EP1053291B1 - Verfahren zur vergasung von organischen stoffen und stoffgemischen - Google Patents

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EP1053291B1
EP1053291B1 EP98966829A EP98966829A EP1053291B1 EP 1053291 B1 EP1053291 B1 EP 1053291B1 EP 98966829 A EP98966829 A EP 98966829A EP 98966829 A EP98966829 A EP 98966829A EP 1053291 B1 EP1053291 B1 EP 1053291B1
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EP
European Patent Office
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pyrolysis
heat
carrier medium
firing
heat carrier
Prior art date
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EP98966829A
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English (en)
French (fr)
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EP1053291A1 (de
Inventor
Heinz-Jürgen Mühlen
Christoph Schmid
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Muehlen Heinz-Juergen Dr
Original Assignee
Muehlen Heinz-Juergen Dr
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/16—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/18—Modifying the properties of the distillation gases in the oven
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for the gasification of organic Substances and mixtures according to the generic term of Claim 1.
  • the heat transfer medium is combined with the solid carbon Residue partly over the reactor head of the Pyrolysis fluidized bed reactor and the remainder over a line running at the upper fluid bed boundary is arranged, carried out and the fluidized bed combustion fed. There is the solid carbonaceous residue burned and the heat transfer medium heated up.
  • the heated up Heat transfer medium and the ash are together with the exhaust gas discharged from the fluidized bed furnace and in one arranged above the pyrolysis fluidized bed reactor Separated gas-solid separator and the reaction zone of the pyrolysis reactor, from which they are fed back in the fluidized bed of the pyrolysis reactor falls (heat transfer medium circuit).
  • the operation of the fluidized beds is very complex and control of the reactions of the pyrolysis gases in the reaction zone is hardly possible.
  • the invention is based, an easy to perform the task Process for producing a high gas To provide calorific value. A small amount of condensate is preferred. Another object of the invention is a simple device to carry out to provide the procedure.
  • this task is performed by the Combination of features of claim 1 solved.
  • the pyrolysis gases if necessary. a reactant like water vapor, mixed in, and they are in an indirect heat exchanger in which the pyrolysis gases react with the reactant.
  • the solid carbonaceous Residue and the heat transfer medium fed to a furnace.
  • the combustion gases are like this passed through the indirect heat exchanger that their heat content for the reaction of the pyrolysis gases with the reactant is being used.
  • the ash removed from the furnace the solid carbonaceous residues and the heat transfer medium be at the end of the entry for the organic matter returned to the pyrolysis reactor.
  • the invention is based on the basic idea, the gasification process in three simple process steps divide.
  • a rapid pyrolysis of the feed materials In a first process step, a rapid pyrolysis of the feed materials.
  • the goal is as few condensable substances as possible in the pyrolysis gases to obtain.
  • the rapid pyrolysis is ensured that the pyrolysis of the feedstocks at one temperature from 550 ° to 650 ° C is carried out.
  • heating takes place and reaction of the pyrolysis gases with steam to adjust the product gas quality.
  • the reaction of the pyrolysis gases with steam at a temperature of 900 ° to 1000 ° C performed.
  • the combustion takes place in a third process step the solid carbon-containing pyrolysis residues.
  • the one there The resulting heat is used for the pyrolysis and the reaction of the Pyrolysis gases used with water vapor.
  • the furnace also heated the heat transfer medium, which subsequently is conveyed back into the pyrolysis reactor.
  • the heat transfer for the reaction of pyrolysis gases with water vapor takes place in a heat exchanger by the exhaust gases the furnace is heated.
  • the goal in product gas quality is first Line a high calorific value.
  • the second Process step the hydrogen content increased, so that the product gas is very good for use as Syngas is suitable for an energetic use related with a fuel cell is also an option.
  • the Use for energy generation via a gas engine or gas turbine is of course possible.
  • the reactant is water vapor.
  • water vapor On adding water vapor can be dispensed with if there is enough water vapor in the feed is included, for example if one Drying of the feedstock not or only to a small extent he follows. It is also possible that the pyrolysis gases formed contain enough water vapor, if by Art enough steam during pyrolysis arises. It is also possible to add water vapor in the Pyrolysis stage to be provided.
  • the feedstocks must be fed before pyrolysis be pretreated. Pretreatment limited generally focus on drying and if necessary a crushing. The lumpiness of the No great demands were placed on the input material because the Pyrolysis in a moving bed with a heat transfer medium is carried out.
  • a catalyst can be provided with steam.
  • P refers Dolomite, calcite, nickel, nickel oxide, Nickel aluminate or nickel spinel used.
  • the Reaction temperature of 900 ° to 1000 ° C calcined the dolomite and the resulting calcium / magnesium oxide especially has high catalytic activity.
  • reaction temperature of 900 to 1000 ° C for the reaction the pyrolysis gas with water vapor is advantageous because in this temperature range the sulfur sensitivity of the the aforementioned catalysts are already greatly reduced is. There is a possibility of time catalysts at times in situ by adding little air at temperatures to regenerate above 1000 ° C.
  • the catalysts can also be used as a heat transfer medium become. This procedure has the advantage that the Catalysts in the heat transfer circuit are periodically regenerated become.
  • the combustion of part of the pyrolysis gas for heat generation is also required if the pyrolysis coke can be used as a material, e.g. B. for production of activated carbon or charcoal or charcoal briquettes. So that the pyrolysis coke can be easily discharged the grain size of the heat transfer medium chosen so small, that the heat transfer medium easily from the pyrolysis coke can be separated.
  • the pyrolysis takes place in a moving bed reactor with the help a heat transfer medium instead.
  • This is the first option Line the use of a shaft furnace to which the mixture from the feed to be gasified and the heat transfer medium is abandoned from above. The mixture migrates through the shaft furnace. Through the intimate contact of the feed with the heat transfer medium finds the quick one Pyrolysis instead.
  • pyrolysis can also be carried out in a rotating drum or be carried out in a deck oven, however here too the outlay on equipment is greater.
  • the transfer of the mixture of heat transfer medium and Pyrolysis residue in the furnace can be obtained via commercially available Units such as screw conveyors, swivel grates, rotating grates or Cell wheel locks are made.
  • a grate firing is the use of feed tappets prefers.
  • screw conveyors When using underfeed firing, the Use of screw conveyors preferred.
  • firing preference is given to grate firing.
  • the combustion gases are through an indirect, at the same time as a chemical reactor serving heat exchanger in which the pyrolysis gases react with water vapor.
  • Such heat exchangers are e.g. known in refineries as tube cracking furnaces or reformers.
  • the heat transfer medium must have sufficient mechanical, chemical and thermal stability in the temperature range have from 600 to 1000 ° C.
  • fireproof Substances such as sand, gravel, grit, aluminosilicate, corundum, Grauwacke, quartzite or cordierite are used.
  • the heat transfer medium be fine enough to make intimate contact with the feed to be able to enter, so a good heat transfer can take place.
  • the particles of the heat transfer medium should be so large that sufficient gap volume is present through which the pyrolysis gases flow can.
  • the heat transfer medium has a grain size of 1 - 40 mm. This Grain size also has the advantage that the heat transfer medium behind the furnace well from the ashes of the pyrolysis residue can be separated.
  • a catalyst in the reaction of the pyrolysis gases a catalyst can be provided with steam.
  • This can a catalyst bed is arranged in the heat exchanger his.
  • the catalyst bed is inside or arranged outside the tubes of the heat exchanger.
  • a catalytically active material the heat exchanger tubes such as. B. corundum with nickel or To use nickel oxide.
  • a fixed bed reactor with catalyst bed provided.
  • the feed to be gasified 1 is led into a pretreatment 2.
  • This can vary depending A drying and / or shredding device is used be in which the input materials for the subsequent Pyrolysis are processed.
  • the pretreated feed 1 is introduced into a pyrolysis 3. Leave pyrolysis 3 a pyrolysis gas 5 and a pyrolysis coke 5a.
  • the pyrolysis coke 5a is burned in a furnace 6.
  • the Heat from the furnace 6 is generated via a heat coupling 7 the pyrolysis 3 and a heat coupling 7a of a reaction zone 4 supplied for pyrolysis gas.
  • the exhaust gases 18 of the Furnace 6 are in a flue gas cleaning and cooling stage 17 cooled and drained.
  • the one with the flue gas cleaning and Cooling stage 17 waste heat can z. B. for drying be used in pretreatment stage 2.
  • Heat is generated as for the heat coupling 7 and 7a is needed.
  • This heat can be used to generate steam.
  • a feed water 9 is supplied via a water treatment 10 and a pump 11 in a heat exchanger 12, which in the furnace 6 is arranged.
  • the generated steam 16 is in the reaction zone 4 passed.
  • An unneeded part can relaxed via a turbine 13 and further used as exhaust steam 16a become.
  • the pyrolysis gas is in this reaction zone and the cracked products of the condensables Water vapor converted to the desired product gas 15.
  • the Product gas 15 is then in a dedusting 8 and a fine dedusting and Quenche 14 cleaned. It is also possible a part 19 of the product gas 15 of the pyrolysis 3rd supply.
  • combustion and reaction with water vapor can vary in the individual Process stages the addition of air and / or oxygen be provided.
  • Figure 2 shows the mass and energy balance of a pyrolysis stage 101 and a reaction stage 102 using the example of one Wood gasification.
  • wood 104 and Introduced heat transfer medium 104a Furthermore, the heat flow 111a, which is derived from the size and nature of the Material flows from wood 104 and heat transfer medium 104a and the desired pyrolysis temperature is added.
  • the Pyrolysis stage 101 leave a mixture 105 of charcoal and heat transfer medium and the pyrolysis gas 106.
  • the pyrolysis gas 106 enters the reaction stage 102. Heat loss 108 also occurs. In the reaction stage 102 also becomes the heat of reaction of charcoal formation 109 and water vapor 112 out. The product gas 107 leaves the reaction stage 102. In addition, occurs Heat loss 110 on. From the heat input and output Material flows are the amount of heat still to be added 111th
  • FIG 3 is the mass and energy balance of the charcoal 103 shown.
  • the mixture flows 105 (from charcoal and heat transfer medium 104a), water 117 and air 113 into the furnace, as well as the material flows Exhaust gas 116, water vapor 112 and mixture 118 (from heat transfer medium 104a and ash).
  • the Heat flow 111 which is led into the reaction stage 102
  • the heat flow 111a which led to the pyrolysis stage 101 the excess heat 114 and the heat loss 115.
  • FIG. 4 shows a device for performing the inventive method.
  • a feed 401 is over a lock 402 dosed into a shaft furnace 403. simultaneously becomes a heat transfer medium 414 from a promotion 409 fed to the shaft furnace 403 via a lock 410.
  • Heat transfer medium 414 down and mix, being by the heat contained in the heat transfer medium 414
  • Feedstock 401 is pyrolyzed at about 600 ° C.
  • the mixture is expelled at the lower end of the shaft furnace 403 Heat transfer medium 414 and from the feed 401 through Pyrolysis coke 426 was created by a loading 404 on a grate 405 of a bricked furnace 407 guided.
  • the 407 furnace has a start-up burner 406.
  • the pyrolysis coke 426 burns on the grate 405 Heat emission.
  • the heat transfer medium 414 is opened heated to approx. 1000 ° C.
  • the heat transfer medium 414 exists from a coarse-grained material such as sand, gravel or split.
  • the heat transfer medium 414 migrates during the combustion and the pyrolysis coke 426 to a screw 408 at the end the grate 405 with which the ashes of the pyrolysis coke 426 and the heat transfer medium 426 are discharged.
  • the biggest Part of this mixture of heat transfer medium 414 and ash is in the 409 funding and 410 lock in the Shaft furnace 403 returned, in which the heat transfer medium 414 the heat absorbed in the furnace 407 to the feed 401 issues.
  • a small part of the mixture of ash from the pyrolysis coke 426 and heat transfer medium 414 is via a cooling 411 and a sieve 412 discharged.
  • the sieve 412 Ash of pyrolysis coke 426 as fine material 413 from the coarser Heat transfer medium 414 deposited the heat transfer medium 414 is returned to the process. This ejection it is not necessary if the feed to be gasified contains no ash-forming components.
  • the result of pyrolysis in the shaft furnace 403 Pyrolysis gas is produced from the upper area of the shaft furnace 403 withdrawn via a line 403a and into a heat exchanger 417 headed.
  • the pyrolysis gas contains water, carbon monoxide, Carbon dioxide, hydrogen and methane are also higher Hydrocarbons and tars as well as other organic ones, in particular aromatic compounds as condensable constituents.
  • the heat exchanger 417 is the exhaust gases from the Furnace 407 heated to a temperature of approx. 950 ° C. The pyrolysis gas and the condensables react at this temperature Substances with water vapor in the pyrolysis gas is included.
  • water vapor is introduced into line 403a 416 for the reactions in the heat exchanger 417.
  • air 415 for a partial combustion of the Pyrolysis gas are supplied.
  • the tars carried can be in the heat exchanger Catalyst may be provided.
  • the catalyst it is also possible for the catalyst to flow into the pyrolysis gas stream to give up and put it behind the heat exchanger 417 to deposit again and reinstall.
  • This gas is used by a heat exchanger 421 for heat recovery and led into a scrubber 422 for gas cleaning.
  • a product gas 425 is drawn off via an induced draft fan 423.
  • the waste heat from the heat exchanger 421 can be used to heat the Pyrolysis gas to reaction temperature for the reaction with Steam can be used.
  • the exhaust gas from the furnace 407 is after it passes through the heat exchanger 417 is flowed through a heat exchanger 418 Heat recovery directed. After gas cleaning 419 the exhaust gas 424 into the environment via a suction fan 420 issued.
  • Both the furnace 407 and the heat exchanger 417 are operated at a pressure that is only slightly higher than deviates from atmospheric pressure and is usually somewhat lower than this one is.
  • the induced draft fan 423 for the product gas 425 and 420 for the exhaust gas 424 are regulated and matched that the pyrolysis gas through the heat exchanger 417 is carried out and not by the filling of the Shaft furnace is sucked into the furnace 407.
  • Gravel with a grain size of 3 mm to 15 mm is used as the heat transfer medium.
  • the gravel is heated from 600 ° C to 950 ° C. Due to the required heat output of 380 KW, the circulating volume of the heat transfer medium is 5 times the wood input, ie 5000 kg per hour.
  • the shaft furnace has a height of 4.5 m and a diameter of 1.5 m - this corresponds to a moving bed volume of 7.5 m 3 .
  • the dwell time in the shaft furnace is two hours.
  • the enthalpy flow of the charcoal in the furnace is 1.86 MW. This is enough to get a steam flow of 0.45 MW (360 kg / h at 950 ° C and atmospheric pressure) as well the heat requirement of the reaction of the pyrolysis gas with water vapor in the amount of 0.84 MW.
  • the firing efficiency is 85%. There remain after consideration the heat loss and the loss through the exhaust gas flow 0.26 MW. This generated 324 kg / h of superheated steam, which relaxes via a turbine and is used as heating steam has been.
  • the cold gas efficiency is 79%.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung von organischen Stoffen und Stoffgemischen gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Aus der US-PS 4,568,362 ist ein Verfahren zur Vergasung von organischen Stoffen und Stoffgemischen bekannt, bei dem die organischen Stoffe in einen Pyrolysereaktor geleitet werden, in dem die organischen Stoffe mit einem Wärmeträgermedium in Kontakt kommen, wodurch eine schnelle Pyrolyse stattfindet, bei der die organischen Stoffe in Pyrolyseprodukte, d. h. Pyrolysegase mit kondensierbaren Stoffen und festen kohlenstoffhaltigen Rückstand umgesetzt werden. Die nötige Wärmeenergie für die Pyrolyse wird durch Verbrennen des festen kohlenstoffhaltigen Rückstandes erzeugt. Die teerhaltigen Pyrolysegase werden in einer zweiten Reaktionszone derart Crackreaktionen und Reaktionen mit Wasserdampf unterworfen, daß ein Produktgas mit hohem Heizwert erhalten wird.
Bei diesem Verfahren erfolgt sowohl die Pyrolyse, als auch die Verbrennung des festen kohlenstoffhaltigen Rückstands in einer Wirbelschicht. In dem oberen Teil des Pyrolysewirbelschichtreaktors ist eine Reaktionszone für die teerhaltigen Pyrolysegase vorgesehen.
Das Wärmeträgermedium wird zusammen mit dem festen kohlenstoffhaltigen Rückstand zum Teil über den Reaktorkopf des Pyrolyse-Wirbelschicht-Reaktors und der restliche Anteil über eine Leitung, die an der oberen Wirbelschichtgrenze angeordnet ist, ausgetragen und der Wirbelschichtfeuerung zugeführt. Dort wird der feste kohlenstoffhaltige Rückstand verbrannt und das Wärmeträgermedium aufgeheizt. Das aufgeheizte Wärmeträgermedium und die Asche werden zusammen mit dem Abgas aus der Wirbelschichtfeuerung ausgetragen und in einem oberhalb des Pyrolyse-Wirbelschicht-Reaktors angeordneten Gas-Feststoff-Abscheider abgetrennt und der Reaktionszone des Pyrolysereaktors zugeführt, von der sie wieder in die Wirbelschicht des Pyrolysereaktors fallen (Wärmeträgermedium-Kreislauf).
Das Betreiben der Wirbelschichten ist sehr aufwendig und eine Steuerung der Reaktionen der Pyrolysegase in der Reaktionszone ist kaum möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach durchzuführendes Verfahren zur Erzeugung eines Gases mit hohem Heizwert zur Verfügung zu stellen. Ein geringer Kondensatanteil wird dabei bevorzugt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird die Pyrolyse in einem Wanderbettreaktor oder einer Drehtrommel durchgeführt, den Pyrolysegasen ggfl. ein Reaktionsmittel, wie Wasserdampf, zugemischt, und sie werden in einen indirekten Wärmetauscher geleitet, in dem die Pyrolysegase mit dem Reaktionsmittel reagieren. Der feste kohlenstoffhaltige Rückstand und das Wärmeträgermedium werden einer Feuerung zugeführt. Die Feuerungsabgase werden derart durch den indirekten Wärmetauscher geleitet, daß deren Wärmeinhalt für die Reaktion der Pyrolysegase mit dem Reaktionsmittel genutzt wird. Die aus der Feuerung abgezogene Asche der festen kohlenstoffhaltigen Rückstände und das Wärmeträgermedium werden am Eintragsende für den organischen Stoff in den Pyrolysereaktor zurückgeführt.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, das Vergasungsverfahren in drei einfach durchzuführende Verfahrensschritte aufzuteilen. In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt eine schnelle Pyrolyse der Einsatzstoffe. Dabei ist es das Ziel, möglichst wenig kondensierbare Stoffe in den Pyrolysegasen zu erhalten. Die schnelle Pyrolyse wird dadurch sichergestellt, daß die Pyrolyse der Einsatzstoffe bei einer Temperatur von 550° bis 650° C durchgeführt wird.
In einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt eine Erhitzung und Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf zur Einstellung der Produktgasqualität. Die Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf wird bei einer Temperatur von 900° bis 1000° C durchgeführt.
In einem dritten Verfahrensschritt erfolgt die Verbrennung der festen kohlenstoffhaltigen Pyrolyserückstände. Die dabei entstehende Wärme wird für die Pyrolyse und die Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf verwendet. In der Feuerung wird außerdem das Wärmeträgermedium aufgeheizt, welches nachfolgend in den Pyrolysereaktor zurückgefördert wird. Die Wärmeübertragung für die Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf erfolgt in einem Wärmetauscher, der von den Abgasen der Feuerung beheizt wird.
Der Vorteil dieser Aufteilung der drei Verfahrensschritte ist, daß jeder Verfahrensschritt und die Kombination der Verfahrensschritte entsprechend der Zielsetzung an die Produktgasqualität ausgelegt werden kann.
Die Zielsetzung bei der Produktgasqualität ist in erster Linie ein hoher Heizwert. Darüberhinaus wird durch den zweiten Verfahrensschritt der Gehalt an Wasserstoff erhöht, so daß sich das Produktgas sehr gut für die Verwendung als Synthesegas eignet, eine energetische Nutzung im Zusammenhang mit einer Brennstoffzelle kommt ebenfalls in Frage. Der Einsatz zur Energiegewinnung über einen Gasmotor oder Gasturbine ist selbstverständlich möglich.
Das Reaktionsmittel ist Wasserdampf. Auf eine Wasserdampfzugabe kann verzichtet werden, wenn genügend Wasserdampf in dem Einsatzstoff enthalten ist, zum Beispiel wenn eine Trocknung des Einsatzstoffes nicht oder nur in geringem Maße erfolgt. Es ist außerdem möglich, daß die entstehenden Pyrolysegase genügend Wasserdampf enthalten, wenn durch die Art des Einsatzstoffes bei der Pyrolyse genügend Wasserdampf entsteht. Es ist auch möglich, eine Wasserdampfzugabe in der Pyrolysestufe vorzusehen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können grundsätzlich alle organischen Stoffe und Stoffgemische vergast werden. Bevorzugt ist jedoch die Vergasung von Biomassen.
Die Einsatzstoffe müssen, bevor sie der Pyrolyse zugeführt werden, vorbehandelt werden. Die Vorbehandlung beschränkt sich im allgemeinen auf eine Trockung und falls nötig, auf eine Zerkleinerung. Dabei werden an die Stückigkeit des Einsatzstoffes keine großen Anforderungen gestellt, da die Pyrolyse in einem Wanderbett mit einem Wärmeträgermedium durchgeführt wird.
Zur Verbesserung der Crackung der nichtkondensierbaren Stoffe in dem Pyrolysegas kann bei der Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf ein Katalysator vorgesehen werden. Bevorzugt werden als Katalysatoren Dolomit, Calcit, Nickel, Nickeloxid, Nickelaluminat oder Nickelspinell verwendet.
Bei Verwendung von Dolomit ist es von Vorteil, daß bei der Reaktionstemperatur von 900° bis 1000° C der Dolomit kalziniert wird und das entstehende Calcium-/ Magnesiumoxid besonders hohe katalytische Aktivität aufweist.
Die Reaktionstemperatur von 900 bis 1000° C für die Reaktion des Pyrolysegases mit Wasserdampf ist vorteilhaft, da in diesem Temperaturbereich die Schwefelempfindlichkeit der vorgenannten Katalysatoren bereits sehr stark vermindert ist. Es besteht die Möglichkeit, die Katalysatoren von Zeit zu Zeit in situ durch Zugabe von wenig Luft bei Temperaturen oberhalb von 1000° C zu regenerieren.
Die Katalysatoren können auch als Wärmeträgermedium verwendet werden. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß die Katalysatoren in dem Wärmeträgerkreislauf periodisch regeneriert werden.
Damit der Katalysator nicht durch Staub desaktiviert wird, empfiehlt es sich, die heißen Pyrolysegase vor der Zugabe von Wasserdampf zu entstauben.
In Fällen, bei denen aufgrund des Einsatzstoffes nur eine geringe Pyrolysekoksbildung erfolgt, und somit die in der Feuerung entstehende Wärme für die Pyrolyse und die Reaktion mit Wasserdampf nicht ausreicht, kann ein Teil des Pyrolysegases für die Wärmeerzeugung verbrannt werden.
Die Verbrennung eines Teils des Pyrolysegases für die Wärmeerzeugung ist auch dann erforderlich, wenn der Pyrolysekoks als Werkstoff verwendet werden kann, z. B. zur Herstellung von Aktivkohle oder Grillkohle bzw. Grillkohlebriketts. Damit der Pyrolysekoks gut ausgeschleust werden kann, wird die Korngröße des Wärmeträgermediums derart klein gewählt, daß das Wärmeträgermedium problemlos von dem Pyrolysekoks abgetrennt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können einfache und kostengünstige Komponenten verwendet werden, die an sich bekannt und gut verfügbar sind. Mit diesen Komponenten läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach aufbauen.
Die Pyrolyse findet in einem Wanderbettreaktor mit Hilfe eines Wärmeträgermediums statt. Hierfür bietet sich in erster Linie der Einsatz eines Schachtofens an, dem das Gemisch aus dem zu vergasenden Einsatzstoff und dem Wärmeträgermedium von oben aufgegeben wird. Das Gemisch wandert durch den Schachtofen. Durch den innigen Kontakt des Einsatzstoffes mit dem Wärmeträgermedium findet die schnelle Pyrolyse statt.
Damit auch bei heterogenen Einsatzstoffen ein Transport durch den Schachtofen gewährleistet ist, können innerhalb des Schachtofens Einbauten oder Förderwendeln vorgesehen werden. Die Einbauten haben zusätzlich den Vorteil, daß die entstehenden Pyrolysegase besser nach oben durch das Wanderbett entweichen können. Allerdings wird der apparative Aufwand dadurch vergrößert.
Grundsätzlich kann die Pyrolyse auch in einer Drehtrommel oder in einem Etagenofen durchgeführt werden, jedoch wäre auch hier der apparative Aufwand größer.
Die Überleitung des Gemisches aus Wärmeträgermedium und Pyrolyserückstand in die Feuerung kann über handelsübliche Aggregate wie Förderschnecken, Schwenkroste, Drehroste oder Zellenradschleusen erfolgen. In Verbindung mit einer Rostfeuerung ist jedoch der Einsatz von Beschickungsstößeln bevorzugt. Bei Einsatz einer Unterschubfeuerung ist die Verwendung von Förderschnecken bevorzugt. Als Feuerung ist eine Rostfeuerung bevorzugt. Die Feuerungsabgase werden durch einen indirekten, gleichzeitig als chemischer Reaktor dienenden Wärmetauscher geleitet, in welchem die Pyrolysegase mit Wasserdampf reagieren. Derartige Wärmetauscher sind z.B. in Raffinerien als Röhrenspaltöfen oder Reformer bekannt.
Auch bei der Förderung des Wärmeträgermediums aus der Feuerung in den Schachtofen können konventionelle Förderorgane wie Schwingrinnen, Becherwerke oder Kettenkratzförderer verwendet werden. Dabei ensprechen die Anforderungen an die Fördertechnik den Anforderungen, die in der Stahlindustrie oder im Kokereibereich auftreten, so daß kein darüberhinausgehender Aufwand für die Auslegung der Aggregate erforderlich ist.
Das Wärmeträgermedium muß eine ausreichende mechanische, chemische und thermische Stabilität in dem Temperaturbereich von 600 bis 1000° C aufweisen. In erster Linie werden feuerfeste Stoffe wie Sand, Kies, Splitt, Alluminosilikate, Korund, Grauwacke, Quarzit oder Cordierit eingesetzt. Der Einsatz von Formkörpern aus metallischen oder nichtmetallischen Werkstoffen oder Kombinationen davon, wie z.B. Kugeln aus Stahl oder Keramik ist ebenfalls möglich.
Im Hinblick auf die Partikelgröße muß das Wärmeträgermedium fein genug sein, um mit dem Einsatzstoff einen innigen Kontakt eingehen zu können, damit ein guter Wärmeübergang stattfinden kann. Auf der anderen Seite müssen die Partikel des Wärmeträgermediums so groß sein, daß genügend Lückenvolumen vorhanden ist, durch das die Pyrolysegase strömen können.
Diese Anforderungen werden am besten erfüllt, wenn das Wärmeträgermedium eine Korngröße von 1 - 40 mm aufweist. Diese Korngröße hat außerdem den Vorteil, daß sich das Wärmeträgermedium hinter der Feuerung gut von der Asche des Pyrolyserückstandes abtrennen läßt.
Wie schon erwähnt, kann bei der Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf ein Katalysator vorgesehen werden. Dazu kann in dem Wärmetauscher eine Katalysatorschüttung angeordnet sein. Je nachdem, ob die Pyrolysegase durch die Rohre des Wärmetauschers oder außerhalb der Rohre durch den Wärmetauscher geführt werden, wird die Katalysatorschüttung innerhalb oder außerhalb der Rohre des Wärmetauschers angeordnet. Es ist auch möglich, ein katalytisch aktives Material für die Wärmetauscherrohre, wie z. B. Korund mit Nickel oder Nickeloxid zu verwenden. Es ist auch möglich, hinter dem Wärmetauscher einen Festbettreaktor mit Katalysatorschüttung vorzusehen.
Falls die Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf durch einen Katalysator unterstützt werden soll, empfiehlt es sich die heißen Pyrolysegase, vor dem Kontakt mit dem Katalysator, mit einem Filter zu entstauben.
Die vorgenannten, sowie die beanspruchten und in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen, erfindungsgemäß zu verwendenden Verfahrensschritte sowie Bauteile unterliegen hinsichtlich ihrer Verfahrensbedingungen, ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - eine bevorzugte Ausführungsform einer Vergasung von organischen Stoffen dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1
ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2
die Massen- und Energiebilanz der Pyrolyse- und der Reaktionsstufe,
Fig. 3
die Massen- und Energiebilanz der Feuerung und
Fig. 4
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Aus Figur 1 geht hervor, daß der zu vergasende Einsatzstoff 1 in eine Vorbehandlung 2 geführt wird. Dies kann je nach Einsatzstoff eine Trockungs- und/oder Zerkleinerungsvorrichtung sein, in der die Einsatzstoffe für die nachfolgende Pyrolyse aufbereitet werden. Der vorbehandelte Einsatzstoff 1 wird in eine Pyrolyse 3 eingebracht. Die Pyrolyse 3 verlassen ein Pyrolysegas 5 und ein Pyrolysekoks 5a.
Der Pyrolysekoks 5a wird in einer Feuerung 6 verbrannt. Die Wärme aus der Feuerung 6 wird über eine Wärmeeinkopplung 7 der Pyrolyse 3 und über eine Wärmeeinkopplung 7a einer Reaktionszone 4 für Pyrolysegas zugeführt. Die Abgase 18 der Feuerung 6 werden in einer Rauchgasreinigungs- und Kühlstufe 17 abgekühlt und abgeleitet. Die mit der Rauchgasreinigungsund Kühlstufe 17 gewonnene Abwärme kann z. B. für die Trocknung in der Vorbehandlungsstufe 2 verwendet werden.
Je nach Verfahrensbedingungen kann in der Feuerung 6 mehr Wärme entstehen, als für die Wärmeeinkopplungen 7 und 7a benötigt wird. Mit dieser Wärme kann Dampf erzeugt werden. Dazu wird ein Speisewasser 9 über eine Wasseraufbereitung 10 und eine Pumpe 11 in einem Wärmetauscher 12 geleitet, der in der Feuerung 6 angeordnet ist. Der erzeugte Dampf 16 wird in die Reaktionszone 4 geleitet. Ein nicht benötigter Teil kann über eine Turbine 13 entspannt und als Abdampf 16a weiterverwertet werden.
Das Pyrolysegas 5 wird mit dem Wasserdampf 16 der Reaktionszone 4 zugeführt. In dieser Reaktionszone werden das Pyrolysegas und die Crackprodukte der kondensierbaren Stoffe mit Wasserdampf zu dem gewünschten Produktgas 15 umgesetzt. Das Produktgas 15 wird anschließend in einer Entstaubung 8 und einer Feinentstaubung und Quenche 14 gereinigt. Es ist auch möglich, ein Teil 19 des Produktgases 15 der Pyrolyse 3 zuzuführen.
Zur Beeinflussung der Verfahrensschritte Pyrolyse, Verbrennung und Reaktion mit Wasserdampf kann in den einzelnen Verfahrensstufen die Zugabe von Luft und/oder Sauerstoff vorgesehen werden.
Die Figur 2 zeigt die Massen- und Energiebilanz einer Pyrolysestufe 101 und einer Reaktionsstufe 102 am Beispiel einer Holzvergasung. In die Pyrolysestufe 101 wird Holz 104 und Wärmeträgermedium 104a hineingeführt. Ferner wird der Wärmestrom 111a, der sich aus der Größe und Beschaffenheit der Stoffströme aus Holz 104 und Wärmeträgermedium 104a sowie der angestrebten Pyrolysetemperatur ergibt, hinzugefügt. Die Pyrolysestufe 101 verlassen ein Gemisch 105 aus Holzkohle und Wärmeträgermedium und das Pyrolysegas 106.
Das Pyrolysegas 106 tritt in die Reaktionsstufe 102 ein. Außerdem tritt ein Wärmeverlust 108 auf. In die Reaktionsstufe 102 wird außerdem die Reaktionswärme der Holzkohlebildung 109 und Wasserdampf 112 geführt. Das Produktgas 107 verläßt die Reaktionsstufe 102. Außerdem tritt noch ein Wärmeverlust 110 auf. Aus den zu- bzw. abgeführten Wärmeund Stoffströmen ergibt sich die noch zuzuführende Wärmemenge 111.
In Figur 3 ist die Massen- und Energiebilanz der Holzkohlenfeuerung 103 dargestellt. Es treten die Stoffströme Gemisch 105 (aus Holzkohle und Wärmeträgermedium 104a), Wasser 117 und Luft 113 in die Feuerung ein, sowie die Stoffströme Abgas 116, Wasserdampf 112 und Gemisch 118 (aus Wärmeträgermedium 104a und Asche) aus. Als Wärmeströme treten aus, der Wärmestrom 111, der in die Reaktionsstufe 102 geführt wird, der Wärmestrom 111a, der in die Pyrolysestufe 101 geführt wird, der Wärmeüberschuß 114 sowie die Verlustwärme 115.
Die Figur 4 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Einsatzstoff 401 wird über eine Schleuse 402 in einen Schachtofen 403 dosiert. Gleichzeitig wird ein Wärmeträgermedium 414 von einer Förderung 409 über eine Schleuse 410 dem Schachtofen 403 zugeführt. In dem Schachtofen 403 wandern der Einsatzstoff 401 und das Wärmeträgermedium 414 nach unten und mischen sich, wobei durch die in dem Wärmeträgermedium 414 enthaltene Wärme der Einsatzstoff 401 bei ca. 600° C pyrolysiert wird.
Am unteren Ende des Schachtofens 403 wird das Gemisch aus Wärmeträgermedium 414 und dem aus dem Einsatzstoff 401 durch Pyrolyse entstandenen Pyrolysekoks 426 durch eine Beschikkung 404 auf einen Rost 405 einer ausgemauerten Feuerung 407 geführt. Die Feuerung 407 verfügt über einen Anfahrbrenner 406. Auf dem Rost 405 brennt der Pyrolysekoks 426 unter Wärmeabgabe aus. Dadurch wird das Wärmeträgermedium 414 auf ca. 1000° C aufgeheizt. Das Wärmeträgermedium 414 besteht aus einem grobkörnigen Material wie Sand, Kies oder Split. Während der Verbrennung wandern das Wärmeträgermedium 414 und der Pyrolysekoks 426 bis zu einer Schnecke 408 am Ende des Rostes 405, mit der die Asche des Pyrolysekokses 426 und das Wärmeträgermedium 426 ausgetragen werden. Der größte Teil dieses Gemisches aus Wärmeträgermedium 414 und Asche wird über die Förderung 409 und die Schleuse 410 in den Schachtofen 403 zurückgeführt, in dem das Wärmeträgermedium 414 die in der Feuerung 407 aufgenommene Wärme an den Einsatzstoff 401 abgibt.
Ein kleinerer Teil des Gemisches aus Asche des Pyrolysekokses 426 und Wärmeträgermedium 414 wird über eine Kühlung 411 und ein Sieb 412 ausgetragen. Durch das Sieb 412 wird die Asche des Pyrolysekokses 426 als Feingut 413 von dem gröberen Wärmeträgermedium 414 abgeschieden, wobei das Wärmeträgermedium 414 dem Prozeß wieder zugeführt wird. Diese Ausschleusung erübrigt sich, wenn der zu vergasende Einsatzstoff keine aschebildenden Bestandteile enthält.
Das bei der Pyrolyse in dem Schachtofen 403 entstehende Pyrolysegas wird aus dem oberen Bereich des Schachtofens 403 über eine Leitung 403a abgezogen und in einen Wärmetauscher 417 geleitet. Das Pyrolysegas enthält neben Wasser, Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd, Wasserstoff und Methan auch höhere Kohlenwasserstoffe und Teere sowie andere organische, insbesondere aromatische Verbindungen als kondensierbare Bestandteile. Der Wärmetauscher 417 wird durch die Abgase der Feuerung 407 auf eine Temperatur von ca. 950° C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur reagieren das Pyrolysegas und die kondensierbaren Stoffe mit Wasserdampf, der in dem Pyrolysegas enthalten ist. Zusätzlich wird in die Leitung 403a Wasserdampf 416 für die Reaktionen in dem Wärmetauscher 417 zugeführt. Für eine weitere Temperaturerhöhung in dem Wärmetauscher 417 kann auch Luft 415 für eine Teilverbrennung des Pyrolysegases zugeführt werden. Zur Verbesserung der Crakkung der mitgeführten Teere, kann in dem Wärmetauscher ein Katalysator vorgesehen sein.
Es ist auch möglich, den Katalysator im Flugstrom dem Pyrolysegasstrom aufzugeben und ihn hinter dem Wärmetauscher 417 wieder abzuscheiden und neu einzusetzen.
Den Wärmetauscher 417 verläßt ein Produktgas, dessen Anteile an Kohlenmonoxyd und Wasserstoff maximiert worden sind. Dieses Gas wird durch einen Wärmetauscher 421 zur Abhitzenutzung und in einen Wäscher 422 zur Gasreinigung geführt.
Über ein Saugzuggebläse 423 wird ein Produktgas 425 abgezogen.
Die Abhitze aus dem Wärmetauscher 421 kann zum Aufheizen des Pyrolsysegases auf Reaktionstemperatur für die Reaktion mit Wasserdampf genutzt werden.
Das Abgas der Feuerung 407 wird, nachdem es durch den Wärmetauscher 417 geströmt ist, durch einen Wärmetauscher 418 zur Abhitzenutzung geleitet. Nach einer Gasreinigung 419 wird das Abgas 424 über ein Saugzuggebläse 420 in die Umgebung abgegeben.
Sowohl die Feuerung 407, als auch der Wärmetauscher 417 werden bei einem Druck betrieben, der nur geringfügig von dem Atmosphärendruck abweicht und in der Regel etwas geringer als dieser ist. Die Saugzuggebläse 423 für das Produktgas 425 und 420 für das Abgas 424 werden derart geregelt und aufeinander abgestimmt, daß das Pyrolysegas durch den Wärmetauscher 417 geführt wird und nicht durch die Schüttung des Schachtofens in die Feuerung 407 gesaugt wird.
Ausführungsbeispiel
In der Vorrichtung gemäß Figur 4 werden 1000 kg/h Holz vergast. Das Holz enthält 3 % Asche (wasserfrei) und besteht ansonsten im wesentlichen aus 50 % Kohlenstoff, 6 % Wasserstoff, 42 % Sauerstoff und 1,9 % Stickstoff, wasser- und aschefrei gerechnet. Der obere Heizwert beträgt 17,9 MJ/kg in wasserfreiem Zustand. Die thermische Vergaserleistung beträgt 4,97 MW. Die Pyrolyse wird bei 600° C und die Reaktion mit Wasserdampf bei 950° C durchgeführt. Der Arbeitsdruck ist Atmosphärendruck.
Als Wärmeträgermedium wird Kies mit einer Korngröße von 3 mm bis 15 mm verwendet. Der Kies wird von 600° C auf 950° C aufgeheizt. Aufgrund der erforderlichen Wärmeleistung von 380 KW beträgt die Umlaufmenge des Wärmeträgermediums das 5-fache des Holzeintrages, d.h. 5000 kg pro Stunde. Der Schachtofen hat eine Höhe von 4,5 m und einen Durchmesser von 1,5 m - das entspricht einem Wanderbettvolumen von 7,5 m3. Die Verweilzeit in dem Schachtofen beträgt zwei Stunden.
In der Pyrolyse wird das Holz so umgesetzt, daß 20 Massenprozent des Holzes als Holzkohle übrigbleiben. In der folgenden Tabelle sind die Mengen und Zusammensetzungen des Holzes und des Pyrolysekokses (Holzkohle) aufgeführt:
Stoffstrom Holz Holzkohle
m [kg/h] 1000 200
Hu [MJ/kg] wf 17,9 33,5
C [Gew.-%] waf 52,1 92,2
H [Gew.-%] waf 4,8 2,6
O [Gew.-%] waf 42,4 5,2
Asche [Gew.-%] wf 3,4 17,0
Es wird folgendes Produktgas erhalten:
Heizwert [MJ/Nm3] 10,5
H2 [Vol.-% tr.] 51,1
CO [Vol.-% tr.] 39,7
CH4 [Vol.-% tr.] 0,01
CO2 [Vol.-% tr.] 9,2
H2O [Vol.-%] 14,8
Chem. Enthalpiestrom [MW] 3,9
Menge [Nm3/h] 1.338
Der Enthalpiestrom der Holzkohle in der Feuerung beträgt 1,86 MW. Dies reicht aus, um einen Dampfstrom von 0,45 MW (360 kg/h bei 950° C und Atmosphärendruck) zu erzeugen sowie den Wärmebedarf der Reaktion des Pyrolysegases mit Wasserdampf in Höhe von 0,84 MW abzudecken. Der Feuerungswirkungsgrad beträgt 85 %. Es verbleiben noch nach Berücksichtigung des Wärmeverlustes und des Verlustes durch den Abgasstrom 0,26 MW. Damit wurden 324 kg/h eines Heißdampfes erzeugt, der über eine Turbine entspannt und als Heizdampf verwendet wurde. Der Kaltgaswirkungsgrad beträgt 79 %.
Bezugszeichenliste
1
Einsatzstoff
2
Vorbehandlungsstufe
3
Pyrolyse
4
Reaktionszone
5
Pyrolysegas
5a
Pyrolysekoks
6
Feuerung
7
Wärmeeinkopplung
7a
Wärmeeinkopplung
8
Entstaubung
9
Speisewasser
10
Wasseraufbereitung
11
Pumpe
12
Wärmetauscher
13
Turbine
14
Feinentstaubung/Quenche
15
Produktgas
16
Dampf
16a
Abdampf
17
Wärmetauscher/Rauchgasreinigung
18
Abgas
19
Produktgas
20
Luft
101
Pyrolysestufe
102
Reaktionsstufe
103
Feuerung
104
Holz
104a
Wärmeträgermedium
105
Gemisch
106
Pyrolysegas
107
Produktgas
108
Verlustwärme
109
Bildungswärme
110
Verlustwärme
111
Wärmezufuhr Reaktionsstufe
111a
Wärmezufuhr Pyrolysestufe
112
Heißdampf
113
Luft
114
Wärmeüberschuß
115
Wärmeverlust
116
Abgas
117
Wasser
118
Gemisch
401
Einsatzstoff
402
Schleuse
403
Schachtofen
403a
Leitung
404
Beschickung
405
Rost
406
Anfahrbrenner
407
Feuerung
408
Schnecke
409
Förderung
410
Schleuse
411
Kühlung
412
Sieb
413
Feingut
414
Wärmeträgermedium
415
Luft
416
Wasserdampf
417
Wärmetauscher
418
Wärmetauscher
419
Gasreinigung
420
Saugzuggebläse
421
Wärmetauscher
422
Wäscher
423
Saugzuggebläse
424
Abgas
425
Produktgas
426
Pyrolysekoks

Claims (20)

  1. Verfahren zur Vergasung von organischen Stoffen und Stoffgemischen, bei dem
    a) die organischen Stoffe in einen Pyrolysereaktor geleitet werden, in welchem die organischen Stoffe mit einem Wärmeträgermedium in Kontakt gehalten werden, wodurch eine schnelle Pyrolyse stattfindet, bei der die organischen Stoffe in Pyrolyseprodukte umgesetzt werden, wobei die Pyrolyseprodukte aus Pyrolysegasen mit kondensierbaren Stoffen und einem festen kohlenstoffhaltigen Rückstand bestehen
    b) der feste kohlenstoffhaltige Rückstand und das Wärmeträgermedium einer Feuerung zugeführt werden, in der der kohlenstoffhaltige Rückstand verbrannt und das Wärmeträgermedium aufgeheizt und wieder dem Pyrolysereaktor zugeführt wird (Wärmeträgermedium-Kreislauf)
    c) die teerhaltigen Pyrolysegase in einer zweiten Reaktionszone derart nacherhitzt werden, daß ein Produktgas mit hohem Heizwert erhalten wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    d) die Pyrolyse in einem Wanderbettreaktor oder einer Drehtrommel durchgeführt wird,
    e) den Pyrolysegasen ggfl. ein Reaktionsmittel, wie Wasserdampf, zugemischt, und sie
    f) in einen indirekten Wärmetauscher geleitet werden, in dem die Pyrolysegase mit dem Reaktionsmittel reagieren,
    g) die Feuerungsabgase derart durch den indirekten Wärmetauscher geleitet werden, daß deren Wärmeinhalt für die Reaktion der Pyrolysegase mit dem Reaktionsmittel genutzt wird, und
    h) die aus der Feuerung abgezogene Asche der festen kohlenstoffhaltigen Rückstände und das Wärmeträgermedium am Eintragsende für den organischen Stoff in den Pyrolysereaktor zurückgeführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolyse bei einer Temperatur von 550° bis 650° C durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf bei einer Temperatur von 900° - 1000° C durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion der Pyrolysegase mit Wasserdampf in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Dolomit, Calcit, Nickel, Nickeloxid, Nickelaluminat oder Nickelspinell verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren gleichzeitig als Wärmeträgermedium für den Wärmeträgermedium-Kreislauf verwendet werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Pyrolysegase vor der Zugabe von Wasserdampf entstaubt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den heißen Pyrolysegasen der Katalysator im Flugstrom zugegeben und nach der Reaktion mit Wasserdampf abgeschieden und im Kreislauf den heißen Pyrolysegasen wieder zugegeben wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolysegase nach der Reaktion mit Wasserdampf entstaubt und gequencht werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Pyrolysegases verbrannt und die Wärme für die Pyrolyse und/oder die Reaktion mit Wasserdampf genutzt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der feste kohlenstoffhaltige Rückstand und das Wärmeträgermedium einer Rostfeuerung zugeführt werden.
  12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 11 mit einem Pyrolysereaktor, einer Feuerung für den Pyrolyserückstand, einer Reaktionszone für die Pyrolysegase, einem Wärmeträgerkreislauf zwischen dem Pyrolysereaktor und der Feuerung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schachtofen (403) oder eine Drehtrommel mit einer Schleuse (402) für einen Einsatzstoff (401) und einer Schleuse (410) für ein Wärmeträgermedium (414) neben einer Feuerung (407) mit einem Rost (405) angeordnet ist und der Schachtofen (403) an seinem unteren Ende eine Beschickung (404) für die Feuerung (407) aufweist und die Abgase (424) der Feuerung (407) einem Wärmetauscher (417) zuführbar sind, der über eine Leitung (403a) für die Pyrolysegase mit dem Schachtofen (403) verbunden ist und die Feuerung (407) über eine Austragseinrichtung, wie Schnecke (408), an eine Förderung (409) für das Wärmeträgermedium (414) angeschlossen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgermedium aus feuerfesten Stoffen wie Sand, Kies, Splitt, Aluminosilikat, Korund, Grauwacke, Quarzit oder Cordierit besteht.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgermedium aus Formkörpern aus metallischen oder nicht metallischen Werkstoffen wie Stahl oder Keramikkugeln besteht.
  15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgermedium eine Korngröße von 1 bis 40 mm aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerung (407) als Rostfeuerung ausgeführt ist.
  17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (417) eine Katalysatorfüllung aufweist.
  18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des Wärmetauschers (417) aus katalytisch aktivem Material bestehen.
  19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (417) ein Festbettreaktor mit Katalysatorschüttung zugeordnet ist.
  20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (417) ein Filter zur Entstaubung vorgeschaltet ist.
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