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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur thermischen Aufbereitung von Biomasse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Einrichtung ist aus der
DE 10 2008 013 241 bekannt. Es handelt sich um eine solche
a) mit einem Aufnahmebehälter zur Aufnahme der Biomasse, b) mit einer an den Ausgang des Aufnahmebehälters angeschlossenen Transporteinrichtung, c) mit einem Vorlagebehälter zur Aufheizung eines zugeführten Reaktionsgemisches auf Crack-Temperatur zum Zwecke einer Crack-Reaktion, d) mit einer gegebenenfalls nachgeschalteten Mischerpumpe zur Fortführung des Wärmeeintrags und der Crack-Reaktion, e) mit einem Zwischenbehälter mit Ausgasraum, f) mit einer dem Zwischenbehälter nachgeschalteten Destillationskolonne, g) mit einer Vorlaufleitung, die vom Ausgang der Mischerpumpe zu einer Ausgaseinrichtung führt, welche im Ausgasraum des Zwischenbehälters angeordnet ist, h) mit einer Rücklaufleitung, die vom unteren Teil des Zwischenbehälters zum Vorlagebehälter zwecks Zurückführung des nicht-ausgegasten Bestandteils des Reaktionsgemisches führt, i) mit einem an den Kopf der Destillationskolonne angeschlossenen Kondensator, in dem der ausgegaste dampf-förmige Bestandteil abgekühlt und an dessen Ausgang der erzeugte Kraftstoff bereitgestellt wird, j) mit bevorzugt einem Bypass mit Bypass-Pumpe, der vom unteren Teil des Zwischenbehälters zum Ausgasraum des Zwischenbehälters führt, und k) mit einer für die Zuführung von Biomasse vorgesehenen Einmündung im Bypass, die an den Ausgang der Transporteinrichtung angeschlossen ist.
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Mittels der Einrichtung wird
a1) die katalytisch wirksame Biomasse durch eine Mischung aus einem biologischen Reststoff und einem Biokatalysator gebildet, wobei der Biokatalysator eine Bio-Substanz ist und katalytisch wirksame Stoffe enthält, a2) wobei die katalytisch wirksame Biomasse in einem Vorlagenbehälter einer Crack-Temperatur, insbesondere im Bereich von 250° bis 380°C, unterworfen und dabei einer Crack-Reaktion ausgesetzt wird, b) wobei die so verflüssigte Biomasse gegebenenfalls sodann in einer Mischerpumpe einer weiteren Crack-Reaktion ausgesetzt wird, c) wobei das so gebildete Reaktions-Gemisch anschließend in den Ausgasraum eines Zwischenbehälters geführt und dort ausgegast wird, wonach c1) der ausgegaste Bestandteil abgekühlt und als Kraftstoff bereitgestellt wird, c2) ein erster Anteil des nicht-ausgegasten flüssigen Bestandteils zurückgeführt und im Vorlagenbehälter und gegebenenfalls in der Mischerpumpe wiederum der Crack-Temperatur ausgesetzt wird, c3) bevorzugt ein zweiter Anteil des nicht-ausgegasten flüssigen Bestandteils in einem Bypass wiederum dem Ausgasraum des Zwischenbehälters zugeführt und dort ausgegast wird, wobei dem zweiten Anteil bei der Zuführung zum Ausgasraum frische Biomasse zugesetzt wird, und d) wobei die im Zwischenbehälter sich absetzenden Reststoffe gesammelt und von Zeit zu Zeit entnommen werden.
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„Biomasse” im Sinne dieser und der bekannten Erfindung ist bevorzugt eine Mischung oder ein Gemisch aus einem relativ trockenen „biologischen Reststoff” und einer relativ trockenen katalytisch wirksamen Bio-Substanz („Biokatalysator”). Sowohl der biologische Reststoff als auch der Biokatalysator (oder gemeinsam) sollten in beiden Fällen bevorzugt eine Restfeuchte von nicht mehr als 4–12% besitzen. Beide Substanzen können in erster Linie solche sein, die in der Landwirtschaft in größeren Mengen als Abfallprodukte anfallen. Die hier dargestellte Erfindung dient somit ebenfalls vornehmlich der Beseitigung biologischen „Abfalls”, und zwar unter Gewinnung eines Energieträgers (Kraftstoff).
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Als „biologischer Reststoff” kommen vorliegend ebenfalls in Betracht: Holzabfälle (z. B. Sägemehl), Laub, Rapskuchen, Zuckerrüben-Reststoffe, Trester vom Bierbrauen oder von der Schnapsherstellung, Feststoffe aus der Olivenöl-Gewinnung, Tiermehl, Zellulose aus der Papierherstellung, Presskuchen aus der Futtermittel-Herstellung für Tiere, Stroh von Weizen, Gerste oder anderen Getreidesorten, oder auch andere Bio-Substanzen, wie die verschiedenen Getreidesorten selbst, Mais, etc.
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Als „Biokatalysator” kommen vorliegend ebenfalls alle Bio-Substanzen in Betracht, die beim Wachsen eine gewisse Menge an katalytisch wirksamen Elementen, Mineralien oder andere im Boden vorhandene Verbindungen aufgenommen haben. Es hat sich erwiesen, dass z. B. ein gewisser Gehalt an Aluminium oder Silizium auf „biologische Reststoffe” katalytisch wirkt. Solche Bio-Substanzen mit mineralischen Bestandteilen sind z. B. Rapswurzeln, Rapstroh oder Zuckerrohrreste (das sind ausgepresste Zuckerrohre).
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Beispielsweise ist das vorliegende Verfahren anwendbar auf eine Mischung von Zuckerrüben-Reststoffen („biologischer Reststoff”) einerseits und Zuckerrohrresten („Biokatalysator”) andererseits, oder auf eine Mischung von Rapskuchen („biologischer Reststoff”) einerseits und Rapsstroh („Biokatalysator”) andererseits.
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Ziel der Erfindung ist es auch vorliegend, eine kostengünstige Einrichtung zur Aufbereitung von Biomasse anzugeben, mit der die weitgehende Spaltung der in der Biomasse enthaltenen organischen Substanzen sowie die Abtrennung der darin enthaltenen Feststoffe auf thermischem Wege ermöglicht ist.
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Ausgegangen wird dabei von der Erkenntnis und auf diese Erkenntnis belegenden Experimenten, dass die Biomasse als „katalytisch wirksame Biomasse” vorliegen sollte. Dann setzt bei thermischer Einwirkung ein katalytischer Prozess ein, der bei sorgfältiger Führung zu einem weitgehenden Abbau der organischen Substanzen sowohl im biologischen Reststoff als im Biokatalysator führt.
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Die thermisch-katalytische Wirkung hängt von der Zusammensetzung des Biokatalysators ab. Diese Zusammensetzung kann stark variieren. Dennoch wurde gefunden, dass der biologische Reststoff und der Biokatalysator so in dem bekannten und im vorliegenden Verfahren zur Reaktion gebracht werden können, dass die organischen Bestandteile aus beiden Substanzen katalytisch gecrackt werden. Zurück bleibt noch ein fester Reststoff, der z. B. endgelagert oder als hochwertiger Reststoff verwendet werden kann.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Kraftstoff entwässert wird. Er kann dann für Antriebsmaschinen, die z. B. mit einem Dieselmotor ausgerüstet sind, verwendet werden.
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Der Kraftstoff kann auch zur Elektrizitätserzeugung ausgenutzt werden, z. B. mit Hilfe eines Turbogenerators (Kombination von Turbine und Generator).
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Von besonderem finanziellen Vorteil ist es, wenn der Kraftstoff in einer Turbine verbrannt und die Abgase der Turbine zur Erzeugung der Crack-Temperatur ausgenutzt werden. Hierbei können die Abgase der Turbine zum Wärmeeintrag in einen Thermoöl-Kreislauf verwendet werden, der die Crack-Temperatur erzeugt. Das Thermoöl kann dabei dem Vorlagebehälter und/oder einer Nachheiz-Einrichtung zugeführt werden.
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Im Normalfall werden wesentlich mehr Anteile an biologischem Reststoff als an Biokatalysator der Verarbeitung unterzogen.
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Es ist von großem Vorteil, dass neben dem Biokatalysator auch der biologische Reststoff, die beide weitgehend als schwer verwertbare Abfälle betrachtet werden können, beseitigt wird. Der weitere Vorteil besteht darin, dass relativ viel Kraftstoff, aber relativ wenig Gas und Leichtsieder entsteht. Der Energieinhalt des Kraftstoffs kann zur Elektrizitäts- und/oder Wärmeerzeugung für verschiedene Zwecke oder aber für den Betrieb von Motoren herangezogen werden.
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In der bekannten und in der vorliegenden Einrichtung kann an den Ausgang des Kondensators eine Einrichtung zur Aufbereitung des Kraftstoffs durch Entwässerung angeschlossen sein.
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Das gereinigte Produkt wird in einem Vorratstank aufgefangen.
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Von Vorteil ist es, wenn der Vorlagebehälter einen Doppelmantel aufweist, durch den ein heißes Thermoöl leitbar ist, dessen Temperatur vorzugsweise auf eine der Crack-Temperatur nahe kommende Temperatur einstellbar ist. Dabei kann der Vorlagebehälter an einen Thermoöl-Kreislauf angeschlossen sein, der einen Wärmetauscher besitzt. Entsprechend kann man vorgehen, wenn im Bypass eine Nachheiz-Einrichtung angeordnet ist.
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Von Bedeutung ist es, dass der erzeugte Kraftstoff einer Turbine zwecks deren Antrieb nach seiner Verbrennung zuleitbar ist. Dabei sollten die Abgase der Turbine zur Ausnutzung ihres Energieinhalts in den Wärmetauscher geführt sein.
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Natürlich kann die Turbine an einen Generator angeschlossen sein. Dieser Generator kann elektrisch mit dem öffentlichen Netz verbunden sein.
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Um einen hohen Wirkungsgrad und eine große Ausbeute zu erzielen, kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Biokatalysator und/oder der biologische Reststoff der katalytisch wirksamen Biomasse vor dem Crack-Prozess dem Ultraschall einer Ultraschall-Einrichtung aussetzbar ist.
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Nun haben Versuche ergeben, dass der nicht-ausgegaste flüssige, ölartige Bestandteil, der im Ausgasraum des Zwischenbehälters bei der Ausgasung erzeugt wird, wegen seiner Zurückführung in den Vorlagebehälter im Laufe der Zeit ebenfalls gecrackt wird, dann zum Teil von der Destillationskolonne destilliert wird und somit für den Prozess nicht mehr zur Verfügung steht. Der flüssige, ölartige Bestandteil muss also von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden, um in einem kontinuierlichen Prozess die Reaktion aufrecht zu erhalten und den Füllstand im Zwischenbehälter zu halten.
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Es wurde nun vorliegend nach einer Möglichkeit gesucht, das Nachfüllen besonders kostengünstig zu gestalten, um die Reaktion aufrecht zu erhalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass auf kostengünstige und einfache Weise der Verlust an flüssigem Bestandteil ausgeglichen werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Aufnahmebehälter für ein in der Petrochemie anfallendes Sumpfprodukt, insbesondere für Vakuum-Gas-Öl, vorgesehen ist, von dem eine Zuleitung zum Zwischenbehälter führt. In den Zwischenbehälter wird demnach als Nachfüllprodukt ein in der Petrochemie anfallendes Sumpfprodukt, insbesondere Vakuum-Gas-Öl, in flüssiger Form eingespeist.
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Zu den Sumpfprodukten in der Petrochemie zählen Vakuum-Gas-Öl, Bitumen und gewisse Schmierstoffe.
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Vakuum-Gas-Öl ist ein mineralisches, bei Zimmertemperatur fettartiges Produkt, das bei der Raffinerie von Rohöl als Nebenprodukt anfällt. Es wird z. B. zu Schmierstoff verarbeitet oder zur Trocknung bei der thermischen Müllentsorgung eingesetzt, und zwar als Brennstoff. Es fällt in Raffinerien in großen Mengen an, so dass Absatzschwierigkeiten bestehen und das Produkt relativ billig ist. Es wird gewissermaßen als Abfallprodukt betrachtet.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, die durch Experimente belegt ist, dass sich das Vakuum-Gas-Öl mit Vorteil einsetzen lässt, um Kraftstoff herzustellen. Es findet damit ein weiteres Einsatzfeld, was zur Minderung des vorhandenen großen Angebots beiträgt.
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Das Vakuum-Gas-Öl ist bei Zimmertemperatur ein fettartiger Stoff, der aber bei Temperaturerhöhung auf etwa 70°C schon ölartig-flüssig wird. Bevorzugt wird es im vorliegenden Verfahren vor der Einspeisung vorgewärmt, so dass es seine flüssige Form beibehält oder auch erst gewinnt und so in den Zwischenbehälter eintritt. Die Wärme zur Aufheizung kann aus dem Aufbereitungs- oder Herstellprozess des Kraftstoffs selbst gewonnen werden.
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Bei kontinuierlicher Einspeisung kann der Herstellprozess längere Zeit aufrecht erhalten werden.
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In der Zuleitung kann eine Pumpe und/oder ein Absperrventil vorgesehen sein. Zur Vorwärmung sollte bevorzugt ein Vorwärmer vorgesehen sein. Dieser kann den Aufnahmebehälter umgeben und so das darin enthaltene Sumpfprodukt, also z. B. das Vakuum-Gas-Öl, flüssig halten.
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Weiterhin ist eine Ausgestaltung von Vorteil, bei der der erzeugbare Kraftstoff zwecks Verbrennung einer Turbine zuleitbar ist, an die ein elektrischer Generator zwecks Erzeugung elektrischer Energie angeschlossen ist, und bei der die Abgase der Turbine zur Vorwärmung des Sumpfprodukts verwendet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur näher erläutert. Die Figur zeigt eine Einrichtung, bei der der mittels einer katalytischen Aufbereitungs-Einrichtung aus Biomasse erzeugte Kraftstoff in elektrische Energie umgewandelt wird, die in ein öffentliches Netz eingespeist wird, wobei gleichzeitig der Energieinhalt der Abgase der Turbine für den Prozess genutzt wird. Der Kraftstoff kann natürlich auch für Antriebszwecke eingesetzt werden. Als Prozessflüssigkeit wird hier zusätzlich Vakuum-Gas-Öl verwendet, so dass dieses ebenfalls neben der Biomasse entsorgt wird.
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Nach der Figur besitzt die dargestellte Einrichtung einen Aufnahmebehälter 2 mit abschließbarem Einlass 4 zur Aufnahme von feinteiliger, recht trockener und katalytisch wirksamer Biomasse M. Diese Biomasse M fällt in der Landwirtschaft als Restprodukt an. In diesem Beispiel besteht diese Biomasse M aus etwa 90% Rapskuchen als biologischer Reststoff und aus etwa 10% Rapsstroh als Biokatalysator.
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Natürlich kann als Biomasse M auch eine andere Substanz oder Substanz-Kombination der eingangs erwähnten organischen Substanzen eingesetzt werden.
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Am unteren Ende des Behälters 2 ist in einer Ausgangsleitung 5 ein Dosierventil 6 angeordnet. Bei diesem Ventil 6 handelt es sich um eine steuerbare Zufuhreinrichtung, die mit einer Transporteinrichtung 7 oder Schnecke zur Weiterleitung der Biomasse M entlang der gezeigten Ausgangsleitung 5 in Verbindung steht. Oberhalb der Biomasse M steht im Behälter 2 ein Stickstoff-Polster 8 oder (unter geringem Druck) ein Polster aus einem anderen inerten Gas. Dadurch ist gewährleistet, dass keine Luft, d. h. kein Sauerstoff, in die Einrichtung eindringen kann. Wie und wo die katalytisch wirksame Biomasse M in die Einrichtung eingegeben wird, wird später näher beschreiben.
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Von Vorteil ist es, wenn in oder an der Ausgangsleitung 5 eine (bei der Klärschlamm-Behandlung an sich bekannte) Ultraschall-Einrichtung 10 angeordnet ist. Durch Einstrahlung von Ultraschall US in die Biomasse M, z. B. von gegenüber liegenden Seiten, wird dafür gesorgt, dass der im folgenden ablaufende Crack-Prozess besonders effektiv und wirksam, ist.
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Natürlich kann die katalytisch wirksame Biomasse M in der dargestellten Einrichtung selbst durch Mischung von Biokatalysator und anorganischem Reststoff hergestellt werden.
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Vorliegend dient ein Vorlagebehälter 20 mit Doppelmantel 21 zur Aufheizung der Biomasse M auf Crack-Temperatur T. Der Wärmeeintrag ist durch kleine Pfeile 22 markiert. Die Crack-Temperatur T lag bei den untersuchten Substanzen im Bereich von 250° bis 380°C. Der Doppelmantel 21 wird von einem heißen Thermoöl P durchströmt.
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Der Vorlagebehälter 20 besitzt – wie gezeigt – bevorzugt den Doppelmantel 21 und ist bevorzugt in einem Thermoöl-Wärmekreislauf angeordnet, wobei als Thermoöl P z. B. das bekannte Meganol 420 eingesetzt werden kann. Dies wird später noch näher verdeutlicht. Die im Vorlagebehälter 20 herrschende Temperatur T dient zum thermischen Aufbrechen (Cracken) der organischen Moleküle der Biomasse M. Hierbei sind in der Mischung M vorhandene Substanzen, insbesondere die mineralischen Anteile des Biokatalysators, als Katalysatoren hilfreich. Den Vorlagebehälter 20 verlässt über einen Auslass 23 ein Reaktions-Gemisch N in flüssiger Form, bei dem die zuvor vorhandenen Substanzen zu einem großen Teil katalytisch-thermisch aufgespalten wurden.
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Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn am unteren Ausgang des Vorlagebehälters
20 eine Mischerpumpe
24 angeschlossen ist. Diese kann gemäß
3 der
DE 10 2005 056 735 konstruiert sein. Der Lauf der Mischerpumpe
24 ist durch einen gekrümmten Pfeil gekennzeichnet. Die Mischerpumpe
24 dient insbesondere zwei Zwecken: Zum ersten unterstützt sie den intensiven Mischprozess des aus der Biomasse M hervorgegangenen Reaktions-Gemisches N, und zum zweiten bewirkt sie eine Scherung der vorhandenen Partikel und damit eine Vergrößerung der Oberfläche und des Wirkungsgrades.
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Die Mischerpumpe 24 kann selbst auch als Heizeinrichtung ausgebildet sein. Diese zusätzliche Aufheizung ist durch kleine gewellte Pfeile markiert.
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Die Ausgangleitung der Mischerpumpe 24 kann als Vorlaufleitung 26 des stattfindenden Reaktionskreislaufs bezeichnet werden. Sie ist an eine Ausgaseinrichtung 28 angeschlossen, die im oberen Teil eines Ausgasraums 29 eines Zwischenbehälters 31 gelegen ist. Der Zwischenbehälter 31 ist vor einer Destillationskolonne 30 angeordnet. Die Ausgaseinrichtung 28 dient der Trennung des Wasserdampfs und der organischen Dämpfe D von den flüssigen Reststoffen R des Reaktionsgemischs N. Die nicht-ausgegasten Reststoffe R können in den unteren Teil des Zwischenbehälters 31 gelangen. Im Laufe der Zeit setzt sich am Boden ein Teil der Reststoffe R in Form eines Rests A ab. Dieser abgeschiedene Rest A kann in einen dort angeordneten Austragsbehälter 32 ausgetragen und von Zeit zu Zeit entnommen werden. Er kann durch Endlagerung entsorgt oder ggf. als Brennstoff verwendet werden. Wasserdampf und organische Dämpfe D gelangen in die Destillationskolonne 30.
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Vom unteren Teil des Zwischenbehälters 31 führt eine Ausgangsleitung für einen ersten Anteil R1 der noch nicht destillierten flüssigen Reststoffe R zurück zum Vorlagebehälter 20. Diese Ausgangsleitung des Zwischenbehälters 31 kann als Rücklaufleitung 34 des stattfindenden Reaktionskreislaufs bezeichnet werden.
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Festzuhalten ist: Die Mischerpumpe 24 pumpt das flüssige, aus der Biomasse M entstandene Reaktions-Gemisch N immer wieder im Reaktionskreislauf 24, 26, 28, 31, 34, 20. Sofern nicht neue Biomasse M zugegeben wird, geschieht dies, bis praktisch alles Organische gecrackt und nach oben geleitet ist und bis der Rest A abgeschieden oder abgesetzt ist.
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Anzumerken ist auch, dass beim Start eines Reaktionskreislaufs in diesen Kreislauf ein hoch siedendes Produkt aus dem Prozess oder aber ein Thermoöl V eingegeben werden sollte. Mit anderen Worten: Um den Reaktionsprozess zu starten, wird das Produkt R aus dem Zwischenbehälter 31 in heißer flüssiger Form oder das Thermoöl V über die Leitung 34 der Mischung N zugegeben. Wie später deutlich wird, kann hierzu das auch für einen anderen Zweck eingesetzte warme Vakuum-Gas-Öl V verwendet werden.
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Für den kontinuierlichen Betrieb wird die mittels der Transporteinrichtung 7 beförderte Biomasse M in relativ geringer Menge mittels eines hier so bezeichneten „Bypasses 35” zugeführt. Dieser Bypass 35 ist von ganz besonderer Bedeutung. Er reduziert zumindest oder verhindert eine Schaumbildung im Zwischenbehälter 31.
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Dieser Bypass 35 umfasst eine Rücklaufleitung 35a, die vom unteren Teil des Zwischenbehälters 31 ausgeht, eine bei Bedarf daran angeordnete Nachheiz-Einrichtung 35b mit Doppelmantel, eine Bypass-Pumpe 35c und eine davon ausgehende Zulaufleitung 35d, die in einer Ausgas-Einrichtung 35e im oberen Teil des Zwischenbehälters 31 oberhalb des Füllniveaus, also im Ausgasraum 29, endet. In diese Zulaufleitung 35d mündet der Ausgang der Transporteinrichtung 7 an einer Einmündung 35e. Das pro Zeiteinheit von der Transporteinrichtung 7 eingegebene Volumen ist wesentlich geringer als das von der Bypass-Pumpe 35c pro Zeiteinheit transportierte Volumen; es beträgt z. B. nur 5% Der Doppelmantel der Nachheizeinrichtung 35b wird auch hier von aufgeheiztem Thermoöl P durchströmt.
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Über die Rücklaufleitung 35a wird ein zweiter Anteil R2 der Reststoffe R durch die Pumpe 35c abgezogen. Die an der Einmündung 35e zugeführte (noch relativ kalte) Biomasse M wird im Endstück der Zulaufleitung 35d durch den darin fließenden Restanteil R auf höhere Temperatur, ggf. sogar bis auf Reaktionstemperatur T, gebracht. Dabei werden sämtliche Wasseranteile in Wasserdampf umgesetzt. Dieser Wasserdampf strömt im Zwischenbehälter 31 nach oben zur Destillationskolonne 30 und dann zu einem Kondensator 38, um sodann mit dem Kraftstoff K ausgetragen und ggf. aus diesem, z. B. mittels einer Zentrifuge, entfernt zu werden.
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Innerhalb der Destillationskolonne 30 werden die leichter siedenden organischen Dämpfe D' abgetrennt. Sie werden vom Kopfbereich der Destillationskolonne 30 abgezogen. Hier ist also zum Abzug des Kopfprodukts eine Destillat-Leitung 36 angeschlossen, die zu dem Kondensator 38 führt. In diesem Kondensator 38 wird der ausgegaste dampf-förmige und leichter siedende Bestandteil D' abgekühlt, und an seinem Ausgang wird der erzeugte Kraftstoff K in verflüssigter Form zur Weiterverwertung bereitgestellt. Dieser Kraftstoff K kann z. B. weitgehend dem Dieselöl ähnlich sein. Die Kühlwasser-Leitungen des Kondensators 38 sind mit 40, 42 bezeichnet.
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Vom Ausgang des Kondensators 38 führt eine Treibstoffleitung 46 zu einer Einrichtung 48 zur Aufbereitung des Kraftstoffs K. Diese Einrichtung 48 kann bevorzugt der Entwässerung und Entfernung des Wassers dienen.
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Die Treibstoffleitung 46 führt danach zu einem Vorratstank 50. Von hier aus kann der Kraftstoff K über eine Treibstoff-Ausgangsleitung 52 bedarfsgerecht weitergeleitet werden. Mittels eines Ventils 53 kann Kraftstoff K z. B. für motorische Antriebszwecke entnommen werden.
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Im vorliegenden Fall ist die Leitung 52 auch an einen Turbinengenerator angeschlossen. Dieser besteht bekanntermaßen aus einer Turbine 54 und einem über eine Welle 55 verbundenen elektrischen Generator 56. Der Turbinengenerator 54, 55, 56 wird vorliegend gleichermaßen zur Elektrizitätserzeugung und zur Erzeugung der Crack-Temperatur T über einen Thermoöl-Kreislauf genutzt.
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Nach der Figur wird das bei der Verbrennung in der Turbine 54 entstehende heiße Abgas G über eine Abgasleitung 58 einem Wärmetauscher 60 zugeführt. Nach Abkühlung hierin durch thermische Wechselwirkung mit einem Thermoöl P wird das Abgas G über eine Ausgangsleitung 62 entlassen. Es kann auch zur Trocknung der eingegebenen Biomasse M verwendet werden.
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Der Wärmetauscher 60 ist Bestandteil des erwähnten Thermoöl-Kreislaufs, der nur schematisch angedeutet ist. Kernstück ist ein Temperaturregler 64, der das Thermoöl P in einer Vorlaufleitung 66 auf einem vorgegebenen Wert, der der Crack-Temperatur T nahe ist, z. B. auf 350°C, festhält. Das Thermoöl P wird von der Vorlaufleitung 66 in den Doppelmantel 21 des Vorlagebehälters 20 eingeleitet und führt hier zu der gewünschten Crack-Temperatur T. Das dadurch etwas abgekühlte Thermoöl P wird nach Durchlaufen des Doppelmantels 21 über eine Rücklauf-Leitung 68 zwecks Durchlaufens des Wärmetauschers 60 zu diesem zurückgeführt. Alternativ kann es – je nach Temperatureinstellung und Ist-Temperatur sowie gesteuert vom Temperaturregler 64 – über eine Bypass-Leitung 70 am Wärmetauscher 60 vorbei wieder in die Öl-Vorlaufleitung 66 eingespeist werden.
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Aus der Figur ist ersichtlich, dass der elektrische Generator 56 über Ausgangsleitungen 72 in das öffentliche Netz, das durch einen Strommast 74 symbolisiert ist, Energie einspeisen kann. Natürlich kann an den Ausgangsleitungen 72 auch ein anderer Verbraucher angeschlossen sein.
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Von einem Behälter 78 führt über ein Ventil 80 und ggf. über eine Pumpe (nicht gezeigt) eine Zuleitung 82 für Vakuum-Gas-Öl zum Zwischenbehälter 31. Hier wird dadurch der Pegel etwa konstant gehalten, so dass über längere Zeit ein kontinuierlicher Betrieb gewährleistet ist. Das Vakuum-Gas-Öl V wird über einen Vorwärmer 76, der den Behälter 78 umgeben kann, in flüssiger Form (d. h. über 70°C) gehalten. Das kostengünstige Vakuum-Gas-Öl V wird im dargestellten Prozess auf einfache Weise zugeführt, zur Kraftstofferzeugung herangezogen und dabei auch verbraucht, so dass hier eine preiswerte Entsorgung stattfindet. Festzuhalten ist, dass prinzipiell auch ein anderes Sumpfprodukt der Petrochemie, also Bitumen oder ein anderes Schmiermittel, eingesetzt werden kann.
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Es soll noch folgendes festgestellt werden: Würde man nur allein den „Biokatalysator” Rapsstroh (also ohne Rapskuchen) dem vorliegenden Verfahren unterwerfen, dann würde man viel Gas G und leicht siedende Produkte, aber nur wenig dieselähnlichen Kraftstoff K gewinnen. Ähnlich verhält es sich, wenn man nur Zuckerrohrrest („Biokatalysator”) dem Verfahren unterwerfen würde. Man würde das Rapsstroh bzw. die Zuckerrohrreste also zwecks Erhalts des Gemisches M z. B. mit Getreideabfällen (beispielsweise mit Maisabfällen) oder mit Zellulose mischen.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die dargestellte Einrichtung zur Kraftstoff- und/oder Energiegewinnung aus den organischen Bestandteilen der Ausgangssubstanzen Biokatalysator und biologischer Reststoff, die ja gemeinsam als „katalytisch wirksame Biomasse M” bezeichnet wurden, sowie aus dem mineralogischen Sumpfprodukt, hier speziell Vakuum-Gas-Öl, führt, und zwar unter gleichzeitiger Massenreduktion. Die Einrichtung kommt im allgemeinen Fall ohne Zugabe von externen Katalysatoren aus.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008013241 [0002]
- DE 102005056735 [0041]
