DE60120957T2

DE60120957T2 - Verfahren und system zur zersetzung wasserhaltiger brennstoffe oder anderer kohlenstoffhaltiger materialien

Info

Publication number: DE60120957T2
Application number: DE60120957T
Authority: DE
Inventors: Dall Jens BENTZEN; Ulrik Henriksen; M. Reto HUMMELSH J
Original assignee: COWI RADGIVENDE INGENIORER AS
Current assignee: Cowi Radgivende Ingeniorer As
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: DK200000417A; WO2001068789A1; EP1278813B1; DK1278813T3; DE60120957D1; AU2001240474A1; EP1278813A1; ATE331015T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System oder eine Installation zum Abbauen, zur Vergasung und/oder zur Verbrennung von Brennstoff, umfassend Biomasse, z.B. Holzschnitzel, Holzpellets oder eine Kombination von irgendeiner Art solcher verschiedenen Brennstoffe.
Es ist wohl bekannt, aus festem Brennstoff Gas und Aktivkohle zu erzeugen. Im Fall von thermischer Vergasung von solchen Brennstoffen mit großem Wassergehalt, z.B. Holzschnitzel oder -Abfall, wird der Brennstoff üblicherweise vorgetrocknet, um hohe Energieeffizienz zu erreichen. Solches Vortrocknen kann durch Zuführung von überhitztem Dampf zum Brennstoff vorgenommen werden. Somit absorbiert der Dampf weitere Feuchte.
Es wird auf den Stand der Technik, der in DE 29 27 240 C2 , WO 81/00112, WO 87/04453 und US 5,494,653 beschrieben ist, hingewiesen. Es wird weiter auf U. Henriksen, O. Christensen: "Gasification of Straw in a Two-stage 50 kW Gasifier" veröffentlicht in "8th European Conference on Biomass for Energy, Enviroment, Agriculture and Industry", Band 2, S. 1568–1578, Wien, Österreich, Oktober 1994 und auf P. Brandt und U. Henriksen hingewiesen: "Decomposition of tar in pyrolysis gas by partial oxidation and thermal cracking" veröffentlicht in Teil 2 von "Proceedings in Biomass for Energy and Industry, 10th European Conference and Technology Exhibition" Würzburg, Deutschland, 8–11. Juni 1998.
US-A-543991 beschreibt ein Gerät für die allothermische Vergasung von Kohle mit Dampf und umfasst eine Pyrolysezone, eine Vergasungszone und eine Kühlzone. Kohlenstaub wird der Pyrolysezone zugeführt und danach zu den anderen Zonen überführt. Der Kohlenstaub wird in den verschiedenen Zonen durch überhitzten Dampf verflüssigt. Feuchtes Rohgas, das aus der Kühlzone abgeleitet wird, kann erhitzt werden, und der Pyrolysezone wieder zugeführt werden.
DE-A-3523765 beschreibt ein Verfahren und ein Gerät zur Vergasung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, die durch eine Pyrolysezone und eine Verkokungszone passieren. Das Pyrolysegas wird in eine Oxidationszone zusammen mit Luft oder sauerstoffhaltigem Gas überführt, um vollständige Verbrennung davon zu erreichen. Die Verbrennungsgase aus der Oxidationszone und feste Bestandteile aus der Verkokungszone werden in eine Reduktionszone überführt, wodurch Teerbestandteile und andere gefährliche Stoffe in dem Verbrennungsgas vermieden werden können.
Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren und ein verbessertes System oder eine verbesserte Installation zum Abbau von Biomasse bereit. Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abbauen von Brennstoff, umfassend Biomasse, bereit, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Erwärmung des Brennstoffs in getrennten Stufen, inklusive einer Trocknungsstufe, einer Pyrolysestufe, einer Oxidationsstufe, einer Vergasungs- und/oder Verbrennungsstufe, auf Temperaturen, die das Abbauen des Brennstoffs zu gasartigen und festen Bestandteilen verursachen, Zuführung von Dampf in die Pyrolysestufe und daraufhin teilweise Oxidation von flüchtigen Anteilen aus der Pyrolyse in der Oxidationsstufe, so dass lange molekulare und kondensierbare Teere der flüchtigen Anteile in kleinere Molekyle abgebaut werden, die weniger kondensierbar sind, bevor sie zu der Vergasungs- und/oder Verbrennungsstufe überfuhrt werden, wobei der Brennstoff in den verschiedenen Stufen erwärmt wird, zumindest hauptsächlich mit Hilfe von den Gasen, die durch Oxidations-, Vergasungs- und/oder Verbrennungsverfahren entstehen.
Eines der größeren technischen Probleme beim Abbau von Biomasse ist, dass die flüchtigen Produkte oder Gase, die erzeugt werden, einen unerwünschten Gehalt von Teer enthalten, der kondensiert, wenn die Gase abkühlen. Beim Aufteilen des Abbauprozesses in getrennte Stufen, die Pyrolyse mit Dampf, teilweise Oxidation und Vergasung umfassen, ist es möglich einen ziemlich kleinen Gehalt von Teer in den erzeugten Auslassgasen zu erreichen, und das Verfahren nach der Erfindung kann zum Abbau von kohlenstoffhaltigen Bestandteilen in einem großen Umfang eingesetzt werden, da die interne Wärmeübertragung die Grenzen beim Vergrößern von extern erwärmten Reaktoren bewältigt.
In der Pyrolysestufe wird der feste Biobrennstoff typisch auf eine Temperatur zwischen 300° und 800°C erwärmt und in einen festen Bestandteil und einen gasartigen Bestandteil, der Teer enthält, abgebaut. In der Oxidationsstufe werden Luft oder ein anderes sauerstoffhaltiges Gas zugeführt, um eine teilweise Oxidation zu bewirken. Dabei kann die Temperatur auf z.B. 1000°–1300°C erhöht werden, und die meisten von den großen Teermolekylen werden in kleinere gasartige Moleküle abgebaut. Schließlich werden die heißen Auslassgase aus der Oxidationsstufe in der Vergasungsstufe verwendet, um die festen Bestandteile zu vergasen, und der Teergehalt der gasartigen Phase oder des gasartigen Bestandteils wird weiter reduziert, wenn er in Kontakt mit der festen Phase oder dem festen Bestandteil des Materials, das verarbeitet wird, gebracht wird.
Eine Reihe von Vorteilen wird bei der Zuführung von Dampf zu einem thermischen Vergasungsverfahren, wie zum Beispiel die Pyrolysestufe, erreicht. Solche Vorteile umfassen: Niedrigere Prozesstemperaturen, höhere Holzkohlenumwandlung, kleinere Produktion von Partikeln und wahrscheinlich niedrigere Emissionen von NO_x, CO und UHC bei der nachfolgenden Verbrennung.
Weitere Vorteile sind

– Eine relativ einfache und robuste Reinigung des Gases aufgrund des niedrigen Teergehaltes.
– Ein stabiles Verfahren selbst in einer Fließbett-Ausführung: Pyrolysereaktionszeiten von ca. 1–5 Minuten in einer Fließbett-Ausführung ergebe einen stabilen Vergasungsprozess, selbst wenn die Zufuhrgeschwindigkeit wechselt.
– Kompakte Pyrolysereaktoren: Sowohl Moving-Bed- als auch Fließbett-Pyrolysereaktoren können auf kompaktere Art und Weise ausgeführt werden als die aufgeteilten Vergasungsprozesse in der bekannten Stufe.
– Kleine und wenige Teile (teilweise Oxidationsstufe) mit Temperaturen von ca. 1000°C
– Sauberes Abgas, das für Fernwärme in Kondensationsmodus ohne Kondensatreinigung verwendet werden kann.

Andere Vergasungsreaktoren, in welchen Pyrolyse und Vergasung erfolgen, müssen aus Baustoffen hergestellt werden, die hohe Temperaturen widerstehen können, da solche hohen Temperaturen überall im Reaktor auftreten können. Deswegen ist es vorteilhaft, den Prozess in Stufen einzuteilen, damit die hohen Temperaturen nur in einigen von den Stufen auftreten.
Das Verfahren nach der Erfindung kann Vorteil aus der Tatsache ziehen, dass der Teergehalt in einem heißen Gas (500–1000°C) reduziert wird, wenn er durch teilweise vergaste Holzkohle passiert und, dass Aktivkohle bei Pyrolyse mit Dampf und bei Vergasung mit Dampf und CO₂ als Vergasungsmittel erzeugt werden kann. Die Verwendung von Dampf, der während Gaskonditionierung kondensiert werden kann, wird den Heizwert des Gases, verglichen mit anderen Vergasungsmitteln, erhöhen.
Ursprünglich enthält der Brennstoff, umfassend die nach dem Verfahren nach der Erfindung zuverarbeitende Biomasse, gewöhnlicherweise mehr oder weniger Feuchte, und in einem solchen Fall wird der Brennstoff vorzugsweise vor Zuführung zu der Pyrolysestufe getrocknet. Solches Trocknen kann auf irgendwelcher Weise an einer Stelle oder Stufe abseits der Stelle der anderen Stufen ausgeführt werden, und erhitzter Dampf kann dann aus einer anderen Dampfquelle zu der Pyrolysestufe zugeführt werden, wie zum Beispiel eine Dampfquelle, die sich angrenzend an die Pyrolysestufe befindet.
In der bevorzugten Ausführungsform wird der Brennstoff jedoch an einer Stelle angrenzend an die Pyrolysestufe getrocknet. Somit kann der feuchte Brennstoff in einer Trocknungseinheit getrocknet werden, dadurch dass der Brennstoff mit überhitztem Dampf in Kontakt gebracht wird, indem der getrocknete Brennstoff zur Pyrolysestufe zugeführt wird, wo er weiter erhitzt wird und in feste und gasartige Bestandteile abgebaut wird, indem mindestens ein Teil von dem Dampf, der zur Trockung des Brennstoffs in der Trocknungseinheit verwendet worden ist, auch für weitere Erhitzung in der Pyrolysestufe und/oder in einer von den nachfolgenden Stufen wird.
Dampf, der zur Trocknungseinheit und/oder zur Pyrolysestufe zugeführt wird, kann überhitzt werden, hauptsächlich durch Vergasungsgas und/oder Wärme, die durch Oxidation von Brennstoffbestandteilen erzeugt wird.
Die Tatsache, dass fühlbare Wärme vom Vergasungsgas oder aus der angeschlossenen Verbrennungsstufe gewonnen und für das Trocknen, die Pyrolyse und die Vorwärmung der Verbrennungs- und/oder Vergasungsluft verwendet werden kann, bedeutet dass eine hohe Energieeffizienz beim Einsatz von dem Verfahren nach der Erfindung erreicht werden kann. Wenn fühlbare Wärme aus der Vergasungs- oder Verbrennungsstufe für Pyrolyse verwendet wird, ist eine hohe Austrittstemperatur (üblicherweise 500–800°C) erforderlich.
In einem stufengetrennten Vergaser erfolgt die Wärmeübertragung zum Pyrolyseprozess üblicherweise durch indirekte Wärmeübertragung von der Verbrennungsstufe durch die äußeren, externen Grenzen von der Pyrolysestufe oder -einheit. Somit gibt es geometrische Grenzen beim Vergrößern des Pyrolysereaktors. Dieses Problem wird durch diese neue Erfindung bewältigt, wo Wärme nämlich intern in den Reaktoren in Kombination mit externen Wärmeaustauschapparaten übertragen wird.
In anderen stromabwärts thermischen Vergasungsprozessen können die Aschen bei relativ niedrigen Temperaturen agglomerieren und zusammenschmelzen, was eine Außerbetriebsetzung des Reaktors bewirken kann.
Dieses Problem wird durch diese neue Erfindung bewältigt, indem es nur eine begrenzte Zone von hohen Temperaturen gibt, gefolgt von endothermischer Dampfvergasung.
Das Verfahren nach der Erfindung kann in Verbindung mit hochwertiger thermischer Vergasung des Brennstoffs, umfassend Biomasse, wie zum Beispiel Holzschnitzel oder einer Kombination von anderen Brennstoffen, verwendet werden. Dann kann das Verfahren folgendes umfassen: Zuführung von einem oder mehreren der Brennstoffe zu einer Trocknungseinheit, wo der Brennstoff dadurch getrocknet wird, dass er mit überhitztem Dampf in Kontakt gebracht wird, der von einem Überheizer zugeführt wird, um so getrockneten Brennstoff zu schaffen, Übertragung des getrockneten Brennstoffs zur Pyrolysestufe, Erhitzung von Auslassdampf/-gas aus der Trocknungseinheit in einem Überheizer, Zuführung des überhitzten Auslassdampfs/-gases zur Pyrolysestufe und/oder einer der anderen Prozessstufen, und Zuführung von Dampf und flüchtigen Anteilen von Pyrolyseprodukten davon zu einer nachfolgenden Prozessstufe, wo die flüchtigen Pyrolyseprodukte teilweise dadurch oxidiert werden, dass ein Oxidationsmittel, wie zum Beispiel atmosphärische Luft oder Sauerstoff, beigefugt wird.
Der Auslassdampf oder das Auslassgas, der/das der Pyrolysestufe zugeführt wird, kann in einem Überheizer mit Hilfe von Produktgas aus der Vergasungsstufe und/oder Verbrennungsgas aus der Verbrennungsstufe erhitzt werden.
Die Produkte von der ersten nachfolgenden Prozessstufe können zur nächsten nachfolgenden Prozesstufe geleitet werden, wo sie mit dem festen Teil der Produktmasse aus der Pyrolysestufe reagieren und Gas und mögliche Partikel, einen Holzkohlenrest und/oder Aschen erzeugen. Das Gas aus dieser nächsten Prozesstufe kann völlig oder teilweise mit einem oder mehreren Oxidationsmitteln zusammen zur Verbrennungseinheit geleitet werden, wo Oxidation von dem zugeführten Teer oder den zugeführten Gasen erfolgen.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Prozess zum Vergasen von fester Biomasse mit einem relativ hohen Wassergehalt bereit. Die größe einer Anlage für die Durchführung eines solchen Prozesses variiert von 1 bis 250 MW Eingangsleistung. Der Vergasungsprozess ermöglicht hohe Energieeffiziens, einen niedrigen Teergehalt im Gas, entnahme von Aktivkohle, niedrige Umweltbelastung in Form von Emmissionen und Kondensationsprodukten, obwohl die Abgastemperatur aus der Verbrennungseinheit relativ niedrig ist. Weil das Verfahren in Stufen eingeteilt ist, können die Teile der Reaktoren, die aus sehr Temperaturbeständigen Materialien hergestellt werden müssen, wesentlich verringert werden. Gleichzeitig wird die Möglichkeit einer Vermeidung, dass Aschen schmelzen und agglomerieren erhöht.
Dies liegt an der Tatsache, dass der Vergasungsprozess gemäß der Erfindung in die folgenden Stufen eingeteilt ist: Trocknung (wenn notwendig), Pyrolyse (wo überhitzter Dampf als Erhitzungsmittel verwendet wird), teilweise Oxidation, Vergasung und Verbrennung. Ferner kann die Hochtemperaturwärme vom Vergasungsgas und vom Abgas in den Trocknungs- und Pyrolysestufen ausgenutzt werden. In der Praxis können die verschiedenen Prozessstufen verbunden oder auf verschiedene Art und Weise kombiniert werden, z.B. Trocknung und Pyrolyse in demselben Reaktor oder Pyrolyse, teilweise Oxidation und Vergasung in einem integrierten Reaktor. Dies hängt von der genauen praktischen Ausführung von den verschiedenen Bauteilen und dem verwendeten Brennstoff, einschließlich die Brennstofffeuchte, ab.
Als früher erwähnt wird der Brennstoff gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit Hilfe von überhitztem Dampf getrocknet. Der überhitzte Dampf kann durch den Brennstoff und einen Wärmeaustauschapparat zirkuliert werden. In dem Wärmeaustauschapparat wird Energie zugeführt, um den Dampf zu überheizen. Wenn der überhitzte Dampf mit dem Brennstoff in Kontakt gebracht wird, wird Hitze vom Dampf überführt, und Feuchte vom Brennstoff wird in den Dampf absorbiert. Der getrocknete Brennstoff wird zu der Pyrolysestufe überführt, und der Auslassdampf wird auf eine hohe Temperatur (z.B. 450–800°C) überhitzt und der Pyrolysestufe zugeführt, wo der getrocknete Brennstoff pyrolisiert wird. In einer Oxidationsstufe oder -einheit, wo der Teer und brennbare Gase teilweise oxidiert werden, wird ein Oxidationsmittel zu den flüchtigen Bestandteilen aus der Pyrolysestufe oder -einheit zugeführt. Die erhitzten Gase und die Holzkohle werden zu einer Vergasungseinheit oder -zone geleitet, wo die Holzkohle vergast wird. Die verdampfte Feuchte aus dem Brennstoff oder der Biomasse kann auf eine hohe Temperatur durch Wärmeaustausch mit dem produzierten Vergasungsgas und/oder durch Wärmeaustausch mit Abgasen aus der Verbrennungseinheit überhitzt werden. Gleicherweise kann der Zirkulationsdampf, der für die Trocknung verwendet wird, durch Wärmeaustausch mit dem produzierten Vergasungsgas und/oder durch Wärmeaustausch mit Abgasen aus der Verbrennungseinheit überhitzt werden.
In einer spezifischen Ausführungsform wird der Pyrolysestufe weitere Energi zugeführt aus der Stufe bei welchem die teilweise Oxidation erfolgt, z.B. in der Form von Strahlung, oder aus der Vergasungsstufe, z.B. in der Form einer Rückführung von Holzkohle oder Bettmaterial. Dabei werden hohe Pyrolysetemperaturen und folglich eine effiziente Entgasung von Brennstoff erreicht.
In einer spezifischen Ausführungsform wird der Vergasungseinheit auch, zusätzlich zu den Produkten von der teilweisen Oxidation, überhitzten Dampf zugeführt, evt. mit einem anderen Gas gemischt. Die Umwandlung von Holzkohle in der Vergasungsstufe oder -einheit bei einer bestimmten Temperatur wird dadurch verbessert, und die Aktivierung der Holzkohle wird auch verbessert.
Nach der Erfindung können die festen Brennstoffbestandteile von der Pyrolysestufe zur Vergasungsstufe völlig oder teilweise durch eine Stufe überführt werden, wo die flüchtigen Pyrolyseprodukte teilweise oxidiert werden.
Darüber hinaus kann Kohle aus der Pyrolysestufe oder -einheit entnommen werden, um als Aktivkohle verwendet zu werden, z.B. für die Reinigung von Kondensat, das durch die Kühlung von Vergasungsgas oder Abgas gebildet wird. Ein Kondensat ohne z.B. organische Verbindungen kann dann erreicht werden, wodurch das Kondensat mit begrenzter Umweltbelastung beseitigt werden kann.
Nach einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung kann Kohle auch aus der Pyrolysestufe oder -einheit oder aus der Vergasungseinheit entnommen werden und als Aktivkohle für die Reinigung des Vergasungsgases verwendet werden. Auf diese Art und Weise können ungewünschte, hauptsächlich organische Verbindungen von dem Gas entfernt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein System oder eine Anlage zum Abbau von Brennstoff, umfassend Biomasse, bereit, wobei das Verfahren folgendes umfasst: eine Trocknungseinheit, eine Pyrolyseeinheit oder eine ähnliche Prozesseinheit, die an Erhitzung und Abbauen des Brennstoffs zu festen und gasartigen Bestandteilen angepasst ist, Mittel zur Zuführung von überhitztem Dampf zur Pyrolyseeinheit, um den Brennstoff darin weiter zu erhitzen, mindestens eine weitere Prozesseinheit, inklusive einer Oxidationseinheit und daruber hinaus eine Vergasungs- und/oder Verbrennungsstufe, angeordnet in einer im Verhältnis zur Pyrolyseeinheit nachgeordneten Weise, Mittel zur Zuführung von Dampf und flüchtigen Pyrolyseprodukten aus der Pyrolyseeinheit zur Oxidationseinheit, Mittel zur Beifügung eines Oxidationsmittels, wie zum Beispiel Luft oder eines anderen sauerstoffhaltigen Gases, an die flüchtigen Pyrolyseprodukte in der Oxidationseinheit zur teilweisen Oxidation dergleichen, um lange molekulare und kondensierbare Teere der flüchtigen Anteile zu kleineren Molekülen abzubauen, die weniger kondensierbar sind, und Mittel zur Übertragung der teilweise oxidierten flüchtigen Pyrolyseprodukte aus der Oxidationseinheit auf die Vergasungs- und/oder Verbrennungsstufe. Die Trocknungseinheit kann sich an einer Stelle abseits der Stelle der anderen Einheiten befinden.
Der Brennstoff, umfassend Biomasse, der in der Anlage oder im System verwendet wird, kann trocken sein, wie zum Beispiel Holzpellets, die in einer anderen Anlage und an einer anderen Stelle getrocknet und produziert worden sind. Vorzugsweise kann feuchter Brennstoff jedoch verwendet werden, und das System oder die Anlage nach der Erfindung kann eine Trocknungseinheit für die Trocknung des Brennstoffs umfassen, indem der Brennstoff mit überhitztem Dampf in Kontakt gebracht wird bevor der Brennstoff zu der Pyrolyseeinheit überführt wird, wobei die Mittel für die Zuführung von überhitztem Dampf zur Pyrolyseeinheit Verbindungsleitungen umfassen zur Zuführung von mindestens einem Teil von dem Dampf, der zur Trockung des Brennstoffs in der Trocknungs- oder Pyrolyseeinheit verwendet worden ist. Wenn der Brennstoff mit Hilfe von überhitztem Dampf, in dem der Gehalt von Sauerstoff sehr niedrig ist, erhitzt und getrocknet wird, kann die Brandgefahr wesentlich reduziert oder beseitigt werden.
Mindestens eine weitere Prozesseinheit kann z.B. eine Vergasungseinheit umfassen, die Transportmittel zur Übertragung von festen Brennstoffbestandteilen aus der Pyrolyseeinheit zur Vergasungseinheit besitzt, die an Erhitzung angepasst ist und weiter die festen Brennstoffbestandteile, die dahin zugeführt werden, abbaut, und eine Oxidationseinheit, die an eine teilweise Oxidation von gasartigen Brennstoffbestandteilen angepasst ist, die aus der Pyrolyseeinheit zugeführt werden, wobei Mittel für die Übertragung von mindestens einem Teil der Warmeenergie, die durch den Oxidationsprozess erzeugt wird, auf die Brennstoffbestandteile in der Vergasungseinheit gewährleistet werden.
Das System oder die Anlage nach der Erfindung kann beispielsweise für hochwertige thermische Vergasung von Brennstoff, z.B. Holzschnitzel oder eine Kombination von verschiedenen Brennstoffen, verwendet werden. Das System oder die Anlage kann mindestens einen Dampfgenerator (Trocknungseinheit oder Verdampfer), einen Überheizer zur Überhitzung von dem erzeugten Dampf, eine Pyrolyseeinheit zur vorzugsweise überhitzten Dampf und getrockneten Brennstoff zugeführt wird, und in der der Brennstoff in einen gasartigen und einen festen Anteil abgebaut wird, eine Oxidationseinheit, in der ein gasartiger Brennstoffbestandteil, der in der Pyrolyseeinheit erzeugt wird, teilweise oxidiert wird, wodurch der Teergehalt davon wesentlich reduziert wird, und eine Vergasungseinheit, in der Feststoffe aus dem Pyrolysereaktor vergast werden, und in der der Teergehalt weiter reduziert wird aufgrund von Kontakt zwischen Gas und Feststoffen. Das System oder die Anlage kann ferner einen oder mehrere von den folgenden umfassen: Gaskühlungsgeräte, um fühlbare Energie im Gas auszunutzen, Gasreinigungsausrüstung zur Entfernung von Partikeln aus dem Gas und/oder Verbrennungsgeräte, z.B. Motoren und Turbinen, zur Ausnutzung von chemischer Energie im Gas oder Geräte zur Ausnutzung vom Gas zur Herstellung von anderen Produkten.
Eine Vergasungsanlage zur Ausnützung der Erfindung kann dadurch errichtet werden, dass die Trocknungseinheit, die Pyrolyseeinheit, die teilweise Oxidationszone und die Vergasungseinheit in einer oder mehreren Einheiten kombiniert werden. Ansonsten könnte die Anlage in kompakter Form durch Module und äußere Wärmeaustauschapparate errichtet werden.
Verschiedene Ausführungsformen des Systems oder der Anlage nach der Erfindung werden jetzt weiter beschrieben mit Hinweis auf Zeichnungen, wo
1 diagrammatisch darstellt wie die grundlegenden Prozesseinheiten der Anlagen nach der Erfindung verbunden werden können,
2 eine Ausführungsform diagrammatisch darstellt, in der die Pyrolyseeinheit in der Form eines Schneckenförderers ist, und in der die Vergasungseinheit in der Form eines Moving-Bed ist, das Gas zur Verwendung in einem Gasmotor produziert,
3 eine bevorzugte Ausführungsform diagrammatisch darstellt, wo die Pyrolyseeinheit und/oder die Vergasungseinheit in der Form eines Moving-Bed ist, und wo das produzierte Gas in einem Gasmotor verwendet wird,
4 und 5 Ausführungsformen diagrammatisch darstellen, in den die Pyrolyse- und Vergasungseinheiten integriert sind, und in den das produzierte Gas in einem Gasmotor, einer Gasturbine oder einer anderen Verbrennungseinheit verwendet wird, und
6 eine Ausführungsform diagrammatisch darstellt, in der die Pyrolyse- und Vergasungseinheiten unter Druck stehen und integriert sind, und in der das produzierte Gas in einer Gasturbine verwendet wird.
1 stellt eine Anlage nach der Erfindung diagrammatisch dar, die eine Trocknungseinheit oder einen Trockner 1 zu der oder dem Biobrennstoff zugeführt wird, eine Pyrolyseeinheit 4 zu der trockenen Brennstoff vom Trockner 1 zugeführt wird, eine Oxidationseinheit, in der gasartige Bestandteile aus der Pyrolyseeinheit 4 teilweise oxidiert werden, einen Vergasungsreaktor 6, in dem feste Brennstoffbestandteile aus der Pyrolyseeinheit 4 vergast werden und eine Verbrennungseinheit 7 für die abschließende Oxidation oder Verbrennung von den gasartigen Bestandteilen, besitzt.
Im Trockner 1 wird der Brennstoff durch überhitzten Dampf getrocknet, indem Energie zum Brennstoff überführt wird. Dabei wird der Dampf abgekühlt und wird Feuchte von dem Brennstoff absorbieren. Der Dampf wird in einem Überheizer 2 überhitzt, und ein Teil des Dampfes wird wieder zu dem Trockner 1 zurückgeführt. Die Quelle, von der Hitze zu dem Überheizer 2 zugeführt werden soll, kann z.B. Abgase aus der Verbrennungseinheit 7 oder das heiße Produktgas aus dem Vergasungsreaktor oder der Einheit 6 sein. Der verbleibende Teil des Dampfes wird zu einem Dampfüberheizer 3 geleitet, in dem der Dampf auf ca. 500–800°C überhitzt wird. Die Quelle, von der die Hitze zu dem Überheizer 3 zugeführt wird, kann auch heißes Produktgas aus dem Vergasungsreaktor 6 oder Auslass- oder Abgase aus der Verbrennungseinheit 7 sein. Der überhitzte Dampf wird zur Pyrolyseeinheit 4 geleitet, die auch durch andere Wärmequellen erhitzt werden kann. In der Pyrolyseeinheit 4 werden Brennstoff und Dampf gemischt und dabei wird die Temperatur des Brennstoffes ansteigen, und der Brennstoff wird in einen festen Anteil und einen gasartigen teerigen Anteil oder flüchtige Anteile abgebaut. Die flüchtigen Anteile werden zur Oxidationseinheit 5 geleitet, in der ein Oxidationsmittel, z.B. Luft, hinzugefügt wird, um eine teilweise Oxidation von den Teerhaltigen flüchtigen Anteilen zu bewirken. In diesem Oxidationsprozess werden die langen molekularen und kondensierbaren Teere in kleinere Moleküle abgebaut, die weniger kondensierbar sind. Ferner steigt die Temperatur in der Vergasungseinheit 5 auf ca. 1000–1300°C an. Die Verbrennungsprodukte aus Einheit 5 und der feste Brennstoffbestandteil aus der Pyrolyseeinheit 4 werden zum Vergasungsreaktor oder Einheit 6 geleitet, in der die Kohlenanteil völlig oder teilweise vergast wird. Ein fester Anteil kann einzeln oder zusammen mit dem produzierten Gas, das gekühlt und in einem Reinigungsgerät gereinigt und schließlich in der Verbrennungseinheit 7 verbrennt wird, entnommen werden.
Wenn das System oder die Anlage gezeigt in 1 für die Verarbeitung von trockenen Brennstoffen, wie z.B. Holzpellets, verwendet wird, kann der Trockner oder die Trocknungseinheit 1 ausgelassen werden und durch einen Verdampfer oder Dampfgenerator (nicht gezeigt) ersetzt werden, um Dampf zu erzeugen, der der Pyrolyseeinheit 4 zugeführt wird. Die Wärmequelle, die für den Überheizer 2 verwendet wird, kann auch für Verdampfung von Wasser im Dampfgenerator verwendet werden.
2 stellt eine Ausführungsform des Systems nach der Erfindung diagrammatisch dar, die im Prinzip dem System oder der Anlage entspricht, die in 1 gezeigt wurden. In der Ausführungsform der 2 ist jede von den Trocknungs- oder Pyrolyseeinheiten in der Form eines Schneckenförderers 1 bzw. 4 so angeordnet, dass das Auslassende des Schneckenförderers 1, das die Trocknungseinheit bildet, mit dem Einlassende des Schneckenförderes 4, das die Pyrolyseeinheit bildet, kommuniziert und darin ablädt. Der Schneckenförderer 4 lädt in den Vergasungsreaktor 6 ab, der in der Form eines Moving-Bed ist, und Gas aus dem Reaktor 6 wird der Verbrennungseinheit in der Form eines Verbrennungsmotor 7 zugeführt.
Der feuchte Brennstoff, der der Trocknungseinheit 1 zugeführt wird, wird mit Hilfe von überhitztem Dampf getrocknet, der in einem Überheizer in der Form eines Wärmeaustauschapparates 2 durch Auslassgas von dem Motor 7 überhitzt wird. Der Trockner oder Schneckenförderer 1 neigt vorzugsweise aufwärts gegen den Schneckenförderer oder die Pyrolyseeinheit 4 in einem Winkel von 25–35° im Verhältnis zu horizontal, um das Mischen des Brennstoffes zu steigern, um den Kontakt zwischen dem Brennstoff und dem überhitzten Dampf zu steigern, und um den Brennstoff auf das Niveau des Pyrolysereaktors 4 anzuheben. Die Pyrolyseeinheit oder der Schneckenförderer 4 wird weiter von außen durch einen Überheizer in der Form eines Mantels 3 erhitzt, der den Schneckenförderer 4 umschließt. Das Auslassende des Schneckenförderers 4 öffnet sich in das obere Ende des Vergasungsreaktor, das auch eine Oxidationszone 5 abgrenzt durch die die flüchtigen Anteile und möglicherweise auch der Holzkohleanteil von der Pyrolyseeinheit 4 fließen werden. Vorgewärmte Luft und/oder vorgewärmter Dampf wird/werden in die Oxidationszone 5 eingespeist, wo eine teilweise Oxidation von den flüchtigen Anteilen erfolgt.
Die Holzkohle, die aus der Pyrolyseeinheit 4 ausgestoßen wird, wird in dem Vergasungsreaktor 6 angesammelt, wo sich ein Holzkohlenbett obenauf einem Rost bildet. Heiße Gase von der Oxidationszone 5 fließen abwärts durch das Holzkohlenbett und reagiert mit der Holzkohle.
Da die Vergasungsreaktionen, die in dem Reaktor 6 erfolgen, endotermisch sind, nimmt die Temperatur durch das Abwärtsbewegen durch das Holzkohlenbett hindurch ab. Obenauf dem Bett kann die Temperatur ca. 900–1000°C sein, während die Temperatur der Holzkohle/Asche bei dem Rost zwischen 750–800°C liegt.
Das Holzkohlenbett funktioniert auch als ein Teerfilter, wo Teer, der nicht in der Oxidationszone 5 abgebaut worden ist, die Holzkohle adsobiert. Das Produktgas aus dem Vergasungsreaktor kann in den Wärmeaustauschapparaten zur Prozessintegration verwendet werden. Die folgenden Prozessstufen werden abhängig von dem Feuchtegehalt in dem Brennstoff vorgeschlagen:

– Pyrolyse
– Luftvorwärmung
– Überhitzung von Dampf
– Verdampfung von Wasser (wenn trockene Brennstoffe verwendet werden)
– Fernwärme/andere Erwärmung.

Da die Partikel nicht klebrig sind, werden Gewebefilter empfohlen als die Gasreinigungstechnik nach Abkühlung des Gases auf ca. 100°–200°C. Schließlich wird das abgekühlte und gereinigte Gas zu der Verbrennungseinheit geleitet, die der interne Verbrennungsmotor 7 sein kann.
In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die Pyrolyseeinheit 4 entweder als ein blasenbildenes Fließbett ausgeformt, wo der Dampf sowohl als Verflüssigungsmittel als auch als eine Wärmequelle für den Pyrolyseprozess wirkt, oder als ein Moving-Bed ausgeformt, wo der Brennstoff sich langsam aufwärts bewegt, wenn Brennstoff am Boden des Betts zugeführt wird. Die Pyrolyseeinheit kann ein inaktives Bettmaterial, z.B. Sand oder Dolomit, enthalten, um den Durchfluss und die Temperatur in der Einheit zu stabilisieren. Der Brennstoff wird in den unteren Teil der Pyrolyseeinheit 4 zugeführt und läuft aufwärts und durch das Bett, während der Brennstoff erhitzt und pyrolysiert wird. Vom oberen Teil der Pyrolyseeinheit 4 werden pyrolysierter Brennstoff und pyrolysiertes Gas in die Oxidationseinheit 5 überführt, wo ein Oxidationsmittel zugeführt wird. Die Oxidationseinheit kann Düsen für die Zuführung des Oxidationsmittels haben, und diese Düsen können geneigt sein, damit sie auch als Ejektoren funktionieren. Die Vergasungseinheit 6 ist ein Festbettreaktor, in dem die Holzkohle ein Bett auf einem Rost bildet. Die heißen Gase aus der Oxidationseinheit 5 fließen durch das Holzkohlenbett, wodurch die Holzkohle vergast wird und der restliche Teer im Bett aufgefangen wird. Feste Bestandteile werden entfernt, und das in dem Vergasungsreaktor 6 produzierte Gas wird in dem Überheizer 3 durch Wärmeaustausch mit z.B. Auslassdampf von dem Trockner 1 gekühlt. Das Gas wird weiter durch z.B. Luftvorwärmung und/oder Produktion von Fernwärme und/oder Verdampfung von dem zu dem Heizer 3 zuzuführenden Dampf gekühlt. Das abgekühlte Gas wird z.B. in dem Verbrennungsmotor 7 verbrannt, und die heißen Auslassgase aus dem Motor können für die Überhitzung von Dampf in dem Überheizer 2 für den zu dem Trockner 1 zugeführte Dampf ausgenutzt werden.
4 stellt eine Ausführungsform diagrammatisch dar, in der die Pyrolyseeinheit 4, die Oxidationseinheit 5 und die Vergasungseinheit 6 in einem Fließbettreaktor integriert sind. In diesem Reaktor erfolgen Pyrolyse und Vergasung in einem Paar von Fließbetten in regelmäßigen Abständen mit einer Hochtemperatur-Oxidationszone dazwischen. In 4 ist die Pyrolyseeinheit durch ein blasenbildenes Bett 4 am Boden des Reaktors gebildet. Die heiße Oxidationszone 5 für teilweise Oxidation ist oberhalb der Pyrolysezone 4 positioniert, und obenauf dem Reaktor werden die Holzkohlepartikel in einer zirkulierenden Form eines Fließbettes, das die Vergasungseinheit 6 bildet, vergast.
In der Pyrolyseeinheit 4 funktioniert der Dampf nicht nur als Fluidisierungsmittel, sondern auch als ein Wärmeträger, während rückgeführte Holzkohle und rückgeführter Sand weitere Wärmeträger sind. Die rückgeführte Holzkohle kann auf dem Weg zu der Pyrolysezone oder durch Zufuhr von einem Vergasungsmittel, wie z.B. Dampf und/oder Luft, zu einer Zirkulationsleitung, die das obere Ende der Vergasungseinheit 6 und das obere Ende der Pyrolyseeinheit 4 verbindet, vergast werden. Ein Oxidationsmittel kann der Oxidationseinheit 5 zugeführt werden, das zwischen der Pyrolyseeinheit 4 und der Oxidationseinheit 6 eine Drossel definiert. In dieser Drossel steigt die Durchstromgeschwindigkeit des Gases an und verhindert somit die Holzkohle darin, von der Vergasungseinheit oder -zone 6 zu der Pyrolyseeinheit oder -zone 4 zu laufen.
5 stellt auch eine Ausführungsform diagrammatisch dar, wo jede von den Pyrolyse- oder Vergasungseinheiten in der Form eines Fließbettreaktors 4 bzw. 6 sind, und wo das produzierte Gas für den Antrieb eines Gasmotors verwendet wird, nicht gezeigt. Trockener Brennstoff, der an einer anderen Stelle auf irgendeiner geeigneten Weise getrocknet worden sein kann, wird zu dem unteren Teil des Pyrolysereaktors 4 zugeführt, zu dem überhitzten Dampf auch von irgendeiner geeigneten Quelle zugeführt wird, nicht gezeigt. Flüchtige Anteile, die in dem Pyrolysereaktor 4, wo das Fließbett mit einer Tülle versehen ist, produziert werden, werden zu dem unteren Teil des Vergasungsreaktor 6 via die Oxidationseinheit 5 geleitet, in der die flüchtigen Anteile teilweise oxidiert werden. In der in 5 gezeigten Ausführungsform werden die Bettmaterialien und die flüchtigen Anteile, die aus dem Pyrolysereaktor ausgelassen werden, in einer Wirbelkammer getrennt. Die flüchtigen Anteile werden zur Oxidationszone 5 geleitet, und die Bettmaterialien werden zum unteren Teil des Vergasungsreaktor 6 geleitet. Eine Drossel wird zwischen der Oxidationseinheit 5 und dem Vergasungsreaktor 6 gebildet, um die Geschwindigkeit des Gasstromes zu steigern und dadurch zu vermeiden, dass Material in dem Vergasungsreaktor 6 abwärts in die niedrigere positionierte Oxidationseinheit 5 läuft. Bettmaterialien und ausgepumptes Gas aus dem Vergasungsreaktor 6 werden in einer verschließfesten Wirbelkammer getrennt. Das Produktgas wird zu den Gasreinigungsstufen und Gaskühlungsstufen geleitet, und die Bettmaterialien werden zum unteren Teil des Pyrolysereaktors 4 geleitet, wodurch die Temperatur darin steigen kann.
In der in 6 diagrammatisch dargestellten Ausführungsform sind die Pyrolysezone 4, die Oxidationszone 5 und die Vergasungszone 6 in einem unter Druck stehenden Reaktor als Zonen in vertikalen regelmäßigen Abständen integriert, und die Zonen 4 und 6 sind in der Form von Fließbetten. Das produzierte Produktgas wird für den Antrieb der Verbrennungseinheit in der Form einer Gasturbine 7 verwendet. Der Reaktor, der die Zonen oder Einheiten 4–6 enthält, ist der in 4 gezeigten Reaktor ähnlich. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch ein Druck, der atmosphärischen Druck überschreitet, im Reaktor aufrechterhalten. Getrockneter Brennstoff wird in die Pyrolyseeinheit oder -zone 4 under Druck zugeführt. Ferner wird unter Druck stehendes Wasser verdampft und zu einem Überheizer 3 zugeführt und danach in die Pyrolysezone 4 als überhitzter Dampf geführt. Produktgas aus der Vergasungszone oder -einheit 6 wird von festen Bestandteilen in einer Wirbelkammer getrennt und wird danach abgekühlt, gereinigt und zur Gasturbine 7 geleitet.
Es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen, Kombinationen und Veränderungen der Ausführungsformen, die oben beschrieben worden sind, ohne Abweichungen von dem Wirkungsbereich der vorliegenden Erfindung als definiert in den beigefügten Ansprüchen durchgeführt werden können.

Claims

Verfahren zum Abbauen von Brennstoff, umfassend Biomasse, wobei das Verfahren folgendes umfasst Erwärmung des Brennstoffs in getrennten Stufen, inklusive einer Trocknungsstufe (1), einer Pyrolysestufe (4), einer Oxidationsstufe (5) und darüber hinaus einer Vergasungs- (6) und/oder Verbrennungsstufe (7), auf Temperaturen, die das Abbauen des Brennstoffs zu gasartigen und festen Bestandteilen verursachen, Zuführung von Dampf in die Pyrolysestufe (4) und daraufhin teilweise Oxidation von flüchtigen Anteilen aus der Pyrolyse in der Oxidationsstufe (5), so dass lange molekulare und kondensierbare Teere der flüchtigen Anteile in kleinere Molekyle abgebaut werden, die weniger kondensierbar sind, bevor sie zu der Vergasungs- (6) und/oder Verbrennungsstufe (7) überführt werden, der Brennstoff wird in den verschiedenen Stufen erwärmt, zumindest hauptsächlich mit Hilfe von den Gasen, die durch Oxidations-, Vergasungs- und/oder Verbrennungsverfahren entstehen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trocknungsstufe an einer Stelle abseits der Stelle der anderen Stufen ausgeführt wird, wobei erhitzter Dampf aus einer anderen Dampfquelle zu der Pyrolysestufe zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Brennstoff in einer Trocknungseinheit (1) getrocknet wird, indem er mit überhitztem Dampf in Kontakt gebracht wird, wobei der getrocknete Brennstoff auf die Pyrolysestufe (4) übertragen wird, wo er weiter erhitzt wird und zu festen und gasförmigen Bestandteilen abgebaut wird, wobei zumindest ein Teil des Dampfs, der für die Trocknung des Brennstoffs in der Trocknungseinheit verwendet wurde, auch für die Weitererhitzung in der Pyrolysestufe und/oder für Erhitzung oder Einsatz in einer nachfolgenden Prozessstufe verwendet wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1–3, wobei Dampf, der der Trocknungseinheit (1) und/oder Pyrolysestufe (4) zugeführt wird, hauptsachlich mit Hilfe von Vergasungsgas und/oder Warme uberhitzt wird, die durch Oxidation von Brennstoffbestandteilen erzeugt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1–4 zur Anwendung in Verbindung mit hochwertiger thermischer Vergasung des Brennstoffs, wie zum Beispiel Holzschnitzel oder einer Kombination von anderen Brennstoffen, wobei das Verfahren folgendes umfasst Zuführung von einem oder mehreren der Brennstoffe zu einer Trocknungseinheit (1), wo der Brennstoff dadurch getrocknet wird, dass er mit überhitztem Dampf in Kontakt gebracht wird, der von einem Überheizer (2) zugeführt wird, um so getrockneten Brennstoff zu schaffen, Übertragung des getrockneten Brennstoffs auf die Pyrolysestufe (4), Erhitzung von Auslassdampf/-gas aus der Trocknungseinheit in einem Überheizer (3), Zuführung des überhitzten Auslassdampfs/-gases zu der Pyrolysestufe (4) und/oder einer anderen Prozessstufe, und Zuführung von Dampf und flüchtigen Anteilen von der Pyrolysestufe zu einer nachfolgenden Prozessstufe (5), wo die flüchtigen Pyrolyseprodukte teilweise dadurch oxidiert werden, dass ein Oxidationsmittel, wie zum Beispiel atmosphärische Luft oder Sauerstoff, beigefugt wird, bevor es auf die Vergasungs- (6) und/oder Verbrennungsstufe (7) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Abgas, das der Pyrolysestufe (4) zugeführt wird, in einem Überheizer (3) mit Hilfe von Produktgas aus der Vergasungsstufe (6) und/oder Verbrennungsgas aus der Verbrennungsstufe (7) erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, worin die Prozessenergie, die für die Pyrolysestufe (4) notwendig ist, durch den/das übererhitzten/übererhitzte Dampf/Gas hergestellt wird, eventuell ergänzt durch Energie aus einer teilweisen Oxidationsstufe (5), zum Beispiel in der Form von Strahlung, und/oder ergänzt durch Energie aus der Vergasungsstufe, z.B. in der Form einer Rückführung von Holzkohle, Gas oder Schüttgut.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 5–7, worin der Dampf, der vom Überheizer (2) an die Trocknungseinheit (1) zugeführt wird, mit Hilfe von Produktgas aus der Vergasungsstufe (6) und/oder Verbrennungsgas aus der Verbrennungsstufe (7) erhitzt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 5–8, wobei überhitztes Abgas, eventuell mit einem anderen Gas gemischt, als Vergasungsmedium, zum Beispiel in der Vergasungsstufe, eingesetzt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1–9, worin feste Bestandteile aus der Pyrolysestufe völlig oder teilweise zu der Vergasungsstufe geleitet werden, via eine Stufe, wo die flüchtigen Pyrolyseprodukte teilweise oxidiert werden.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1–10, worin dampfaktivierte Holzkohle aus der Pyrolysestufe und/oder der Vergasungsstufe, die zur Aufreinigung des hergestellten Gases verwendet werden soll, abgezogen wird.
System oder Anlage zum Abbauen von Brennstoff, umfassend Biomasse, wo das System folgendes umfasst: eine Trocknungseinheit (1), eine Pyrolyseeinheit (4) oder eine ähnliche Prozesseinheit, die an Erhitzung und Abbauen des Brennstoffs zu festen und gasartigen Bestandteilen angepasst ist, Mittel (3) zur Zuführung von überhitztem Dampf zu der Pyrolyseeinheit, um den Brennstoff darin weiter zu erhitzen, mindestens eine weitere Prozesseinheit (5–7), inklusive einer Oxidationseinheit (5) und daruber hinaus eine Vergasungs- und/oder Verbrennungsstufe (7), angeordnet in einer im Verhältnis zur Pyrolyseeinheit (4) nachgeordneten Weise, Mittel zur Zuführung von Dampf und flüchtigen Pyrolyseprodukten aus der Pyrolyseeinheit zu der Oxidationseinheit, Mittel zur Beifügung eines Oxidationsmittels, wie zum Beispiel Luft oder eines anderen sauerstoffhaltigen Gases, an die flüchtigen Pyrolyseprodukte in der Oxidationseinheit zur teilweisen Oxidation dergleichen, um lange molekulare und kondensierbare Teere der flüchtigen Anteile zu kleineren Molekülen abzubauen, die weniger kondensierbar sind, und Mittel zur Übertragung der teilweise oxidierten flüchtigen Pyrolyseprodukte aus der Oxidationseinheit (5) auf die Vergasungs- und/oder Verbrennungsstufe (7).
System nach Anspruch 12, worin sich die Trocknungseinheit (1) an einer Stelle abseits der Stelle der anderen Einheiten befindet.
System nach Anspruch 12 oder 13, wobei mindestens eine weitere Prozesseinheit (5–7) eine Vergasungseinheit (6) umfasst, die Transportmittel zur Übertragung von festen Brennstoffbestandteilen aus der Pyrolyseeinheit (4) auf die Vergasungsstufe besitzt, die an Erhitzung angepasst ist und weiter die festen Brennstoffbestandteile, die dahin zugeführt werden, abbaut, und eine Oxidationseinheit (5), die an eine teilweise Oxidation von gasartigen Brennstoffbestandteilen angepasst ist, die aus der Pyrolyseeinheit zugeführt werden, wobei Mittel für die Übertragung von mindestens einem Teil der Warmeenergie, die durch den Oxidationsprozess erzeugt wird, auf die Brennstoffbestandteile in der Vergasungseinheit gewährleistet werden.
System nach irgendeinem der Ansprüche 12–14, wobei die Trocknungseinheit (1) zur Trocknung des Brennstoffs dadurch angepasst wird, dass sie mit überhitztem Dampf in Kontakt gebracht wird, bevor der Brennstoff in die Pyrolyseeinheit (4) geleitet wird, wobei die Mittel (3) zur Zuführung von uberhitztem Dampf zu der Pyrolyseeinheit Verbindungsleitungen zur Zuführung von mindestens einem Teil des Dampfs, der zur Trocknung des Brennstoffs in der Trocknungseinheit an die Pyrolyseeinheit verwendet worden ist, umfassen.
System nach Anspruch 15, ferner umfassend einen Überheizer (3) zur Erhitzung des Dampfs oder Gases, der/das von der Trocknungseinheit (2) zu der Pyrolyseeinheit (4) zugeführt wird.
System nach Anspruch 16, wobei der Überheizer (3) zur Erhitzung des Dampfs oder Gases, der/das der Pyrolyseeinheit (4) zugeführt ist, mit Hilfe von Produktgas erhitzt wird, das aus der Vergasungseinheit (6) und/oder Abgas aus einer Turbine und/oder Verbrennungsgas aus einer Verbrennungseinheit (7) zugeführt wird.
System nach irgendeinem der Ansprüche 12–17, ferner umfassend einen Überheizer (2) zur Erhitzung des Dampfs, der der Trocknungseinheit (1) zugeführt wird, und Mittel zur Zuführung von Produktgas aus einer Vergasungseinheit (6) und/oder Verbrennungsgas aus einer Verbrennungseinheit (7) an den Überheizer, um den Dampf, der dadurch läuft, zu erhitzen.
System nach irgendeinem der Ansprüche 14–18, wobei die Transportmittel angepasst sind, um die festen Brennstoffbestandteile aus der Pyrolyseeinheit (4) an die Vergasungseinheit (6) in solch eine Weise zu leiten, dass alle oder Teile der festen Bestandteile durch die Oxidationseinheit (5) geleitet werden, um fluchtige Pyrolyseprodukte teilweise zu oxidieren, oder in solch eine Weise, dass die Oxidationseinheit vollig umgangen wird.
System nach irgendeinem der Ansprüche 12–19, worin die Pyrolyseeinheit (4) und/oder Vergasungseinheit (6) eine Entnahme zur Entnahme von dampfaktivierter Holzkohle umfasst.
System nach irgendeinem der Ansprüche 12 und 14–20, worin die Trocknungseinheit (1), die Pyrolyseeinheit (4), eine Zone für teilweise Oxidation (5) und eine Vergasungszone (6) eine gemeinsame Einheit oder eine Vielfalt von verbundenen Einheiten darstellt.
System nach irgendeinem der Ansprüche 12–21, das durch Module und äußere Wärmeaustauschapparate gestaltet wird.
System nach irgendeinem der Ansprüche 12–22, wobei die Pyrolyseeinheit in der Form eines Schneckenforderers (4) ist.
System nach irgendeinem der Ansprüche 12–23, wobei die Trocknungseinheit in der Form eines Schneckenförderers (19) ist.
System nach Anspruch 23 oder 24, wobei der Schneckenförderer mit einem äußeren Heizmantel (3) ausgerustet ist, wobei Mittel zur Lieferung von heizem Produktgas an den Mantel gewährleistet werden, um den Inhalt des Schneckenförderes zu erhitzen.
System nach irgendeinem der Ansprüche 12–25, wobei die Pyrolyseeinheit und/oder die Vergasungseinheit in der Form eines Fließbettes sind.
System nach Anspruch 26, wobei die Vergasungseinheit und die Pyrolyseeinheit in einem gemeinsamen Reaktor integriert sind, eine Vergasungszone (6), die mit Abständen vertikal uber einer Pyrolysezone (4) ausgerichtet ist, und eine Oxidationszone (5), die dazwischen ausgerichtet ist.