EP2231828A2 - Autothermes verfahren zur kontinuierlichen vergasung von kohlenstoffreichen substanzen - Google Patents

Autothermes verfahren zur kontinuierlichen vergasung von kohlenstoffreichen substanzen

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EP2231828A2
EP2231828A2 EP08864268A EP08864268A EP2231828A2 EP 2231828 A2 EP2231828 A2 EP 2231828A2 EP 08864268 A EP08864268 A EP 08864268A EP 08864268 A EP08864268 A EP 08864268A EP 2231828 A2 EP2231828 A2 EP 2231828A2
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EP
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bulk material
gas
carbon
substances
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EP08864268A
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Roland Möller
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Ecoloop GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to an autothermal process for the continuous gasification of carbonaceous substances in a vertical process space with a calcination zone and an oxidation zone in which the calcined carbonaceous substances oxidize with oxygen-containing gas, wherein the gaseous reaction products are withdrawn at the top of the vertical reaction space, the vertical process space is formed in the form of a vertical shaft furnace, which is continuously flowed through from top to bottom by a circulated bulk material, which itself is not oxidized, and the carbon-rich substances are added to the bulk material before entering the furnace.
  • Such methods have been known for a long time and are carried out, for example, in countercurrent gasifiers in which coal products or even biomass, which is moved to the bottom of the carburetor, is flowed around in countercurrent to the resulting process gases.
  • the resulting process gases can be burned immediately or used for synthesizing processes.
  • a disadvantage of the method described is that it can be carried out autothermally by the supplied carbon-rich substances, but the process gases depend to a large extent on the respectively supplied carbon-rich substances and accordingly the process is difficult to control. Completely unsuitable is the method for contaminated carbon-rich substances such. As fluorine and chlorine-containing plastics, contaminated waste, drugs or the like.
  • the method of the type mentioned in principle is also used for coal gasification, wherein the use of coal usually the expression of a calcination zone can be omitted.
  • autothermal gasification processes which supply carbon monoxide-rich gases whose hydrogen content is determined by the hydrogen content of the carbon carriers used and, if appropriate, by the metered addition of water into the gasification process and is optionally adjustable.
  • the heat energy required for the gasification is obtained from the partial oxidation of the raw materials used.
  • the object of the present invention is to improve a method of the type mentioned in that it reacts insensitive to the use of different qualities of the carbon-rich substances, without increasing the cost considerably.
  • the object is achieved by a method of the type mentioned, in which the oxygen-containing gas is at least partially introduced below the oxidation zone, whereby the ascending gas flow is promoted, below the oxidation zone by the rising gases, the bulk material and ash products in a heat recovery zone to cooled to 450 0 C and further the oxygen-containing gas is at least partially introduced at the lower end of the vertical shaft furnace and in a Nachkühl- zone below the heat recovery zone in countercurrent, the bulk material before removal from the furnace for energy recycling up to a temperature of below 100 0 C is cooled.
  • the carbon-rich substances can be autothermally gasified, without any special requirements would exist on the quality of the used carbonaceous substances. It is only to be noted that the amount of carbonaceous substances supplied is sufficient to maintain the autothermal equilibrium in the vertical shaft furnace. It has been shown that the carbon-rich substances with edge lengths of up to 40 cm can be added without hampering the process.
  • the bulk material which on the one hand assumes the function of a heat transfer medium. Furthermore, it acts as a transport medium that promotes the carbon-rich substances into the oxidation zone to their final gasification and then promotes the gasification residues as ash to exit at the bottom of the vertical shaft furnace. It is of further importance that a bulk material is permeable to gas, and in this way allows the ascending gas flow, resulting in a heat exchange between the bulk material as the heat transfer medium and the ascending gas flow in the individual reaction zones.
  • the bulk material flow is cooled in a waste heat zone by direct cooling with oxygen-containing gas to a self-temperature of about 450 0 C, wherein in the event that the method This is preferably done in the region of the waste heat zone, wherein the resulting water vapor rises and participates in the synthesis gas reaction in the region of the oxidation zone.
  • the oxygen-containing gas is at least partially supplied to the lower end of the vertical shaft furnace, so that in a Nachkühlzone below the waste heat zone in countercurrent of the bulk material before removal from the furnace until is cooled to a temperature of below 100 0 C.
  • a Nachkühlzone below the waste heat zone in countercurrent of the bulk material before removal from the furnace until is cooled to a temperature of below 100 0 C.
  • the grain size should preferably not be greater than 20 cm and more preferably in a range between 1 and 8 cm.
  • the granulation of the bulk material prevents sticking or caking of plastic substances by mechanical shearing, so that complete gasification of all supplied carbonaceous substances in the oxidation zone is achieved.
  • At least partially mineral, ceramic or metallic material with the aforementioned grain size and / or mineral calcinates such as.
  • CaO used, but also precursors of calcine, such as. B. limestone.
  • CaO has the advantage that it is also suitable for binding halogens contained in the substance streams, which are mixed with the KaI- react and occur as harmless chlorides or fluorides.
  • the accumulating dust can also be completely or partially recycled into the bulk material cycle.
  • the temperature in the oxidation zone is preferably set so low that no complete burning of the limestone occurs, but only a formation of a thin CaO layer on the limestone elements is achieved, so that the ability to bind the halogens is maintained without generating large quantities of CaO.
  • Limestone itself has an increased mechanical resistance to CaO.
  • Possible heavy metals which enter the process as contamination of the material stream, can generally remain in the circulation of the bulk material, but if they accumulate in the filter dust, partial streams can be removed from the process and disposed of.
  • the bulk material flow is increased by means of the ascending Gases in a development of the method o- countercurrently ber endeavour of calcining under heating to a characteristic temperature 20-100 0 C in a drying zone first dried and subsequently by further heating to the ER of the calcining zone rich on a self temperature 100-450 0 C Pre-degassed in a Vorentgasungszone.
  • the energy required for drying and pre-degassing is provided by the ascending gas stream which is countercurrently cooled to lower temperatures before being withdrawn at the top of the vertical shaft furnace.
  • the flow of bulk material and carbon-rich substances is then heated to an own temperature of up to 1200 ° C.
  • the gas produced after being drawn off at the top of the vertical shaft furnace is treated in an air flow after-gasification zone in the presence of water vapor.
  • the withdrawn gas consists of a gas mixture of the resulting gas in the oxidation zone, at least CO and H 2 , and gas from the Vorentgasungszone, in addition to gaseous
  • Hydrocarbon compounds and soot can be mixed with the gas.
  • the resulting gases When using air as the oxidizing gas, the resulting gases also contain a corresponding nitrogen content.
  • the soot is due to the fact that in the Vorentgasungszone at a relatively low temperature already uses a decay of the hydrocarbon compounds, but the existing temperatures or residence times are not sufficient to allow complete decomposition into the ideal reaction gases CO, H 2 and hydrocarbon having a chain length less than C 4 .
  • the residual air after-gasifier then disassembles the longer-chain hydrocarbons that are still present, so that an ideal synthesis gas of CO, H 2 and hydrocarbons with a chain length smaller C 4 is subsequently obtained as the end product of the process.
  • This synthesis gas can be used in a variety of known applications.
  • the combustion in a combustion chamber may be mentioned, wherein the resulting hot gas for the drive of hot gas turbines and / or steam turbines for power generation and / or water vapor can be used as a heating medium in thermal processes.
  • the synthesis gas can be purified by filtration and / or gas cooling and used as a heating gas in thermal processes, for example, for firing Kalzinierschachtöfen and / or for power generation in gas engines.
  • a major advantage is that the synthesis gases can also be generated from biomass and thus the CO ⁇ balance z. B. in lime production can be significantly improved, while in such processes so far only limited biomass with certain properties could be used.
  • Purified syngas is also suitable for cleavage into its components by partial liquefaction, and recovery of the pure gas-containing components may also be accomplished by pressure-swing adsorption technology applications.
  • the purified synthesis gas or one of its components can also be used wholly or partly for the synthesis of chemical base or intermediates, regardless of which starting material as carbonaceous substance has been initially added to the process.
  • the mentioned presence of water vapor in the air stream post-gasification zone is achieved by adding water or steam or by the water vapor escaping in the drying zone.
  • the process can be carried out readily at pressures approaching the ambient pressure, whereby a pressure spectrum in the
  • Range of -200 mbar to 1000 mbar (ü) has been found to be particularly useful.
  • the vacuum can be applied, for example, by a suction device which is also used for removing the gaseous reaction products.
  • all process zones are set from drying to aftercooling in a single chamber, so that no transport devices between the zones are necessary.
  • material preferably arranged on the top of the vertical shaft furnace water-cooled Schure without fittings and moving parts is used. Additional emission sites, which may be necessary in other processes for conditioning the process as bulk material, reactant or substances involved, are eliminated.
  • oxygen-containing gas and / or fuel are added in the oxidation zone. This happens when cheering, d. H. Starting the process, but also to control the location, size and temperature of the individual zones in the vertical shaft furnace. This can prevent individual zones from migrating, the temperature level for the process reaching unfavorable levels, or overheating and dissolving the edge zones, thus disrupting the process. Ideally, fuel addition is not necessary.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the vertical shaft furnace from FIG. 1 with downstream utilization of the process gases.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a vertical shaft furnace 100, which essentially corresponds in its construction to a calcination shaft furnace, as it is used industrially, for example, in firing or sintering processes. It is used in the implementation of the present method as a gasification reactor.
  • the furnace 100 is continuously charged with a mixture of carbon-rich substances and refractory bulk material.
  • the operation of the gaseous reactor is adjusted so that the process takes place au tothermically by the oxidation of the carbon-rich substances used, wherein the oxidation can be supported by a base load firing 5, 6, 7, in particular for starting the process.
  • the vertical shaft furnace or gasification reactor 100 is controlled such that the gasification proceeds in seven different process zones.
  • the carbon-rich substances mixed with the bulk material first pass into a drying zone A, in which they are dried at an inherent temperature of 20 to 100 ° C. They then enter a pre-degassing zone B in which they are at a natural temperature of
  • 100 - 500 0 C are freed by degassing of volatile fractions.
  • the vorentgasten carbon-rich substances reach under the action of the downwardly moving bulk material, which serves as a heat and transport medium, then in a calcination zone C in which a heating to a natural temperature of up to 1200 0 C takes place before in the subsequent oxidation zone D is gasified by supplying oxygen-containing gas at temperatures below 1,800 0 C any remaining carbon.
  • the refractory bulk material is cooled with the ash portions in a heat recovery zone E by direct cooling with oxygen-containing gas and / or optionally by introducing water to produce steam at about 450 0 C, wherein the oxygen-containing gas previously below the Abhitzezone has heated in a post-cooling zone F in countercurrent to the bulk material, on the other hand by the countercurrent to the supplied in the bottom region of the vertical shaft furnace oxygen-containing gas for energy recycling to below 100 0 C is cooled.
  • the supply line 8 of the oxygen-containing gas at the bottom of the vertical shaft furnace 100 also represents the beginning of the gaseous countercurrent, which extends through all the process zones described above.
  • E is first heated in the aftercooling zone F and the following in the sense of gas moving direction Abhitzezone the oxygen-containing gas to about 450 0 C before it, optionally with further direct supply of oxygen-containing gas in the oxidation zone, the oxidation on the carbon compounds or of the carbon present in pure form accomplished.
  • the reaction gases continue to rise upward and ensure the temperature level required in the calcination zone C.
  • reaction gases flow through the pre-degassing zone B and with further cooling the drying zone A, wherein the gas after leaving the top of the bulk material column as a gas mixture of the synthesis gas CO and H2 from the oxidation state, water vapor and hydrocarbons, in particular from the Vorentgasungsphase B and in unfavorable cases, in addition to dust, may also contain soot, which is due to decomposition processes in the pre-degassing zone B.
  • a Flugstromnachverngasungszone G is therefore provided in the upper part of the reactor, in which at temperatures of 500 - 1000 0 C by supplying oxygen in the presence of water vapor, the dust and soot-containing gases is thermally treated, so that it is of high quality Raw synthesis gas for material and / or thermal use can be provided strigg.
  • This also includes carbon compounds with polymeric structures, the new process greatly reducing the formation of oily or tarry fission products by deliberately controlling the intrinsic temperature of the material or the fission products.
  • the autothermal procedure by means of partial oxidation also results in no emission sources, so that the use of contaminated carbon-rich substances with, for example, increased heavy metal contents as they arise, for example, in varnished woods, is possible.
  • suitable bulk material is in particular C a O, which is present in a particle size of at most 20 cm, the particle size range between 1 and 8 cm having proven to be particularly advantageous.
  • the bulk material with this grain size not only serves as a heat and transport medium, but also ensures, with its mechanical properties during the wandering through of the vertical shaft furnace 100, that the carbon-rich substances do not agglomerate or cake. This is ensured by the mechanical abrasion of the constantly moving grain.
  • the bulk material When using CaO, the bulk material also has the further advantage that it can be used as a reactant z.
  • haloge- ne is available and insofar counteracts the formation of dioxins, furans or the like.
  • the formation of these toxic substances is also counteracted by the absence of oxygen as a reactant in the temperature range critical for the formation of these substances. It is particularly advantageous in this case to mix the bulk material with a fine material fraction whose particle size is in the millimeter range and below, for example in the order of magnitude of approximately less than 2 mm down to the micrometer range.
  • Such fines have a very large reactive surface and are partially present as dust in the reaction gases, from which it can easily be filtered out.
  • the bulk material is taken off at the bottom of the vertical shaft furnace 10 and returned to the vertical shaft furnace 10 by means of a circulation guide 13 while supplying new carbon-rich substances 14. Also in this area can fines z. B. be excreted by screening.
  • the described method is advantageously carried out with a slight negative pressure, preferably in a range to -200 mbar, in a Overpressure ideally not more than 1000 mbar.
  • a seal can be achieved solely by feeding the reactor via the bulk material column 1, which is loaded on the reactor bed owing to its static weight and thus communicating with the reactor filling 2 without further fittings.
  • this is first fed to a bulk material template 3. By continuous decrease of the refractory Bulk material at the reactor bottom 4 this is continuously migrated.
  • the mixture of refractory bulk material and carbon-rich substances automatically slips from the bulk material receiver 3 into the reactor without the need for fittings or other technical control devices.
  • the height of the bulk column is chosen so that it ensures the sealing of the reactor gas phase to the atmosphere by their own pressure loss over the bed.
  • the operation of the reactor in negative pressure is of particular advantage, since the escape of reactor gas is excluded.
  • the entry of thermal energy takes place substantially in the oxidation zone D, wherein the mentioned basic performance by metering of oxygen 5 and fuel 6, such.
  • fuel oil natural gas or purified synthesis gas from the present process is introduced via burner lances 7 as direct firing in the bed.
  • the substantial energy input is produced by partial combustion of the previously calcined carbon-rich substances in the bulk material and by metering oxygen or else simple air over the reactor bottom 8.
  • the task of the base load burner 7 is to ensure the reliable ignition of the reactants in the oxidation zone D.
  • the generated hot gases which consist essentially of carbon monoxide, but also of hydrogen, flow upward through the reactor bed from the oxidation zone D and serve as energy carriers for heating the process zones formed above the oxidation zone D.
  • the carbon-rich substances which in practice are mostly water-moist, evaporate the water they contain to a natural content. temperature of 100 0 C heated, while in the subsequent Vorentgasungszone B, the thermal elimination of polymeric or organic components. Due to the amount of energy required for the cleavage, the increase in the intrinsic temperature of the material here is limited to approximately 45O 0 C. In this zone, the hot gases from the underlying zones mix with the resulting gases from the thermal fission.
  • the oxidation in the oxidation zone D is controlled so that a complete oxidation of the remaining non-gassed carbon to carbon monoxide is ensured. This control is carried out primarily by targeted adjustment of the flow rate through the continuous bulk material removal at the reactor bottom 4, but also by optionally setting the base load combustion 7 or a change in the proportion of carbon-rich substances in the bulk material template. 3
  • water is supply 9 is preferably provided in the region of the Abhitzezone E, whereby the water transferred at temperatures above 450 0 C in superheated steam and fed through upward flow of the oxidation zone D. In countercurrent, the hot bulk material flow from the oxidation zone D is cooled.
  • a gas cooling system 10 which consists essentially of water and small proportions of relatively high molecular weight organic compounds. These compounds do not affect the course of the process, but would make it difficult to dispose of the condensate mixture.
  • the already mentioned efficient energy recycling is realized, wherein the refractory bulk material is cooled so far that ash fractions and fines can be separated via a screening device 12 or other separation device.
  • the already mentioned circulation 13 of the coarse bulk material is carried out with mixing with new carbon-rich substances 14 on the bulk material template 3. Losses of coarse bulk material, for example due to mechanical abrasion, are compensated by a dosage 15 of fresh coarse bulk material.
  • a gas burner 17 is provided. This can be operated with an excess of oxygen-containing gas 18 based on the fuel gas 19 in the burner 17 to ensure a subsequent gasification of soot particles and other organic fine particles in the synthesis gas.
  • the filtered filter dust may still contain unfrozen soot particles, which are used by partial recycling 22 of the filter dust in the oxidation zone D. Due to the process, a large number of accompanying substances from the carbon-rich substances used are also bound in the filter dust by adsorption (eg heavy metals) and / or by reaction (eg as halides), so that the filter dust represents a desired contaminant sink in the process according to the invention. When corresponding carbon-containing substances are used, therefore, a discharge 23 of a partial flow of the filter dust from the process must be carried out, which must be disposed of.
  • adsorption eg heavy metals
  • reaction eg as halides
  • the synthesis gas is preferably cooled by cooling to temperatures below
  • a further advantageous procedure can be achieved in that part of the condensate mixture from the gas cooler is recirculated continuously as quench medium to the head of the gas cooler (at 25), whereby a more efficient gas cooling is achieved and at the same time wall deposits in the gas cooler are avoided.
  • such purified synthesis gas can also be split into its components by means of air separation plants or pressure swing adsorption technology and / or used as fuel for power generation in gas engines.
  • the synthesis gas produced in the fly-ash gasification zone can also be used for direct power generation and / or steam generation.
  • the flue gas from the steam generator still contains significant dust components, which are separated via a flue gas filtration K.
  • the flue gas is then optionally still on a flue gas cleaning L and / or Denox mich M out to meet the legal environmental requirements for the emission into the atmosphere.
  • a lime shaft furnace with a clear diameter of 2.2 m and a shaft height of 14.1 m is operated with heavy fuel oil via burner lances as a basic firing in the oxidation zone.
  • a refractory bulk material calcined lime in a grain size of 0.5 to 6 cm was used and in a continuous flow rate (see Table 1, column c) over the lime shaft furnace from top to bottom recirculated, while the carbon-rich substance (see Table 1, Column a) was admixed to this circulation stream before entry into the upper furnace area as a continuous stream (see Table 1, column b).
  • the basic firing (see Table 1, columns d and e) was set so that a gas temperature of 600 to 700 0 C was established at the gas outlet of the lime kiln.
  • the condensate mixture obtained in the gas cooler which consisted essentially of water and small amounts of organic oils, was buffered.
  • the carbon-rich substances used in the embodiments 1 to 7 are shown in their composition and quality of Table 2 and columns a to e.
  • the resulting in the embodiments gas was detected after the gas cooler via a gas flow measurement and analyzed by an online calorific value.
  • the average gas flow rate is shown in Table 3, column a, and the lower calorific value in Table 3, column b.
  • the resulting flow rates of the aqueous condensate phase from the gas cooling (Table 3, column c) and the oil phase from the gas cooling (Table 3, column d) were determined.
  • the resulting ash was continuously screened from the coarse bulk material downstream of the reactor outlet and the fine fraction (particle size ⁇ 3 mm) was recorded. The determined mass flow is shown in Table 3, column e. Table 3
  • the resulting in the embodiments gas was analyzed after gas cooling via an online analysis of its components.
  • the gas compositions are shown in Table 4, columns a to e.

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Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einem autothermen Verfahren zur kontinuierlichen Vergasung von kohlenstof freichen Substanzen (14) in einem vertikalen Prozessraum (100) mit einer Kalzinierzone (C) und einer Oxidationszone (D), in welcher die kalzinierten kohlenstoffreichen Substanzen mit sauerstoffhaltigem Gas oxidieren, wobei die gasförmigen Reaktionsprodukte an der Oberseite (G) des vertikalen Prozessraumes (100) abgezogen werden. Der vertikale Prozessraum wird in der Form eines Vertikalschachtofens (100) ausgebildet, der von einem im Kreislauf geführten Schüttgut (13), das selbst nicht oxidiert wird, kontinuierlich von oben nach unten durchströmt wird, wobei die kohlenstoffreichen Substanzen (14) dem Schüttgut (13) vor dem Eintritt (3) in den Ofen beigegeben werden und das sauerstoffhaltige Gas in und/oder unterhalb der Oxidationszone (D) eingeleitet wird, wodurch der aufsteigende Gasstrom gefördert wird. Durch Einleitung wenigstens eines Teils des sauerstoffhaltigen Gases am unteren Ende (4) des Vertikalschachtofens (100) wird eine Nachkühlzone (F) ausgebildet, in welcher das Schüttgut auf unter 100°C abgekühlt wird.

Description

Autothermes Verfahren zur kontinuierlichen Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem autothermen Verfahren zur kontinuierlichen Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen in einem vertikalen Prozessraum mit einer Kalzinierzone und einer Oxidationszone, in welcher die kalzinierten kohlenstoffreichen Substanzen mit sauerstoffhaltigem Gas oxidieren, wobei die gasförmigen Reaktionsprodukte an der Oberseite des vertikalen Reaktionsraumes abgezogen werden, der vertikale Prozessraum in der Form eines Vertikalschachtofens ausgebildet wird, der von einem im Kreislauf geführten Schüttgut, das selbst nicht oxidiert wird, kontinuierlich von oben nach unten durchströmt wird, und die kohlenstoffreichen Substanzen dem Schüttgut vor dem Eintritt in den Ofen beigegeben werden.
Derartige Verfahren sind bereits seit langer Zeit bekannt und werden beispielsweise in Gegenstromvergasern durchgeführt, bei denen Kohleprodukte oder auch Biomasse, die zum Boden des Vergasers bewegt wird, im Gegenstrom von den entstehenden Prozessgasen umströmt wird. Die entstehenden Prozessgase können unmittelbar verbrannt oder für Synthetisierungsverfahren eingesetzt werden. Nachteilig bei dem beschriebenen Verfahren ist, dass es sich durch die zugeführten kohlenstoffreichen Substanzen zwar autotherm durchführen lässt, die Prozessgase aber in starkem Maße von den jeweils zugeführten kohlenstoffreichen Substanzen abhängen und entsprechend das Verfahren schwer zu steuern ist. Gänzlich ungeeignet ist das Verfahren bei kontaminierten kohlenstoffreichen Substanzen, wie z. B. fluor- und chlorhaltigen Kunststoffen, kontaminierten Abfällen, Arzneimitteln oder dergleichen. Bekannt ist bereits die Verwendung von Rest- und Abfallstoffen in Elektroniederschachtöfen, wobei unter sehr hohen Temperaturen die Herstellung von Kalziumkarbid, Ferrosilicium, Ferrochrom und dergleichen energetisch günstiger gestaltet werden kann. Ein solches Verfahren arbeitet allerdings nicht autotherm sondern es ist zur Erzeugung der benötigten hohen Temperaturen ein erheblicher Energieeinsatz mittels selbstbrennender oder selbstbackender Hohlelektroden erforderlich. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE 10 2006 023 259 Al beschrieben und ist unmittelbar mit der Herstellung der zuvor genannten Stoffe verknüpft.
Das Verfahren der eingangs genannten Art wird prinzipiell auch zur Kohlevergasung genutzt, wobei beim Einsatz von Kohle in der Regel die Ausprägung einer Kalzinierzone entfallen kann.
Grundsätzlich sind zur Vergasung von kohlenstoffhaltigen Sub- stanzen auch allotherme Verfahren bekannt, die, wie in dem zuvor gewürdigten Dokument, auf äußere Energiezufuhr angewiesen sind. Für das Durchführen von allothermen Vergasungsverfahren werden oftmals Wirbelbettreaktoren eingesetzt, wie beispielsweise aus der DE 36 35 215 bekannt. Nachteilig ist der große technische Aufwand für die verfahrensunabhängige
Erzeugung der notwendigen Sekundärenergie sowie die schwierige Beherrschbarkeit der spezifischen physikalischen Anforderungen an das eingesetzte Materials, wie z. B. Dichte, Förderverhalten, Flugverhalten und Partikelgröße, um das Wirbel- bett stabil zu halten. Bekannt ist bei allothermen Verfahren auch der Einsatz von Drehrohrreaktoren, wie beispielsweise in der DE 28 44 741 beschrieben. Aufgrund der kurzen Verweilzeit der Reaktionsgase im Drehrohrreaktor kann sich kein optimales Gasgleichgewicht einstellen und es entstehen erhebliche Anteile an minderwertigen Gasen.
Grundsätzlich vorteilhaft sind autotherme Vergasungsverfah- ren, die kohlenmonoxidreiche Gase liefern, deren Wasserstoffanteil durch den Wasserstoffgehalt der eingesetzten Kohlenstoffträger und ggf. durch Zudosierung von Wasser in den Ver- gasungsprozess bestimmt wird und ggf. einstellbar ist. Die für die Vergasung notwendige Wärmeenergie wird dabei aus der Partialoxidation der eingesetzten Rohstoffe bezogen.
Auch bei autothermen Verfahren ist der Einsatz von Wirbelbettreaktoren, beispielsweise aus der DE 44 27 860 bekannt. Dort wird angestrebt, den Kohlenstoffträger möglichst fein zu verteilen und in der Gasphase zu oxidieren, um bei kurzen
Verweilzeiten eine vollständige Umsetzung zu Kohlenmonoxid zu erreichen. Hierzu ist eine aufwendige Zerkleinerung der Kohlenstoffträger notwendig, wobei ein Einsatz von kunststoff- haltigen Stoffströmen nicht möglich ist, weil diese in der Gasphase zu Verklebungen oder Tröpfchenbildung neigen.
Der Einsatz der Drehrohrtechnologie bei autothermen Vergasungsverfahren ist wegen der kurzen Verweilzeit der Gase sehr schwierig und bedingt aufwendige Reaktorkonstruktionen, wie beispielsweise aus der DE 32 16 836 C2 bekannt.
Anlagen zur autothermen Kohlevergasung sind beispielsweise in der DE 32 41 169 C2 offenbart, erlauben aber in der Regel nicht den Einsatz von beispielsweise kunststoffhaltigen Ab- fällen. Um letzteres zu ermöglichen, sind beispielsweise durch die DE 196 09 721 und die DE 43 26 484 verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, die allerdings zu Problemen im Bereich der KunststoffZuführung in den Reaktor, Reaktorverlegung durch Anschmelzungen und nicht vergasbare Rückstän- de, erheblichem Öl- und Teeranfall im erzeugten Gas, langen Reinigungsstillständen, Bildung von Dioxinen und Furanen und Korrosion durch Chlor bzw. Chlorwasserstoff führten.
Die Vergasung von organischen Stoffen in mehreren Stufen in hintereinander geschalteten Reaktoren, die beispielsweise aus der DE 199 45 771 Cl oder der DE 197 55 693 Cl bekannt ist, verwendet ein Wärmeträgermedium. Diese mehrstufigen Verfahren erfordern ein aufwendiges Wärmetauschersystem und die Verfah- rensbedingten Abgasemissionen begrenzen den Einsatz der
Stoffqualitäten im Hinblick auf Schwermetallgehalte und andere emissionsrelevante Schadstoffe. Schließlich ist es auch bereits bekannt, kohlenstoffhaltige Substanzen in einem Festbett zu vergasen um anschließend eine Nachvergasung in einem Flugstromreaktor unter hohem Druck durchzuführen. Damit können auch chlorhaltige Ströme, beispielsweise mit hohem PVC- Anteil und Kohlenstoffträger mit hohem Kontaminationsgrad, wie z. B. Schwermetallen oder anderen Schadstoffen verarbeitet werden. Ein solches Vergasungsverfahren ist beispielswei- se in der DE 100 31 501 Al beschrieben, wobei wiederum ein Nachteil in der aufwendigen Vorbehandlung des Materials besteht, die beispielsweise in der DE 101 42 290 Al separat beschrieben ist. Der hohe technische Aufwand wird beispielsweise auch durch spezielle Lösungen für die Produktzuführung und die Verhinderung von Rohgasschwankungen (siehe hierzu die DE 10 2004 001 708 Al) oder die Vermeidung von Ablagerungen im Rohgasbereich (siehe beispielsweise die DE 103 30 512 Al) dokumentiert .
Zur Neutralisation von Chlorwasserstoff war im übrigen ein aufwendiges Quenchsystem erforderlich, siehe hierzu die DE 43 09 493 C2, um Korrosionsschäden an der Anlage zu vermeiden. Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der AT 387 786 B bekannt. Dort wird ein inertes Schüttgut in einem Kreislauf durch den Schacht geführt. Das Schüttgut wird bewußt mit hoher Temperatur rückgeführt, um die Trocknung in der separaten Trocknervorrichtung zu ermöglichen. Die hohe
Restwärme des dem Schachtofen entnommenen Schüttgut verbietet den Einsatz bestimmter kohlenstoffreicher Substanzen, wie z. B. jeglicher Art von Kunststoffen, da diese das Schüttgut vor dem Ofeneintritt verkleben und den Schüttgutstrom unter- brechen würden. Auch wäre mit nicht kontrollierbaren Vorabreaktionen und entsprechender Schadstoffbildung zu rechnen. Das Verfahren findet in mehreren räumlich getrennten Bereichen statt, so dass entsprechende Transportvorrichtungen zur Verfrachtung des Schüttguts erforderlich sind und die Beherr- schung gasförmiger Nebenprodukte erschwert ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass es unempfindlich auf den Einsatz unterschiedlicher Qualitäten der kohlenstoffreichen Substanzen reagiert, ohne den Aufwand erheblich zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem das sauerstoffhaltige Gas wenigstens teilweise unterhalb der Oxidationszone eingeleitet wird, wodurch der aufsteigende Gasstrom gefördert wird, wobei unterhalb der Oxidationszone durch die aufsteigenden Gase das Schüttgut und Ascheprodukte in einer Abhitzezone auf bis zu 4500C abgekühlt werden und weiterhin das sau- erstoffhaltige Gas wenigstens teilweise am unteren Ende des Vertikalschachtofens eingeleitet wird und in einer Nachkühl- zone unterhalb der Abhitzezone im Gegenstrom das Schüttgut vor der Entnahme aus dem Ofen zur Energierückführung bis auf eine Eigentemperatur von unter 1000C abgekühlt wird. Es hat sich gezeigt, dass sich durch die Vermengung der kohlenstoffhaltigen Substanzen mit einem im wesentlichen inerten Schüttgut und Führung dieser Mischung aus Schüttgut und koh- lenstoffhaltigen Substanzen in einem Vertikalschachtofen unter Gegenstrom eines aufsteigenden Gases die kohlenstoffreichen Substanzen autotherm vergasen lassen, ohne dass hierbei besondere Anforderungen an die Qualität der zum Einsatz kommenden kohlenstoffhaltigen Substanzen bestehen würden. Es ist lediglich zu beachten, dass die Menge an zugeführten kohlenstoffhaltigen Substanzen ausreichend ist, das autotherme Gleichgewicht in dem vertikalen Schachtofen aufrecht zu erhalten. Es hat sich gezeigt, dass die kohlenstoffreichen Substanzen mit Kantenlängen bis zu 40 cm zugegeben werden kön- nen, ohne dass der Verfahrensablauf behindert wird.
Besondere Bedeutung kommt für den Verfahrensablauf dem Schüttgut zu, das zum einen die Funktion eines Wärmeträgermediums übernimmt. Weiterhin fungiert es als Transportmedium, das die kohlenstoffreichen Substanzen bis in die Oxidations- zone zu deren endgültiger Vergasung fördert und anschließend die Vergasungsrückstände als Asche zum Austritt am unteren Ende des Vertikalschachtofens fördert. Dabei ist von weiterer Bedeutung, dass ein Schüttgut gasdurchlässig ist, und auf diese Weise den aufsteigenden Gasstrom durchlässt, wodurch sich in den einzelnen Reaktionszonen ein Wärmeaustausch zwischen dem Schüttgut als Wärmeträgermedium und dem aufsteigenden Gasstrom ergibt.
Zur Energierückgewinnung und Kühlung des Schüttgutes und der Ascheanteile unterhalb der Oxidationszone wird in einer Abhitzezone durch direkte Kühlung mit sauerstoffhaltigem Gas der Schüttgutstrom auf eine Eigentemperatur von ungefähr 4500C abgekühlt, wobei für den Fall, dass dem Verfahren Was- ser zugeführt werden soll, dies vorzugsweise im Bereich der Abhitzezone erfolgt, wobei der entstehende Wasserdampf aufsteigt und im Bereich der Oxidationszone an der Synthesegasreaktion teilnimmt.
Zur Verbesserung der Energiebilanz und Vereinfachung des Handlings des im unteren Bereich des Vertikalschachtofens zu entnehmenden Schüttgutes, wird das sauerstoffhaltige Gas wenigstens teilweise am unteren Ende des Vertikalschachtofens zugeführt, so dass in einer Nachkühlzone unterhalb der Abhitzezone im Gegenstrom des Schüttgut vor der Entnahme aus dem Ofen bis auf eine Eigentemperatur von unter 1000C abgekühlt wird. Dadurch ist es ohne weiteres möglich, dem Schüttgut vor dem erneuten Ofeneintritt auch temperaturempfindliche Kunst- Stoffe, Bitumen, ölverseuchtes Erdreich, Shredderleichtfrak- tionen oder dergleichen zuzuführen, ohne dass diese vorab unkontrolliert reagieren oder durch Verkleben den Schüttgutstrom behindern.
Schließlich spielen auch reine mechanische Eigenschaften des Schüttgutes eine Rolle, wobei die Korngröße vorzugsweise nicht größer als 20 cm sein sollte und besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 und 8 cm liegt. Die Körnung des Schüttgutes verhindert ein Verkleben oder Verbacken auch kunststoffhaltiger Substanzen durch mechanisches Abscheren, so dass ein vollständiges Vergasen aller zugeführten kohlenstoffhaltigen Substanzen in der Oxidationszone erreicht wird.
Als Schüttgut werden wenigstens teilweise mineralisches, ke- ramisches oder metallisches Material mit der zuvor genannten Korngröße und/oder mineralische Kalzinate, wie z. B. CaO eingesetzt, aber auch Vorstufen der Kalzinate, wie z. B. Kalkstein. CaO hat den Vorteil, dass es auch geeignet ist, in den Stoffströmen enthaltene Halogene zu binden, die mit dem KaI- zium reagieren und als unschädliche Chloride oder Fluoride anfallen. Hierzu ist es besonders bevorzugt, einen Teil des Schüttgutes als Feingut mit einer Korngröße von weniger als 2 mm auszubilden, wobei diese kleinen Partikel wenigstens teilweise mit dem Gasstrom aufsteigen und gegebenenfalls an der Oberseite des Vertikalschachtofens ausgefiltert werden können. Der anfallende Staub kann auch ganz oder teilweise in den Schüttgutkreislauf rückgeführt werden. Beim Einsatz von Kalkstein als Schüttgut wird die Temperatur in der Oxidati- onszone vorzugsweise so niedrig eingestellt, dass kein vollständiges Brennen des Kalksteins erfolgt, sondern nur eine Ausbildung einer dünnen CaO-Schicht auf den Kalksteinelementen erreicht wird, so dass die Fähigkeit zur Bindung der Halogene gewahrt bleibt, ohne dass große Mengen CaO erzeugt werden. Kalkstein besitzt selbst eine erhöhte mechanische Belastbarkeit gegenüber CaO.
Mögliche Schwermetalle, die als Kontamination des Stoffstromes in das Verfahren gelangen, können in der Regel im Kreis- lauf des Schüttgutes verbleiben, bei Anreicherung im Filterstaub können aber Teilströme aus dem Verfahren ausgeschleust und entsorgt werden.
Die Fähigkeiten, mittels CaO auch als dünne Schicht auf KaIk- stein, Halogene zu binden und Schwermetalle über das Schüttgut kontrolliert auszuscheiden, erlauben auch eine spezielle Ausgestaltung des Verfahrens als Entsorgungsverfahren von diesbezüglich kritischen Kunststoffen, wie z. B. PVC, aber auch kontaminierten Hölzern, Bitumen, ölverseuchtem Erdreich, Folienflitter, Shredderleichtfraktionen als Reste des Automobilrecyclings und dergleichen.
Je nach Art der zum Einsatz kommenden kohlenstoffreichen Substanzen wird der Schüttgutstrom mithilfe der aufsteigenden Gase in einer Weiterbildung des Verfahrens im Gegenstrom o- berhalb der Kalzinierzone unter Erwärmung auf eine Eigentemperatur von 20 - 100 0C in einer Trockenzone zunächst getrocknet und nachfolgend unter weiterer Erwärmung bis zum Er- reichen der Kalzinierzone auf eine Eigentemperatur von 100 - 4500C in einer Vorentgasungszone vorentgast.
Wie erwähnt, liefert die notwendige Energie für das Trocknen und Vorentgasen der aufsteigende Gasstrom, der im Gegenstrom hierbei auf niedrigere Temperaturen abgekühlt wird, bevor er an der Oberseite des Vertikalschachtofens abgezogen wird.
Im Bereich der Kalzinierzone erfolgt eine Erwärmung des Stroms aus Schüttgut und kohlenstoffreichen Substanzen dann auf eine Eigentemperatur von bis zu 1.2000C.
Je nach zugeführten kohlenstoffreichen Substanzen und angestrebter Zusammensetzung der gasförmigen Reaktionsprodukte kann es auch sinnvoll sein, Wasser unmittelbar in der Oxida- tionszone zuzuführen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das entstehende Gas, nachdem es an der Oberseite des Vertikalschachtofens abgezogen worden ist, in einer Flug- strom-Nachvergasungszone in Gegenwart von Wasserdampf nachbehandelt.
Das abgezogene Gas besteht aus einem Gasgemisch aus dem in der Oxidationszone entstehenden Gas, wenigstens CO und H2, und Gas aus der Vorentgasungszone, wobei neben gasförmigen
Kohlenwasserstoffverbindungen auch Ruß mit dem Gas vermischt sein kann. Bei Einsatz von Luft als Oxidationsgas enthalten die entstehenden Gase auch einen entsprechenden Stickstoffanteil. Der Ruß rührt daher, dass in der Vorentgasungszone bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur bereits ein Zerfall der Kohlenwasserstoffverbindungen einsetzt, die dort vorliegenden Temperaturen bzw. Verweilzeiten aber nicht ausreichend sind, um einen vollständigen Zerfall in die idealen Reaktionsgase CO, H2 und Kohlenwasserstoff mit einer Kettenlänge kleiner C4 zu ermöglichen. Durch den Flugstrom-Nachvergaser werden die noch vorhandenen längerkettigen Kohlenwasserstoffe dann zerlegt, so dass im Anschluss ein ideales Synthesegas aus CO, H2 und Kohlenwasserstoffen mit einer Ketten- länge kleiner C4 als Endprodukt des Verfahrens anfällt. Dieses Synthesegas kann in einer Vielzahl an sich bekannter Anwendungen eingesetzt werden. Als Beispiel sei das Verbrennen in einer Brennkammer genannt, wobei das entstehende Heißgas für den Antrieb von Heißgasturbinen und/oder Dampfturbinen zur Stromerzeugung und/oder der Wasserdampf als Heizmedium in thermischen Prozessen eingesetzt werden kann. Das Synthesegas kann durch Filtration und/oder Gaskühlung aufgereinigt werden und als Heizgas in thermischen Prozessen, beispielsweise zur Befeuerung von Kalzinierschachtöfen und/oder zur Verstromung in Gasmotoren eingesetzt werden. Ein großer Vorteil besteht dabei darin, dass die Synthesegase auch aus Biomasse erzeugt werden können und sich damit die CO∑-Bilanz z. B. bei der Kalkherstellung erheblich verbessern lässt, während in solchen Prozessen bislang nur bedingt Biomasse mit bestimmten Eigenschaften zum Einsatz kommen konnte.
Aufgereinigtes Synthesegas eignet sich auch für eine Aufspaltung in seine Komponenten durch Partialverflüssigung, wobei die Gewinnung der reinen, im Gas enthaltenen Komponenten auch durch Anwendungen der Druck-Wechsel-Adsorbtionstechnologie erfolgen kann. Schließlich kann das aufgereinigte Synthesegas oder eine seiner Komponenten auch ganz oder teilweise zur Synthese von chemischen Basis- oder Zwischenprodukten eingesetzt werden, unabhängig davon, welches Ausgangsmaterial als kohlenstoffhaltige Substanz dem Prozess anfänglich zugeführt worden ist.
Die angesprochene Anwesenheit vom Wasserdampf in der Flug- strom-Nachvergasungszone erreicht man durch Beigabe von Wasser oder Wasserdampf oder durch den in der Trocknungszone entweichenden Wasserdampf.
Das Verfahren kann ohne weiteres bei dem Umgebungsdruck ange- näherten Drücken erfolgen, wobei sich ein Druckspektrum im
Bereich von -200 mbar bis 1000 mbar (ü) als besonders zweckmäßig erwiesen hat. Besonders vorteilhaft ist es, im Rahmen des Verfahrens in dem Vertikalschachtofen einen Unterdruck zu erzeugen, der verhindert, dass gasförmige End- oder Zwischen- produkte auch ohne aufwändige Abdichtungen beispielsweise im Bereich von Zufuhrleitungen oder Stellorganen aus der Vertikalschachtofen entweichen kann. Aufgebracht werden kann der Unterdruck beispielsweise durch eine Saugvorrichtung, die auch für das Abziehen der gasförmigen Reaktionsprodukte ange- setzt wird.
Vorzugsweise werden sämtliche Verfahrenszonen von der Trocknung bis zur Nachkühlung in einer einzigen Kammer eingestellt, so dass keine Transportvorrichtungen zwischen den Zo- nen notwendig sind. Für die Materialzufuhr wird vorzugsweise eine an der Oberseite des Vertikalschachtofens angeordnete wassergekühlte Schure ohne Armaturen und bewegliche Teile eingesetzt. Zusätzliche Emissionsstellen, wie sie bei anderen Verfahren zur Konditionierung der am Verfahren als Schüttgut, Reaktant oder beteiligten Stoffe notwendig sein können, entfallen.
Um zu vermeiden, dass sich in der Oxidationsstufe Karbide beim Einsatz von CaO als Schüttgut ausbilden, hat sich eine Temperaturführung des Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, die in dieser Zone unterhalb 1.8000C liegt.
Vorzugsweise werden in der Oxidationszone gezielt sauerstoff- haltiges Gas und/oder Brennstoff zugegeben. Dies geschieht beim Anfeuern, d. h. Ingangsetzen des Verfahrens, aber auch zum Steuern der Lage, Größe und Temperatur der einzelnen Zonen in dem Vertikalschachtofen. Dadurch kann verhindert werden, dass einzelne Zonen wandern, das Temperaturniveau für das Verfahren ungünstige Werte erreicht oder die Randzonen überhitzen und sich damit auflösen, womit das Verfahren unterbrochen wäre. Im Idealfall ist eine Brennstoffzugäbe aber nicht notwendig.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Vertikalschachtofens zur Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Vertikalschachtofens aus Fig. 1 mit einer nachgeschalteten Verwertung der Pro- zessgase.
Fig. 1 zeigt als schematische Darstellung einen Vertikalschachtofen 100, der in seiner Bauart im wesentlichen einem Kalzinierschachtofen entspricht, wie er beispielsweise in Brenn- oder Sinterprozessen großtechnisch Einsatz findet. Er wird bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens als Vergasungsreaktor eingesetzt. Hierzu wird der Ofen 100 mit einem Gemisch aus kohlenstoffreichen Substanzen und feuerfestem Schüttgut kontinuierlich beschickt. Der Betrieb des Ver- gasungsreaktors wird so eingestellt, dass das Verfahren au- totherm durch die Oxidation der eingesetzten kohlenstoffreichen Substanzen abläuft, wobei die Oxidation durch eine Grundlastfeuerung 5, 6, 7 unterstützt werden kann, insbeson- dere für das Ingangsetzen des Verfahrens .
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Vertikalschachtofen bzw. Vergasungsreaktor 100 so gesteuert, dass die Vergasung in sieben unterschiedlichen Verfahrenszonen ab- läuft. Nach dem Eintritt in den Ofen 100 über eine Schüttgutsäule 1 gelangen die mit dem Schüttgut vermischten kohlenstoffreichen Substanzen zunächst in eine Trocknungszone A, in welcher sie bei einer Eigentemperatur von 20 bis 1000C getrocknet werden. Anschließend gelangen sie in eine Vorentga- sungszone B, in welcher sie bei einer Eigentemperatur von
100 - 5000C durch Entgasung von flüchtigen Anteilen befreit werden. Die vorentgasten kohlenstoffreichen Substanzen gelangen unter der Wirkung des sich nach unten bewegenden Schüttgutes, das unter anderem als Wärme- und Transportmedium dient, anschließend in eine Kalzinierzone C in welcher eine Erwärmung auf eine Eigentemperatur von bis zu 1.2000C erfolgt, bevor in der nachfolgenden Oxidationszone D durch Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas bei Temperaturen unterhalb von 1.8000C jeglicher noch vorhandener Kohlenstoff vergast wird. Nach Verlassen der Oxidationszone wird das feuerfeste Schüttgut mit den Ascheanteilen in einer Abhitzezone E durch direkte Kühlung mit sauerstoffhaltigem Gas und/oder gegebenenfalls durch Einleitung von Wasser unter Erzeugung von Wasserdampf auf ungefähr 4500C abgekühlt, wobei sich das sauer- stoffhaltige Gas zuvor unterhalb der Abhitzezone in einer Nachkühlzone F im Gegenstrom zum Schüttgut aufgeheizt hat, das andererseits durch den Gegenstrom zu dem im Bodenbereich des Vertikalschachtofens zugeleiteten sauerstoffhaltigen Gas zur Energierückführung auf unterhalb 1000C abgekühlt wird. Die Zuleitung 8 des sauerstoffhaltigen Gases am Boden des Vertikalschachtofens 100 stellt auch den Beginn des gasförmigen Gegenstromes dar, der sich durch alle zuvor beschriebenen Verfahrenszonen erstreckt.
Wie bereits angesprochen, wird dabei in der Nachkühlzone F und der im Sinne der Gasbewegungsrichtung nachfolgenden Abhitzezone E das sauerstoffhaltige Gas zunächst auf über 4500C erwärmt, bevor es ggf. unter weiterer unmittelbarer Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas in der Oxidationszone die Oxidati- on der Kohlenstoffverbindungen bzw. des in Reinform vorliegenden Kohlenstoffs bewerkstelligt. Entsprechend der Temperatur in der Oxidationszone D steigen die Reaktionsgase weiter nach oben und sorgen in der Kalzinierzone C für das dort not- wendige Temperaturniveau. Anschließend durchströmen die Reaktionsgase die Vorentgasungszone B und unter weiterer Abkühlung die Trocknungszone A, wobei sich das Gas nach dem Austritt am oberen Ende der Schüttgutsäule als Gasgemisch aus dem Synthesegas CO und H2 aus der Oxidationsstufe, Wasser- dampf und Kohlenwasserstoffen, insbesondere aus der Vorentgasungsphase B darstellt und in ungünstigen Fällen neben Staub auch Ruß enthalten kann, der auf Zerfallsprozesse in der Vorentgasungszone B zurückzuführen ist. Um die Qualität der Reaktionsgase zu steigern, ist daher im oberen Reaktorteil eine Flugstromnachvergasungszone G vorgesehen, in welcher bei Temperaturen von 500 - 10000C durch Sauerstoffzufuhr in Gegenwart von Wasserdampf das staub- und rußhaltige Gase thermisch nachbehandelt wird, so dass es als qualitativ hochwertiges Roh-Synthesegas zur stofflichen und/oder thermischen Verwen- düng bereitgestellt werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass durch die Vermischung der kohlenstoffreichen Substanzen mit einem feuerfesten Stückgut sich unter kontinuierlicher Durchwanderung des Vertikalschacht- ofens 100 die sieben beschriebenen Zonen ausbilden, die eine Vergasung eines extrem breiten Spektrums unterschiedlichster Kohlenstoffträger in einem moderaten Druckbereich von -200 mbar bis 1000 mbar (ü) ermöglichen. Während bislang nur hoch- reine Kohlenstoffträger wie z. B. Kokse, Kohle, Petrolkokse, Anthrazit oder Altölen in Vergasungsprozessen eingesetzt werden konnten, erlaubt die Verwendung von Schüttgut als insbesondere Wärme- und Transportmedium auch den Einsatz von organischen Materialien, deren Schmelzpunkte oder Erweichungs- punkte im Bereich oberhalb von 200C und unterhalb von 5000C liegen. Dazu gehören auch KohlenstoffVerbindungen mit polyme- ren Strukturen, wobei das neue Verfahren durch die gezielte Steuerung der Eigentemperatur des Materials bzw. der Spaltprodukte die Bildung von öligen oder teerartigen Spaltproduk- ten sehr stark vermindert. Durch die autotherme Verfahrensweise mittels Partialoxidation ergeben sich auch keine Emissionsquellen, so dass auch der Einsatz von kontaminierten kohlenstoffreichen Substanzen mit beispielsweise erhöhten Schwermetallgehalten wie sie sich beispielsweise bei lackier- ten Hölzern ergeben, ermöglicht ist.
Wie bereits erwähnt, eignet sich als Schüttgut insbesondere CaO, das in einer Korngröße von höchstens 20 cm vorliegt, wobei der Korngrößenbereich zwischen 1 und 8 cm sich als beson- ders vorteilhaft erwiesen hat. Das Schüttgut mit dieser Korngröße dient nicht nur als Wärme- und Transportmedium, sondern sorgt mit seinen mechanischen Eigenschaften während des Durchwanderns des Vertikalschachtofen 100 auch dafür, dass die kohlenstoffreichen Substanzen nicht verklumpen oder ver- backen. Hierfür sorgt der mechanische Abrieb der ständig zueinander in Bewegung befindlichen Körnung.
Bei der Verwendung von CaO bietet das Schüttgut auch den weiteren Vorteil, dass es als Reaktionspartner z. B. für Haloge- ne zur Verfügung steht und insoweit der Bildung von Dioxinen, Furanen oder dergleichen entgegenwirkt. Der Bildung dieser toxischen Substanzen wird auch dadurch entgegengewirkt, dass in dem für die Bildung dieser Substanzen kritischen Tempera- turbereich kein Sauerstoff als Reaktionspartner vorliegt. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dem Schüttgut einen Feingutanteil beizumischen, dessen Korngröße im Millimeter-Bereich und darunter liegt, beispielsweise in einer Größenordnung von ungefähr kleiner 2 mm bis in den Mikrometer-Bereich. Derartiges Feingut besitzt eine sehr große reaktive Oberfläche und liegt teilweise als Staub in den Reaktionsgasen vor, aus welchen es leicht ausfiltriert werden kann.
Im übrigen wird das Schüttgut am Boden des Vertikalschacht- ofens 10 entnommen und mittels einer Kreislaufführung 13 unter Zufuhr von neuen Kohlenstoffreichen Substanzen 14 wieder dem Vertikalschachtofen 10 zugeführt. Auch in diesem Bereich kann Feingut z. B. durch Aussieben ausgeschieden werden.
Während die Vergasung von Polymeren, insbesondere kontaminierten Polymeren bislang problematisch war, weil unter dem erhöhten Druck eine besonders sorgfältige Abdichtung von Armaturen erforderlich war, wird das beschriebene Verfahren vorteilhaft mit leichtem Unterdruck durchgeführt, vorzugswei- se in einem Bereich bis -200 mbar, bei einem Überdruck idealerweise nicht über 1000 mbar. Bei einem Unterdruck kann eine Abdichtung allein dadurch erreicht werden, dass die Beschickung des Reaktors über die Schüttgutsäule 1 erfolgt, die aufgrund des statischen Eigengewichts auf der Reaktorschüt- tung lastet und dadurch ohne weitere Armaturen kommunizierend mit der Reaktorfüllung 2 verbunden ist. Nach der bereits angesprochenen Beimengung der kohlenstoffreichen Substanzen zu dem Schüttgut wird dieses zunächst einer Schüttgutvorlage 3 zugeführt. Durch kontinuierliche Abnahme des feuerfesten Schüttgutes am Reaktorboden 4 wird dieser kontinuierlich durchwandert. Dadurch rutscht das Gemisch aus feuerfestem Schüttgut und kohlenstoffreichen Substanzen automatisch aus der Schüttgutvorlage 3 in den Reaktor nach, ohne dass hierfür Armaturen oder andere technische Steuereinrichtungen erforderlich wären. Die Höhe der Schüttgutsäule ist so gewählt, dass sie durch ihren eigenen Druckverlust über die Schüttung die Abdichtung der Reaktorgasphase zur Atmosphäre sicherstellt. Hierbei ist das Betreiben des Reaktors in Unterdruck von besonderem Vorteil, da das Entweichen von Reaktorgas ausgeschlossen wird.
Der Eintrag thermischer Energie erfolgt im wesentlichen in der Oxidationszone D, wobei die angesprochene Grundleistung durch Dosierung von Sauerstoff 5 und Brennstoff 6, wie z. B. Heizöl, Erdgas oder gereinigtem Synthesegas aus dem vorliegenden Verfahren über Brennerlanzen 7 als Direktfeuerung in die Schüttung eingebracht wird. Der wesentliche Energieeintrag wird aber durch Partialverbrennung der zuvor kalzinier- ten kohlenstoffreichen Substanzen im Schüttgut und durch Dosierung von Sauerstoff oder auch einfacher Luft über den Reaktorboden 8 erzeugt. Die Aufgabe der Grundlastbrenner 7 besteht darin, die sichere Zündung der Reaktionspartner in der Oxidationszone D sicherzustellen.
Die erzeugten Heißgase, die im wesentlichen aus Kohlenmono- xid, aber auch aus Wasserstoff bestehen, durchströmen die Re- aktorschüttung von der Oxidationszone D nach oben und dienen als Energieträger zur Beheizung der über der Oxidationszone D ausgebildeten Verfahrenszonen.
Wie bereits erwähnt, werden in der Trocknungszone A die in der Praxis zumeist wasserfeuchten kohlenstoffreichen Substanzen unter Verdampfung des enthaltenen Wassers auf eine Eigen- temperatur von 1000C erwärmt, während in der nachfolgenden Vorentgasungszone B die thermische Abspaltung polymerer bzw. organischer Komponenten erfolgt. Aufgrund der für die Spaltung notwendigen Energiemenge, ist die Steigerung der Eigen- temperatur des Materials hier auf ca. 45O0C begrenzt. In dieser Zone vermischen sich die Heißgase aus den darunter befindlichen Zonen mit den dabei entstehenden Gasen aus der thermischen Spaltung.
Die Oxidation in der Oxidationszone D wird so gesteuert, dass eine vollständige Oxidation des noch vorhandenen unvergasten Kohlenstoffs zu Kohlenmonoxid sichergestellt ist. Diese Steuerung erfolgt in erster Linie durch gezielte Einstellung der Durchsatzmenge über die kontinuierliche Schüttgutabnahme am Reaktorboden 4, aber auch durch gegebenenfalls Einstellung der Grundlastbrennung 7 oder eine Veränderung des Anteils der kohlenstoffreichen Substanzen in der Schüttgutvorlage 3.
Sofern die Zufuhr von Wasser gewünscht ist, ist eine Wasser- zufuhr 9 vorzugsweise im Bereich der Abhitzezone E vorgesehen, wobei das Wasser bei Temperaturen oberhalb von 450 0C in Heißdampf überführt und durch Aufwärtsströmung der Oxidationszone D zugeführt wird. Im Gegenstrom wird der heiße Schüttgutstrom aus der Oxidationszone D abgekühlt.
Statt der Zufuhr von Frischwasser kann auch das in einer Gaskühlung 10 anfallende Kondensatgemisch zugeführt werden, das im wesentlichen aus Wasser und geringen Anteilen höhermolekularer organischer Verbindungen besteht. Diese Verbindungen beeinträchtigen den Ablauf des Verfahrens nicht, würden aber eine Entsorgung des Kondensatgemischs erschweren.
Über die Abhitzezone E und die Nachkühlzone F wird die bereits angesprochene effiziente Energierückführung realisiert, wobei das feuerfeste Schüttgut soweit abgekühlt wird, dass Ascheanteile und Feingut über eine Siebvorrichtung 12 oder eine sonstige Trennvorrichtung abgetrennt werden können. Die bereits erwähnte Kreislaufführung 13 des groben Schüttgutes erfolgt unter Abmischung mit neuen kohlenstoffreichen Substanzen 14 über die Schüttgutvorlage 3. Verluste an grobem Schüttgut, beispielsweise bedingt durch mechanischen Abrieb, werden durch eine Dosierung 15 von frischem groben Schüttgut ausgeglichen .
Im oberen Teil des vertikalen Kalzinerschachtofens vermischen sich das Gas aus der Oxidationszone D und das Gas aus der Vorentgasungszone B zu einem staub- und rußhaltigen Gasgemisch, welches in der Flugstrom-Nachvergasungszone bei Tempe- raturen von 500 - 10000C in Gegenwart von Wasserdampf thermisch nachbehandelt wird. Der erforderliche Wasserdampf kann über eine Dosierung 16 gezielt eingeleitet werden, kann aber auch durch den Einsatz von feuchten kohlenstoffreichen Substanzen in der Trocknungszone A anfallen und durch Aufwärts- Strömung in der Flugstrom-Nachvergasungszone G genutzt werden .
Um einen optimalen Temperaturbereich in dieser Zone konstant einzustellen, ist ein Gasbrenner 17 vorgesehen. Dieser kann mit einem Überschuss an sauerstoffhaltigem Gas 18 bezogen auf den Brenngasanteil 19 im Brenner 17 betrieben werden, um eine Nachvergasung von Rußpartikeln und anderen organischen Feinpartikeln im Synthesegas zu gewährleisten.
Je nach vorgesehener Verwertung des Synthesegases können unterschiedliche Verfahrensschritte zur Weiterbehandlung des Gases nach Verlassen der Flugstrom-Vergasungszone zum Einsatz kommen. Ausgehend davon, dass gereinigtes Synthesegas zum Beispiel als vermarktungsfähiges Heizgas, als stoffliche Ba- sis für Folgechemie oder ähnliche Anwendungen verwendet werden soll, ist eine effiziente Abtrennung von Staub und Kondensaten erforderlich. Die Abtrennung von Staub erfolgt durch Filtration 20 des heißen Synthesegases bei einer Temperatur von 300 - 6000C, wobei das Gas-/Staubgemisch mittels eines Gasgebläses 21 aus der Flugstromvergasungszone G über ein temperaturbeständiges Filtersystem 20 abgesaugt wird. Mithilfe des Gasgebläses 21 kann auch der zuvor bereits angesprochene Unterdruck in der Anlage erzeugt werden.
Der abfiltrierte Filterstaub kann noch unvergaste Rußanteile enthalten, die durch teilweise Rückführung 22 des Filterstaubes in die Oxidationszone D genutzt werden. Im Filterstaub sind auch verfahrensbedingt eine Vielzahl von Begleitstoffen aus den eingesetzten kohlenstoffreichen Substanzen durch Adsorption (z. B. Schwermetalle) und/oder durch Reaktion (z. B. als Halogenide) gebunden, so dass der Filterstaub eine gewünschte Schadstoffsenke im erfindungsgemäßen Verfahren darstellt. Beim Einsatz entsprechender kohlenstoffhaltiger Sub- stanzen muss daher eine Ausschleusung 23 eines Teilstromes des Filterstaubes aus dem Verfahren vorgenommen werden, der entsorgt werden muss.
Unmittelbar nach der Heißgasfiltration wird das Synthesegas vorzugsweise durch Kühlung auf Temperaturen unterhalb von
5O0C von Kondensaten wie Wasser und geringen Anteilen höhermolekularer organischer Spaltprodukte befreit, bevor es für die weitere Verwertung zur Verfügung gestellt wird (bei 24) . Die hierbei anfallenden Kondensate bestehen im wesentlichen aus Wasser, das aus der Restfeuchte der eingesetzten kohlenstoffreichen Substanzen und aus der Teilverbrennung von Wasserstoff stammt. Weiterhin enthalten die Kondensate noch geringe Anteile an höher molekularen organischen Verbindungen (Pyrolyseöle) . Dieses Kondensatgemisch muss entweder entsorgt werden, oder kann vorzugsweise, wie bereits weiter oben beschrieben, als Reaktionswasser und Kohlenstoffträger wieder in den Prozess zurückgeführt werden (bei 11) . Eine weitere vorteilhafte Verfahrensweise kann dadurch erreicht werden, dass ein Teil des Kondensatgemisches aus dem Gaskühler kontinuierlich als Quenchmedium auf den Kopf des Gaskühlers zurückgeführt wird (bei 25) , wodurch eine effizientere Gaskühlung erreicht wird und gleichzeitig Wandbeläge im Gaskühler vermieden werden.
Ein so aufgereinigtes Synthesegas kann prinzipiell auch mittels Luftzerlegungsanlagen oder Druckwechseladsorptionstech- nologie in seine Komponenten aufgespalten und/oder als Treibstoff für die Verstromung in Gasmotoren eingesetzt werden.
Sollte die eingesetzte Qualität der kohlenstoffreichen Substanzen eine Direktverbrennung des entstehenden Synthesegases ohne Gasfiltration und Kühlung erlauben, kann das in der Flugstromvergasungszone erzeugte Synthesegas auch zur direk- ten Verstromung und/oder Dampferzeugung eingesetzt werden.
Diese Verfahrensweise ist in Fig. 2 dargestellt, wo das Synthesegas ohne weitere Behandlung aus der Flugstromvergasungszone G direkt in eine Brennkammer H geleitet und ohne weitere Vorbehandlung verbrannt wird. Der Energieinhalt der entste- henden Heißgase wird zur Erzeugung von Hochdruckdampf in einem Dampferzeuger I thermisch verwertet. Der Dampf wird über eine Dampfturbine J entspannt und in elektrischen Strom 26 umgewandelt. Auf der Niederdruckseite der Turbine kann der Restdampf als Heizmedium weiter thermisch verwertet werden 27.
Das Rauchgas aus dem Dampferzeuger beinhaltet noch wesentliche Staubanteile, die über eine Rauchgasfiltration K abgetrennt werden. Abhängig von dem Kontaminationsgrad bzw. der Qualität der eingesetzten kohlenstoffreichen Substanzen, wird das Rauchgas danach gegebenenfalls noch über eine Rauchgasreinigung L und/oder Denoxierung M geführt, um die gesetzlichen Umweltauflagen für die Emission in die Atmosphäre zu er- füllen.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern, aber nicht einschränken.
Beispiele
Insgesamt werden 6 Beispiele beschrieben, die sich durch den Einsatz verschiedener kohlenstoffreicher Substanzen voneinander unterscheiden, während die Durchführung standardisiert erfolgte. Diese unterschiedlichen Einsatzstoffe, Qualitäten und die daraus gefundenen Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen 1 bis 4 detailliert dargestellt.
Ein Kalkschachtofen mit einem lichten Durchmesser von 2,2 m und einer Schachthöhe von 14,1 m wird mit schwerem Heizöl ü- ber Brennerlanzen als Grundfeuerung in der Oxidationszone betrieben. Als feuerfestes Schüttgut wurde kalzinierter Kalk in einer Körnung von 0,5 bis 6 cm eingesetzt und in einem kontinuierlichen Mengenstrom (siehe Tabelle 1, Spalte c) über den Kalkschachtofen von oben nach unten im Kreislauf geführt, während die kohlenstoffreiche Substanz (siehe Tabelle 1, Spalte a) diesem Kreislaufström vor dem Eintritt in den oberen Ofenbereich als kontinuierlicher Mengenstrom (siehe Tabelle 1, Spalte b) zugemischt wurde. Die Grundfeuerung (siehe Tabelle 1, Spalte d und e) wurde so eingestellt, dass sich am Gasaustritt des Kalkschachtofens eine Gastemperatur von 600 bis 7000C einstellte. Im weiteren Verlauf der Dosierung wurde über den Reaktorboden soviel Luft (siehe Tabellel, Spalte g) kontinuierlich eindosiert, bis eine nahezu kohlenstofffreie Asche am Reaktorausgang konstant erhalten wurde. Das anfallende Gas wurde über eine Heißgasfiltration bei einer Gastemperatur von 4500C geleitet und anschließend über einen Gas- kühler auf 300C abgekühlt.
Das im Gaskühler anfallende Kondensatgemisch, das im Wesentlichen aus Wasser und geringen Mengen organischer Öle bestand, wurde zwischengepuffert.
In Abhängigkeit der Zusammensetzung der eingesetzten kohlenstoffreichen Substanzen wurde kontinuierlich in die Oxidati- onszone soviel Wasser dosiert, dass eine vollständige Vergasung der Kohlenstoff-Eingangsfracht sicher gestellt wurde. Hierfür wurde das zwischengepufferte Kondensatgemisch und zusätzliches Frischwasser verwendet (siehe Tabelle 1, Spalte f) •
Tabelle 1
Einsatzmengen (kontinuierliche Dosierung)
Die in den Ausführungsbeispielen 1 bis 7 eingesetzten kohlenstoffreichen Substanzen sind in Ihrer Zusammensetzung und Qualität der Tabelle 2 und den Spalten a bis e zu entnehmen.
Tabelle 2
Qualitäten der kohlenstoffreichen Substanzen
Das bei den Ausführungsbeispielen entstandene Gas wurde nach dem Gaskühler über eine Gasmengenmessung erfasst und über eine Online-Heizwertanalytik analysiert. Der durchschnittliche Gasmengenstrom ist in Tabelle 3, Spalte a, und der untere Heizwert in Tabelle 3, Spalte b dargestellt. Weiterhin wurden auch die resultierenden Mengenströme der wässrigen Kondensatphase aus der Gaskühlung (Tabelle 3, Spalte c) und die der Ölphase aus der Gaskühlung (Tabelle 3, Spalte d) ermittelt. Die resultierende Asche wurde von dem groben Schüttgut nach dem Reaktorausgang kontinuierlich abgesiebt und der Feinan- teil (Korngrösse < 3 mm) erfasst. Der ermittelte Mengenstrom ist in Tabelle 3, Spalte e dargestellt. Tabelle 3
Resultierende Mengenströme
Das bei den Ausführungsbeispielen entstandene Gas wurde nach der Gaskühlung über eine Online-Analytik auf seine Bestandteile analysiert. Die Gaszusammensetzungen sind in der Tabelle 4, Spalten a bis e dargestellt.
Tabelle 4
Resultierende GasZusammensetzungen

Claims

Patentansprüche
1. Autothermes Verfahren zur kontinuierlichen Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen (14) in einem vertikalen Prozessraum (100) mit einer Kalzinierzone (C) und einer Oxidationszone (D) in welcher die kalzinierten kohlenstoffreichen Substanzen mit sauerstoffhaltigem Gas oxidieren, wobei die gasförmigen Reaktionsprodukte an der Oberseite (G) des vertikalen Prozessraumes (100) abgezogen werden, der vertikale Prozessraum in der Form eines Vertikalschachtofens (100) ausgebildet wird, der von einem im Kreislauf geführten Schüttgut (13) , das selbst nicht oxidiert wird, kontinuierlich von oben nach unten durchströmt wird, und die kohlenstoffreichen Substanzen (14) dem Schüttgut (13) vor dem Eintritt (3) in den Ofen beigegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffhaltige Gas wenigstens teilweise unterhalb der Oxidationszone (D) eingeleitet wird, wo- durch der aufsteigende Gasstrom gefördert wird, wobei unterhalb der Oxidationszone (D) durch die aufsteigenden Gase das Schüttgut und Ascheprodukte in einer Abhitzezone (E) auf bis zu 4500C abgekühlt werden und weiterhin das sauerstoffhaltige Gas wenigstens teilwei- se am unteren Ende (4) des Vertikalschachtofens (100) eingeleitet wird und in einer Nachkühlzone (F) unterhalb der Abhitzezone (E) im Gegenstrom das Schüttgut vor der Entnahme aus dem Ofen zur Energierückführung bis auf eine Eigentemperatur von unter 1000C abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Kalzinierzone (C) mithilfe aufsteigender Gase im Gegenstrom das eingebrachte Schüttgut (3) mit den kohlenstoffhaltigen Substanzen (14) unter Erwärmung auf eine Eigentemperatur von 200C - 1000C in einer Trocknungszone (A) zunächst getrocknet und nachfolgend unter weiterer Erwärmung auf eine Eigentemperatur von
1000C - 45O0C in einer Vorentgasungszone (B) vorentgast wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- nβt, dass in der Abhitzezone (E) Wasser zugeführt wird, das unter Verdampfen die Abkühlung fördert, wobei der entstehenden Wasserdampf mit dem Gasstrom in die Oxida- tionszone (D) aufsteigt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationszone (D) Wasser zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die entstehenden Reaktionsgase an der Oberseite des Vertikalschachtofens (100) abgezogen und in einer Flugstrom-Nachvergasungszone (G) bei 5000C bis 10000C, vorzugsweise 6000C bis 800°C in Gegenwart von Wasserdampf nachbehandelt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Energie in der Flugstrom-Nachvergasungszone (G) durch die Verbrennung eines zugeführtem Ge- mischs aus Brennstoff (17) und stöchiometrischem oder überstöchiometrischem sauerstoffhaltigem Gas bereitgestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf in der Flugstrom-Nachvergasungszone (G) durch Beigabe von Wasser (16), Wasserdampf oder durch den in der Trocknungszone (A) entwei- chenden Wasserdampf bereitgestellt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut wenigstens teilweise aus inertem mineralischem, keramischem oder metallischem Material mit einer Korngröße von bis zu 20 cm, vorzugsweise 1 - 8 cm besteht.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schüttgut wenigstens teilweise basische Kalzinate wie z. B. CaO, oder Vorstufen der Kalzinate eingesetzt werden, die eine Korngröße von maximal 20 cm, vorzugsweise 1 - 8 cm aufweisen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Schüttgut eine Mischung aus groben Korngrößen bis 20 cm und Feingut mit einer Korngröße kleiner als 2 mm eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das abgezogene Gas gefiltert wird, wobei das als Staub in den abgezogenen Gasen enthaltene Feingut ausgefiltert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut gefiltert wird, um das Feingut von dem Schüttgutstrom abzutrennen.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der abgefilterte Staub ganz oder teilweise in den Schüttgutkreislauf rückgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Druckbereich von -200 mbar - 1000 mbar (ü) durchgeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vertikalschachtofen (100) ein leichter Unterdruck erzeugt wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der Oxida- tionszone unterhalb 18000C gehalten wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vertikalschachtofen eine einzige Kammer aufweist, in welcher die einzelnen Ver- fahrenszonen eingestellt werden.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut mittels seiner Schwerkraft durch den Vertikalschachtofen bewegt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oxidationszone (D) sauerstoffhaltiges Gas und/oder Brennstoff zugegeben werden, um das Verfahren in Gang zu setzen und/oder die Lage, Temperatur und Größe der Zonen (A, B, C, D, E, F) in dem Vertikalschachtofen (100) zu steuern.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als kohlenstoffreiche Substanzen Kunststoffreste, Bitumen, Shredderleichtfrakti- onen, kontaminierte Holzreste, ölverseuchtes Erdreich oder dergleichen Sonderabfälle eingesetzt werden und das Verfahren entsprechend als Entsorgungsverfahren für kohlenstoffhaltigen Sonderabfall ausgebildet ist.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als kohlenstoffreiche Substanzen Materialien mit Kantenlängen bis zu 40 cm eingesetzt werden.
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