting of lignocellulose the material hooked into each other and one continuous promotion leads to blockages. Furthermore are only low bulk densities feasible, which procedural promotion practically only by Forced convection in closed systems, but not by one Process engineering for Bulk goods is possible.

Die genannten verfahrenstechnischen Nachteile bei einer Vorzerkleinerung vermeidet man, wenn man die Lignocellulose nach der Zerkleinerung pelletiert, d. h. diese mit großem Druck durch eine Matrize presst und so zu einem festen Strang verbindet. Holzeigenes Lignin dient beim Verpressen z. B. von Holzspänen als mögliches Bindemittel, das ansonsten als zusätzliche Komponenten eingemischt werden muss. Beim Austritt aus der Matrize werden die Stränge durch ein Abstreifmesser auf die gewünschte Länge zu einzelnen Pellets oder Briketts abgeschnitten.The mentioned procedural disadvantages in a pre-crushing one avoids, if one the lignocellulose after the comminution pelleted, d. H. this with great Pressing pressure through a die connects to a solid strand. wood Custom Lignin is used during pressing z. B. of wood chips as a possible binder, the otherwise as additional Components must be mixed. When exiting the die become the strands by a doctor blade to the desired length to individual pellets or Briquettes cut off.

Der guten Handhabbarkeit von Pellets steht eine aufwändige Herstellung gegenüber. Die Ausgangsbiomasse muss kostentreibend getrocknet, zerkleinert und gegebenenfalls mit zusätzlichen Bindemitteln versehen werden, insbesondere wenn keine oder nur geringe Anteile ligninhaltiger Biomasse verpresst wird.Of the Good handling of pellets is a complex production. The Starting biomass must be cost-driving dried, crushed and optionally with additional Binders are provided, especially if little or no Shares of lignocellulosic biomass is pressed.

Davon ausgehend liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung zur Vorbereitung von Lignocellulose für eine Pyrolyse vorzuschlagen, das sich durch eine einfache Handhabung auch inhomogener, halmartiger oder fasriger Lignocellulose auszeichnet und insbesondere eine Vereinfachung der Prozesskette zwischen Anlieferung und Pyrolyse von Lignocellulose darstellt.From that Based on the object of the invention is an improved Apparatus for preparing lignocellulose for pyrolysis to propose, which is also inhomogeneous due to its easy handling, halmartiger or fibrous lignocellulose and especially a simplification of the process chain between delivery and pyrolysis of lignocellulose.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen wieder.The The object is achieved by a device having the features of claim 1 solved. The dependent claims give advantageous embodiments again.

Eine Pyrolyse von kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen wie Biomasse oder Lignocellulose erfolgt nur unter Ausschluss von Sauerstoff. Folglich muss ein unkontrollierter Gasaustausch zwischen Pyrolyseraum und Umgebungsatmosphäre, insbesondere ein Einströmen von Sauerstoffspezies in den Pyrolyseraum wirksam unterbunden werden. Vorzugsweise ist der Pyrolyseraum ein gasdichter Raum, d. h. er weist eine Gasbarriere, vorzugsweise eine Dichtung auf, die einen Gasaustausch mit der Umgebungsatmosphäre wie ein Einströmen von Gasen, insbesondere von Sauerstoff behindert, vorzugsweise unterbindet.A Pyrolysis of carbonaceous feedstocks such as biomass or Lignocellulose is only to the exclusion of oxygen. consequently must be an uncontrolled gas exchange between pyrolysis and Ambient atmosphere, in particular an influx be effectively prevented by oxygen species in the pyrolysis. Preferably, the pyrolysis space is a gas-tight space, i. H. he points a gas barrier, preferably a gasket, which exchanges gas with the ambient atmosphere like an influx of gases, in particular obstructed by oxygen, preferably prevented.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, Lignocellulose (oder einen anderen komprimierbaren vorzugsweise faserigen Kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff oder Biomasse) bei einer Einleitung in einen Pyrolyseraum zu einem Biomassenstrang zu verdichten und verdichtet mit möglichst ohne oder nur minimalen Mengen an Sauerstoff durch eine Einleitöffnung (Einleitungsstelle) in den Pyrolyseraum einzuschieben. Dabei dichtet der Biomassenstrang die Einleitöffnung gasdicht ab oder behindert oder unterbindet zumindest eine Gasströmung durch die Einleitöffnung in oder aus dem Pyrolyseraum. Der Biomassenstrang wird dabei durch die Einleitöffnung in den Pyrolyseraum geschoben und verschließt diese ähnlich wie ein Korken. Gasdicht abdichtet bedeutet in diesem Zusammenhang, dass außer dem in den verbliebenen Hohlräumen des Biomassenstrangs vorhandenen Restanteilen an Gasen durch die Einleitöffnung kein Gas in den Pyrolyseraum eindringt. Die Einleitöffnung wird vollständig durch den sich durchschiebenden Biomassenstrang abgedichtet, was in vorteilhafter Weise einen Gasstrom oder einen Nebengasstrom durch oder parallel zum Biomassenstrang durch die Einleitöffnung unterbindet.Of the The basic idea of the invention is lignocellulose (or a other compressible, preferably fibrous, carbonaceous material Feedstock or biomass) when introduced into a pyrolysis room to compress a biomass strand and compacted with as possible without or only minimal amounts of oxygen through an inlet (introduction point) into the pyrolysis room. This seals the biomass strand the inlet opening gas-tight from or obstructs or prevents at least one gas flow through the inlet opening in or out of the pyrolysis room. The biomass strand is going through the inlet opening pushed into the pyrolysis and closes this similar to a cork. gas-tight seals in this context that except the in the remaining cavities the biomass strand residual gas present through the Inlet opening no Gas enters the pyrolysis room. The inlet opening is completely through the durchschiebenden biomass strand sealed, which is advantageous Make a gas flow or a secondary gas flow through or parallel prevents the biomass strand through the inlet opening.

Ein Gasaustausch durch Gasströmung wäre dann allenfalls nur noch durch eine möglicherweise vorhandene offene Restporosität im verdichteten Biomassenstrang zumindest theoretisch möglich und damit im Rahmen der Erfindung tolerierbar. Die offene Restporosität und damit das Restrisiko der genannten Gasströmung durch diese Restporosität ist durch eine Injizierung von Flüssigkeit, vorzugsweise einer pyrolysierbaren kohlenstoffhaltigen Flüssigkeit wie Öl, Pyrolysekondensat oder einer inerten Flüssigkeit in die Lignocellulose, vorzugsweise in den bereits verdichteten Biomassenstrang weiter reduzierbar.A gas exchange by gas flow would then at least theoretically possible only by a possibly existing open residual porosity in the compacted biomass strand and thus tolerable within the scope of the invention. The offe ne residual porosity and thus the residual risk of said gas flow through this residual porosity is further reduced by an injection of liquid, preferably a pyrolyzable carbonaceous liquid such as oil, pyrolysis or an inert liquid in the lignocellulose, preferably in the already compacted biomass strand.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung umfasst die Verdichtung der Lignocellulose zu einem massiven Biomassenstrang in einem Verdichter, vorzugsweise einen sich verengenden Kompressionsschneckenförderer, der gleichzeitig als Einleitöffnung für die Lignocellulose in den gasdichten Raum mit der Pyrolysevorrich tung (Pyrolyseraum, Pyrolysereaktor) dient. Der Biomassenstrang weist einen hohen Feststoffanteil und einen geringen Gasanteil (unter 3 Vol.-%, bevorzugt unter 1 Vol.-%) auf und verschließt bei Einleitung die Einleitöffnung in ihrem geringsten Querschnitt praktisch vollständig wie ein vorzugsweise kontinuierlich sich in den gasdichten Raum sich einschiebenden Pfropfen. Das Konzept sieht – wie vorgenannt – nur den Gasanteil im Biomassenstrang als Gaseintrag aus der Umgebung in den gasdichten Raum, d. h. in die Pyrolyse vor. Der Biomassenstrang als Dichtung unterbindet nur ein potentielles Vorbeiströmen von Gas zwischen Strang und Einleitöffnung.One An essential feature of the invention comprises the densification of the lignocellulose to a massive biomass strand in a compressor, preferably a narrowing compression screw conveyor, at the same time as Inlet opening for the lignocellulose in the gas-tight room with the Pyrolysevorrich device (pyrolysis room, Pyrolysis reactor). The biomass strand has a high solids content and a low proportion of gas (less than 3% by volume, preferably less than 1 Vol .-%) and closes at Introduction the inlet opening in its smallest cross-section practically complete as a preferably continuous Plugs that are inserted in the gastight space. The concept sees - as mentioned above - only the Gas content in the biomass strand as gas input from the environment in the gas-tight room, d. H. into the pyrolysis. The biomass strand as Seal only prevents a potential flow of Gas between strand and inlet.

Der Biomassenstrang bewegt sich vorzugsweise kontinuierlich durch den Austragsbereich des Verdichters, vorzugsweise einem Förderschneckenverdichter, im gasdichten Raum hin zur Pyrolysevorrichtung, z. B. einem Pyrolysereaktor. Vorzugsweise wird der Biomassenstrang zur Erhöhung der zugänglichen spezifischen Oberfläche schon im sauerstoffarmen oder -freien Pyrolyseraum, aber vor einer Einleitung in die Pyrolysevorrichtung zerkleinert, zwecks wirksamerer und homogenerer Aufheizung mit Wärmeberträgerpartikeln wie Sand, Partikel oder Kugeln (z. B. aus Metall wie Stahl, Hartstoffe oder Keramik). Dies erfolgt zwischen Verdichter und Pyrolysevorrichtung vorzugsweise mittels eines Schneid- oder Häckselwerks für eine Zerkleinerung des Biomassenstrangs in Biomassenpartikel, wobei weiter bevorzugt Mittel für die Einstellung der Partikelgröße und damit der spezifischen Oberfläche vorgesehen werden. Diese Mittel umfassen vorzugsweise eine Einstellbarkeit der Vorschubgeschwindigkeit des Biomassenstrangs im Schneid- oder Häckselwerk, der Schnittgeschwindigkeit der eingreifenden Schneiden und/oder der Messergeometrie der Schneiden.Of the Biomass strand preferably moves continuously through the Discharge range of the compressor, preferably a screw conveyor compressor, in a gas-tight room towards the pyrolysis, z. B. a pyrolysis reactor. Preferably, the biomass strand is used to increase the accessible specific surface even in the oxygen-poor or -free pyrolysis room, but in front of one Initiation in the pyrolysis crushed, in order to more effective and more homogeneous heating with heat carrier particles such as sand, particles or spheres (eg of metal such as steel, hard materials or ceramic). This is done between compressor and pyrolysis preferably by means of a cutting or chopping unit for comminution of the biomass strand in biomass particles, with further preference Funds for the adjustment of the particle size and thus the specific surface be provided. These means preferably comprise adjustability the feed rate of the biomass strand in the cutting or Häckselwerk, the cutting speed of the engaging cutting edges and / or the knife geometry of the cutting edges.

Weist die Pyrolysevorrichtung wie ein Pyrolyseschneckenreaktor mit einer oder zwei Förderschnecken auf, ist eine Zerkleinerung durch eine direkte Einführung des Biomassenstrangs in die Förderschnecke durch Abscherung erzielbar, wobei auch hier die Geometrie und Drehgeschwindigkeit der Förderschnecken einer seits und die Vorschubgeschwindigkeit des Biomassenstrangs die Partikelgröße beeinflussen. Eine zwischengeschaltete Vorrichtung zur Zerkleinerung des Biomassenstrangs ist nicht erforderlich, wenn durch die Förderschnecken eine ausreichende Zerkleinerung sichergestellt ist.has the pyrolysis device as a pyrolysis screw reactor with a or two screw conveyors on, is a crushing by a direct introduction of the Biomass strand in the screw conveyor Achieved by shearing, where again the geometry and rotational speed of screw conveyors on the one hand and the feed rate of the biomass strand affect the particle size. An intermediate device for comminuting the biomass strand is not necessary if a sufficient through the screw conveyors Shredding is ensured.

Eine Zerkleinerung des Biomassenstrangs umfasst im Rahmen der Erfindung auch eine Zerpflückung oder Auflockerung des Biomassenstrangs ohne oder eine nur mit einer unvollständigen Zerkleinerung der einzelnen Komponenten der Lignocellulose an sich.A Comminution of the biomass strand includes within the scope of the invention also a Zerpflückung or loosening of the biomass strand without or with only one incomplete Comminution of the individual components of lignocellulose itself.

Die Lignocellulose muss grundsätzlich nicht für die vorgenannte Verdichtung vorbereitet werden. Eine optionale Vorzerkleinerung der Lignocellulose vor der Verdichtung erhöht allerdings den Feststoffanteil und die Homogenität im Biomassenstrang vorteilhaft. Eine optionale Trocknung der Lignocellulose vor der Verdichtung reduziert in vorteilhafter Weise den Energiebedarf bei der Pyrolyse um die Verdampfungswärmeenergie bei der Verdampfung der Restwassermenge in der Lignocellulose. Ein Wasseranteil in der Lignocellulose fördert andererseits nicht nur die Dichtwirkung des Biomassenstrangs in der Einleitöffnung sondern reduziert auch den Gasanteil im Biomassenstrang und damit einen ungewollten Gaseintrag aus der Umgebung in die Pyrolyse. Die maximale Feuchte der Biomasse, d. h. der maximale Wasseranteil in der Lignocellulose sollte 20 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% nicht übersteigen.The Lignocellulose must be in principle not for the above-mentioned compaction are prepared. An optional pre-shredding However, the lignocellulose before compression increases the solids content and the homogeneity advantageous in the biomass strand. An optional drying of the lignocellulose before The compression reduces the energy consumption in an advantageous manner during pyrolysis around the heat of vaporization during evaporation the amount of residual water in the lignocellulose. A proportion of water in the Lignocellulose promotes on the other hand not only the sealing effect of the biomass strand in the inlet opening but also reduces the gas content in the biomass strand and thus an unwanted gas input from the environment into the pyrolysis. The maximum moisture of the biomass, d. H. the maximum water content in the lignocellulose should not exceed 20% by weight, preferably 10% by weight.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Figuren näher erläutert. Es zeigenThe Invention is based on embodiments with figures closer explained. Show it

1a und 1b je einen beispielhaften Aufbau einer Vorrichtung zur Konfektionierung von Lignocellulose für eine Pyrolyse. 1a and 1b each an exemplary structure of a device for packaging lignocellulose for pyrolysis.

Eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Konfektionierung speziell von Lignocellulose in Form von Heuballen als Einsatzgut für eine Pyrolyse gibt 1a wieder. Die Vorrichtung umfasst einen Übergabetrichter 1 mit Führungsrollen 2 als Aufnahme für einen Rundballens 3 der in dieser mit einer rotierenden Stachelwalze 4 als Ballenauflöser für eine Weiterleitung in eine Kompressionsschnecke 5 zerkleinert wird.A first embodiment of a device for packaging specifically lignocellulose in the form of hay bales as a feedstock for pyrolysis there 1a again. The device comprises a transfer funnel 1 with guide rollers 2 as a recording for a round bale 3 in this with a rotating spiked roller 4 as a bale breaker for forwarding into a compression screw 5 is crushed.

Eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung gem. 1b dient der Konfektionierung eines breiteren Spektrums von komprimierbaren kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen oder Stoffmischungen wie Biomasse, Lignocellulose und/oder auch organische Abfälle wie z. B. Kunststoffen oder Hausmüll. Anstelle eines Übergabetrichters erfolgt die Zugabe der Einsatzstoffe in einen Behälter 11. Eine Förderschnecke 12, angetrieben durch einen Getriebemotor 10 dient der kontrollierten Weiterleitung des Einsatzstoffes in die Kompressionsschnecke 5. Die Weiterleitung erfolgt vorzugsweise kontinuierlich und eignet sich für eine Vorkomprimierung und/oder Vorzerkleinerung der Einsatzstoff vor Erreichen der Kompressionsschnecke.A second embodiment of the device acc. 1b serves the assembly of a broader range of compressible carbonaceous feedstocks or mixtures such as biomass, lignocellulose and / or organic waste such. As plastics or household waste. Instead of a transfer funnel, the feedstock is added to a container 11 , A screw conveyor 12 , driven by a geared motor 10 serves the controlled forwarding of the one substance in the compression screw 5 , The forwarding is preferably carried out continuously and is suitable for pre-compression and / or pre-comminution of the starting material before reaching the compression screw.

Die Kompressionsschnecke bildet den Verdichter für die Lignocellulose oder andere kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe und damit bevorzugt eine, vorzugsweise die einzige Einleitöffnung für die Einsatzstoffe in den vorgenannten gasdichten Raum (Pyrolyseraum).The Compression screw forms the compressor for the lignocellulose or others carbonaceous starting materials and thus preferably one, preferably the only inlet opening for the Starting materials in the aforementioned gastight space (pyrolysis).

Die Kompressionsschnecke 5 des Verdichters ist in einer Umhüllung, in der dargestellten Einschneckenausführung in einem Hüllrohr 9 drehbar angeordnet. Sie besteht aus einem Förder- 6 und einem Verdichterbereich 7, wobei der Förderbereich einen Eintragbereich 8 unterhalb des Übergabetrichters 1 oder des Behälters 10 angeordnet und auch an diese angeschlossen ist. Während die Schnecke im Förderbereich vorzugsweise einen gleich bleibenden Querschnitt aufweist, verjüngt sich der Querschnitt im Verdichterbereich 7 zum Austritt 13 hin, vorzugsweise konisch. Die Kompressionsschnecke fördert die Einsatzstoffe in Richtung zum Austritt, wobei sich diese im Verdichterbereich 7 entsprechend des immer kleiner werdenden Querschnitts komprimieren.The compression screw 5 the compressor is in an envelope, in the illustrated single-screw design in a cladding tube 9 rotatably arranged. It consists of a funding 6 and a compressor area 7 , where the promotion area is an entry area 8th below the transfer funnel 1 or the container 10 arranged and connected to this. While the screw in the conveying region preferably has a constant cross section, the cross section in the compressor region tapers 7 to the exit 13 towards, preferably conical. The compression screw conveys the feed materials in the direction of the outlet, whereby these are in the compressor area 7 compress according to the decreasing cross-section.

Vorzugsweise umfasst die Kompressionsschnecke den Förder- und Verdichterbereich auf einer Einzelschnecke. Der Begriff Kompressionsschnecke beinhaltet im Rahmen der Erfindung auch die Anordnung von Förder- und Verdichterbereich auf jeweils eigenen, jedoch hintereinander geschalteten Einzelschnecken. Dies hat dann den Vorteil einer getrennten Regelbarkeit der Einzelschnecken und damit einer künstlichen Kompressionsunterstützung im Verdichterbereich. Ebenso liegt eine Doppel- oder Mehrfachschneckenanordnung im Verdichter im Rahmen, umfassend mindestens zwei vorzugsweise parallel angeordnete und ineinander greifende Kompressionsschnecken im Rahmen der Erfindung. Die ineinander greifenden Kompressionsschnecken unterteilen das zwischen den Schneckenwendeln vorhandene Fördervolumen vorteilhaft in eine Anzahl von abgeschlossenen Volumina, die dann mit fortschreitender Förderung im sich verjüngenden Verdichterbereich verkleinern und den darin enthaltenen Einsatzstoffmengenanteil ohne ein Ausweichen in benachbarte Volumina komprimieren. Bei der genannten Mehrschneckenanordnung umspannt die Umhüllung die Erstreckung aller ineinander greifenden Einzelschnecken unter Bildung einer Spaltdichtung zwischen Schneckenwendel und Umhüllungsinnenwandung, die das vorgenannte mögliche Ausweichen der Einsatzstoffe in benachbarten Volumina reduziert oder verhindert.Preferably The compression screw includes the conveyor and compressor area on a single screw. The term compression screw includes in the context of the invention, the arrangement of conveyor and compressor area each on its own, but one behind the other connected single snails. This then has the advantage of a separate controllability of the individual screws and thus an artificial one compression support in the compressor area. Likewise, there is a double or multiple screw arrangement in the compressor in the frame, comprising at least two, preferably in parallel arranged and interlocking compression screws in the frame the invention. Divide the interlocking compression screws the existing between the screw flights conveyor volume advantageous in a number of completed volumes, which then progresses advancement in the rejuvenating Reduce compressor area and the amount of starting material contained therein without dodging compress into adjacent volumes. In the mentioned multi-screw arrangement spans the envelope the Extension of all intermeshing single screws under formation a gap seal between the spiral screw and the envelope inner wall, the aforementioned possible Dodging the feedstock in adjacent volumes reduced or prevented.

In den Ausführungsbeispielen gem. 1a und 1b ist die Kompressionsschnecke als Einschneckenförderer konzipiert und wird durch einen außerhalb des Pyrolyseraums angeordneten Getriebemotor 10 direkt angetrieben. Die durch die Stachelwalze gem. 1a vom Strohballen 3 abgelösten und noch ungekürzten Halme und Fasern der Lignozellulose oder gem. 1b durch die Förderschnecke 12 vorzerkleinerten kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe bilden einen lockeren Verbund, der eine Weiterleitung in den Eintragbereich 6 der Kompressionsschnecke 5 begünstigt.In the embodiments according to. 1a and 1b the compression screw is designed as Einschneckenförderer and is arranged by a arranged outside the pyrolysis gear motor 10 directly driven. The by the spiked roller gem. 1a from the straw bale 3 detached and still unreduced stalks and fibers of lignocellulose or gem. 1b through the screw conveyor 12 Pre-shredded carbonaceous feedstocks form a loose composite, which is a forwarding in the entry area 6 the compression screw 5 favored.

Beim Übergang der Einsatzstoffe in den Eintragbereich der Kompressionsschnecke erfolgt eine Richtungsumlenkung des Einsatzstoffmassenstroms. Dies hat den Vorteil, dass durch die Scherwirkung der Schneckenblätter bereits eine Vorzerkleinerung der Halme, Fasern oder der anderen genannten kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe stattfindet. Spezielle Einbauten im Hüllrohr 9 der Kompressionsschnecke, wie z. B. schmale Stege an der Hüllrohrwand, parallel zur Schneckenachse ausgerichtet, vermeiden dabei ein Aufwickeln von Halmen oder fasrigen Bestandteilen um die Schneckenwelle und gewährleisten damit einen zuverlässigen Transport durch die Kompressionsschnecke 5.During the transition of the feedstocks into the entry region of the compression screw, a directional deflection of the feedstock mass flow takes place. This has the advantage that, due to the shearing action of the screw blades, pre-shredding of the stalks, fibers or the other carbon-containing starting materials mentioned already takes place. Special fittings in the cladding tube 9 the compression screw, such. B. narrow webs on the Hüllrohrwand aligned parallel to the screw axis, thereby avoiding a winding straws or fibrous components to the worm shaft and thus ensure reliable transport through the compression screw 5 ,

Am Austritt der Kompressionsschnecke sind die Einsatzstoffe wie Lignocellulose komprimiert und bilden vorzugsweise den vorgenannten Biomassenstrang, der in vorgenannter Weise den konvektiven Durchtritt von Gas durch das Hüllrohr 9 vorzugsweise vollständig unterbindet.At the outlet of the compression screw, the starting materials such as lignocellulose are compressed and preferably form the aforementioned biomass strand, in the aforementioned manner the convective passage of gas through the cladding tube 9 preferably completely inhibited.

Am Austritt 13 wird der Biomassenstrang zur Zerkleinerung in Biomassenpartikel einem Häckselwerk 16 als ein Mittel zur Zerkleinerung zugeführt. Die genannten Mittel zur Zerkleinerung umfassen wiederum Mittel zur Einstellung der Partikelgröße der Biomassenpartikel, im Falle eines Schneid- oder Häckselwerks vorzugsweise eine Einstellbarkeit der Vorschubgeschwindigkeit des Biomassenstrangs im Schneid- oder Häckselwerk, der Schnittgeschwindigkeit und/oder der Messergeometrie.At the exit 13 the biomass strand for shredding into biomass particles is a chaff 16 supplied as a means for comminution. The means for comminution in turn comprise means for adjusting the particle size of the biomass particles, in the case of a cutting or chopping preferably a adjustability of the feed rate of the biomass strand in the cutting or chopping unit, the cutting speed and / or the knife geometry.

In den Ausführungsbeispielen ist das Häckselwerk in Verlängerung des Hüllrohrs 9 und direkt an die Wandung 15 des gasdichten Raums 14 angesetzt. Zwischen Hüllrohr 9 und Wandung 15 ist zur Vermeidung eines Gasaustausches zum gasdichten Raum 14 keine Gasdurchlässigkeit zwischen Umgebungsatmosphäre 17 (außerhalb des gasdichten Raums) und Biomassenstrang (im Hüllrohr oder Häckselwerk) vorhanden. Nach Durchlauf des Biomassenstrangs durch das Häckselwerk 16 erfolgt eine Eingabe der Lignocellu lose als Biomassepartikel 19 in eine Pyrolysevorrichtung 18 in einem gasdichten Raum 14 (unterhalb gem. 1a oder seitlich gem. 1b zum Häckselwerk 16 angeordnet).In the exemplary embodiments, the chaff is in extension of the cladding tube 9 and directly to the wall 15 the gas-tight room 14 stated. Between cladding tube 9 and wall 15 is to avoid a gas exchange to the gas-tight space 14 no gas permeability between ambient atmosphere 17 (outside the gas-tight space) and biomass strand (in the cladding or chaff). After passing through the biomass strand through the chaff 16 Entering the lignocellu loose as biomass particles 19 in a pyrolysis device 18 in a gas-tight room 14 (below gem. 1a or laterally gem. 1b to the chopping plant 16 arranged).

Übergabetrichter 1 und Behälter 11 mit Förderschnecke sind wesentliche Komponenten eines Einzugsbereichs als Teil der Einleitöffnung für Lignocellulose bzw. kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe in einen Pyrolyseraum 14. Die Einleitöffnung umfasst ferner die gesamte Transport- und Verdichterkette mit Kompressionsschnecke mit Förderbereich, Verdichterbereich, Eintragbereich und Hüllrohr bis hin zum Austritt 13. Optional umfasst die Einleitöffnung auch die genannten Mittel zur Zerkleinerung wie ein Häckselwerk, wobei der Austragsbereich 20 den Austritt der Einleitöffnung bildet.Transfer hopper 1 and containers 11 with screw conveyor are essential components of a catchment area as part of the inlet opening for lignocellulose or carbonaceous feedstocks in a pyrolysis 14 , The inlet opening further comprises the entire transport and compressor chain with compression screw with delivery area, compressor area, entry area and casing tube up to the exit 13 , Optionally, the introduction opening also comprises the said means for comminution, such as a chopper plant, the discharge area 20 forms the outlet of the inlet opening.

11: ÜbergabetrichterTransfer hopper
22: Führungsrolleleadership
33: Rundballenround bales
44: Stachelwalzespiked roller
55: Kompressionsschneckecompression screw
66: FörderbereichFörderbereich
77: Verdichterbereichcompressor section
88th: Eintragbereichentry area
99: Hüllrohrcladding tube
1010: Getriebemotorgearmotor
1111: Behältercontainer
1212: FörderschneckeAuger
1313: Austrittexit
1414: gasdichter Raumgas-tight room
1515: Wandungwall
1616: HäckselwerkHäckselwerk
1717: Umgebungsatmosphäreambient atmosphere
1818: Pyrolysevorrichtungpyrolysis
1919: Biomassepartikelbiomass particles
2020: Austragsbereichdischarge area

Claims

Device for processing lignocellulose for pyrolysis, comprising a) a gastight space ( 14 ) with a pyrolysis device ( 18 c) a gas-tight closure of the inlet opening, wherein the closure is formed by a biomass strand of compacted lignocellulose and wherein the compaction prevents or impedes convective gas exchange through the inlet opening.

Apparatus according to claim 1, wherein the compressor is a screw conveyor compressor ( 5 . 6 . 7 . 8th . 9 ) with a feed zone outside the gas-tight space for the input of lignocellulose and a discharge area ( 20 ) or exit ( 13 ) in a gas-tight room ( 14 ) is for a biomass strand of compacted lignocellulose.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein in the gas-tight space between the compressor ( 5 . 6 . 7 . 8th . 9 ) and pyrolysis device a cutting or chopping plant ( 16 ) for comminuting the biomass strand into biomass particles ( 19 ) is provided.

Apparatus according to claim 3, wherein the cutting or Häckselwerk Comprises means for adjusting the particle size of the biomass particles.

Apparatus according to claim 4, wherein said means comprises a Adjustability of the feed rate of the biomass strand in the cutting or chopping plant, the Cutting speed and / or the knife geometry includes.