EP2875102A1 - Gegenstrom-/gleichstrom-vergasung von kohlenstoffreichen substanzen - Google Patents

Gegenstrom-/gleichstrom-vergasung von kohlenstoffreichen substanzen

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EP2875102A1
EP2875102A1 EP13752581.2A EP13752581A EP2875102A1 EP 2875102 A1 EP2875102 A1 EP 2875102A1 EP 13752581 A EP13752581 A EP 13752581A EP 2875102 A1 EP2875102 A1 EP 2875102A1
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EP
European Patent Office
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bulk material
gas
process chamber
vertical process
column
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13752581.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Leonhard Baumann
Roland Möller
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Ecoloop GmbH
Original Assignee
Ecoloop GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2875102A1 publication Critical patent/EP2875102A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/22—Arrangements or dispositions of valves or flues
    • C10J3/24—Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed
    • C10J3/26—Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed downwardly
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    • C10J3/72—Other features
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of synthesis gas by gasification of carbon-rich substances using bulk material as the reaction surface.
  • a method of the aforementioned type is known from AT 387 786 B, which describes the use of a self-oxidized, circulated bulk material.
  • CONFIRMATION COPY From DE 40 30 644 Al a method for producing combustible gases is known, in which a gas conversion is provided in a moving coke bed.
  • a moving coke bed For the after-treatment of synthesis gases, which are produced in accordance with DE 10 2007 062 414 A1, a moving coke bed has proved unsuitable.
  • Countercurrent gasifiers with a bulk reaction moving bed exhibit excellent mass transfer between the individual phases of the reactants, so that in particular also reactions between the solid phase and the gas phase allow energetically highly efficient embodiments of such gasification processes.
  • the main disadvantage of countercurrent gasifiers is that the achievable maximum gas temperature at the upper gas outlet is limited by the preheating of the above introduced solids. This usually only temperatures of 400 ° C can be realized. This usually leads to the fact that the quality of the gaseous reaction products is diminished by not fully gasified oil and tar shares and also undesirable condensation of such by-products in the upper gas space and in the gas exhaust pipes occur.
  • the countercurrent gasifiers are usually followed by a second gasification stage, which ensures the thermal decomposition of the oil and tar components at significantly higher temperatures, which are in some cases above 1000.degree.
  • a second gasification stage which ensures the thermal decomposition of the oil and tar components at significantly higher temperatures, which are in some cases above 1000.degree.
  • two-stage gasification processes are extremely expensive and usually have unsatisfactory thermal efficiencies.
  • the object of the present invention is therefore to improve processes of the type described above so that the gaseous reaction products can be obtained in an energy-efficient manner as high-quality synthesis gas in high gas yield and free of oil and tar fractions.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned by the fact that the gasification in a first stage in a first vertical process space in a first from top to bottom moving column of bulk, which are added to the carbon-rich substances before entering the first vertical process space with oxygen-containing gas is carried out by Partialo idation in countercurrent and passed the resulting gaseous products in a second vertical process space, and in a second stage cocurrent with oxygen-containing gas in a second moving from top to bottom bulk column after increasing the temperature, and in the lower Part of the vertical process space, are deducted, being used as bulk material in the second column of bulk wholly or partially inert substances.
  • the bulk material acts as a reaction surface on which such oil and tar-like substances form a condensation and evaporation equilibrium, whereby an extension of the average residence time of such substances in the post-gasification zone is achieved.
  • the physical properties of the inert material components are retained over the entire bulk material column.
  • the bulk material Because of its inert substance content, it also acts as an energy buffer and ensures an almost ideal energy distribution. This ensures a very efficient thermal decomposition of the oils and tars.
  • the moving bulk material column acts as the first dust separation stage in the gasification, wherein the dust separated from the gas phase can be very easily discharged from the post-gasification together with the bulk material by the migrating bulk material column.
  • the first bulk material column and / or the second bulk material column are formed from bulk material having a particle size of up to 30 cm.
  • This coarse-grained bulk material ensures ideal gas permeability, energy distribution and very good mass transfer in both process chambers.
  • the bulk material in the first column of bulk material and / or the second bulk material column consists wholly or partly of alkaline substances, for example of lumpy calcium oxide, and / or this alkaline substances, such as lumpy calcium oxide and particularly preferably powdered calcium oxide and / or calcium hydroxide are admixed.
  • the use of calcium oxide has proved to be advantageous, since this substance has catalytic properties which promotes the thermal decomposition of oil and tar-like cracking products and at the same time acts as a pollutant binder.
  • chlorine and sulfur compounds for example, chemically bound to the calcium, while heavy metals bind physically to the active upper calcium oxide ⁇ surface of the.
  • an oxidation zone is formed in which the pyrolysis coke produced in the upper process zone zones is oxidized, thereby supplying the necessary energy to the process.
  • this is equipped with a support firing, which is operated by burner lances with fuel and with oxidizing gas.
  • the gasification takes place in the first vertical process chamber by adding air and / or technical oxygen as the oxidizing gas, the air or oxygen quantity being adjusted such that a total lambda of less than 1 is preferred over all stages of the gasification in the process space less than 0.7, and more preferably less than 0.5.
  • the gasification in the vertical process space takes place in the presence of steam and calcium oxide and / or calcium carbonate and / or calcium hydroxide.
  • This is a calcium-catalyzed reforming of substantial proportions of the resulting oil and / or tar-containing cleavage products having a chain length greater than C4, to carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen at temperatures above 400 ° C is performed.
  • a temperature increase which is conducive to the post-gasification in the vertical process space is achieved via burner lances in the upper gas space and / or further down in the bulk material column, the burner lances being operated with oxygen or oxygen-containing gas.
  • the temperature increase can also take place in such a way that the temperature is already reached in the vertical process chamber via Nerlanzen done in the upper gas space and / or in the transition to the upper gas space of the process space, which burner lances are operated with oxygen or oxygen-containing gas.
  • the withdrawn gaseous reaction products can be cooled after filtration at least partially via a heat exchanger, and the resulting condensates are separated at temperatures below 100 ° C.
  • the withdrawal of the gaseous reaction products is preferably carried out by means of a gas delivery device, which is preferably connected downstream of the heat exchanger.
  • the countercurrent carburetor or the vertical process chamber is equipped at the lower end with a cooling zone, in which cooling gas is introduced from below.
  • Oxygen-containing gas for example air
  • syngas can also be used after cooling has taken place.
  • water can additionally be used as cooling and / or gasifying agent in the cooling zone of the vertical process chamber.
  • the bulk material from at least one of the two bulk solids columns is withdrawn batchwise or continuously by means of metering devices from the respective vertical process chamber.
  • Preferably turntable discharge systems can be used here, which allow a uniform and continuous withdrawal of the bulk material from the process spaces.
  • the withdrawn bulk material from the first and / or the second bulk material column are discharged via vertical Pitot tubes, in which by means of level controls a minimum damming height is maintained, being ensured by the pressure loss, a gas seal against the outside atmosphere.
  • the bulk material from the bulk material column, after exiting the pitot tube, can be separated by physical separation methods, preferably by sieving and / or screening, into different particle fractions, and preferably the fine fraction containing bound contaminants, at least partially removed from the process.
  • the resulting coarse fraction can be used at least partially as bulk material in at least one of the two vertical process spaces.
  • a very efficient cycle process can be formed, whereby the additional demand for supplied fresh bulk material can be reduced to a minimum.
  • the bulk material from the secondary gasification or from the second bulk material column can be cooled countercurrently by introducing synthesis gas purified by dust separation and cooling into the lower part of the vertical process chamber.
  • this cooling of the second column of bulk material can also take place by indirect cooling before exiting the pitot tube by means of cooling water and / or by means of an indirectly cooled conveying section operated with cooling water after leaving the pitot tube.
  • the bulk material from the second bulk material column can be separated by physical separation methods, preferably by screening and / or screening in different grain fractions, and preferably the fine fraction containing bound pollutants from the process, at least partially discharged.
  • the resulting coarse fraction can be at least partially reused as bulk material in at least one of the two vertical process spaces
  • the bulk material from the second bulk material column can be used at least partially directly and using the sensible heat as additional bulk material via a separate metering in the first vertical process space.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the method according to the invention for the gasification of carbon-rich substances.
  • a mixture of carbon-rich substances (A) is in coarse-shaped form and a grain size of less than 30 cm a first vertical process chamber (1), which is designed as a countercurrent carburetor, fed from above via a vertical Schurre (2).
  • These carbon-rich substances before entering the countercurrent carburetor (1) coarse bulk material (3), for example, lumpy calcium oxide, admixed.
  • alkaline substances (4) preferably fine-grained calcium oxide are added to the bulk material bed before entering the vertical process space (1).
  • the mixture (5) of carbon-rich substances, lumpy calcium oxide and alkaline substances flows through the vertical process space (1) by gravity from top to bottom.
  • the flow rate of the bulk material is controlled by means of a metering device (6), which is at the lower end of the first vertical process chamber (1) and can be formed, for example, as a turntable discharge system.
  • This metering device conveys the bulk material into a pitot tube (7) at the lower outlet of the process chamber (1), in which the accumulated material ensures its own pressure loss for a gas seal to the atmosphere.
  • the countercurrent carburettor has burner lances (8) in the central region, which provide for base load firing in the vertical process space and for the stationary formation of an oxidation zone (9). These burner lances can be operated with fossil fuels (10) and oxygen-containing gas (11). As an alternative to fossil fuels, synthesis gas from the process can also be used.
  • oxygen-containing gas for example air
  • This gas is used initially for cooling the bulk material before leaving the vertical process space (1) in a cooling zone (14), wherein the oxygen-containing gas is simultaneously heated to above 800 ° C, and used in the oxidation zone (9) as a gasification agent.
  • introduced amount of oxygen-containing gas is adjusted so that sets a total lambda of preferably less than 0.5 in the vertical process space.
  • the oxygen continues to decrease, so that finally only can take place smoldering to CO, to even all the oxygen is used up earlier and finally a reduction zone (15) is developed with a completely reductive conditions.
  • the provisions in the re- production zone first a drying of the possibly moist feed materials up to a temperature of 100 ° C instead. Thereafter, the actual temperature of the materials continues to increase, so that the gasification process of the plastics contained in the carbon-rich substances, for example, also begins and at an autogenous temperature of up to 500 ° C, the formation of methane, hydrogen and CO begins.
  • the intrinsic temperature of the materials continues to increase due to the hot gases rising from the oxidation zone (9), so that the carbon-rich materials are finally completely degassed and consist only of residual coke, the so-called pyrolysis coke, and ash components.
  • the pyrolysis coke is transported further with the bulk material in the vertical process space (1) down to where it at temperatures above 800 ° C in the lower part of the reduction zone (15) with the C0 2 shares from the oxidation zone (9) by Boudouard conversion at least partially converted to CO. Part of the pyrolysis coke also reacts in this zone according to the water gas reaction with water vapor, which is also contained in the hot gases, to form CO and hydrogen.
  • Residues of pyrolysis coke are finally oxidized in the oxidation zone (9) with the oxygen-containing gas at temperatures below 1800 ° C and used thermally.
  • the bulk material moving bed together with the remaining ash portions, reaches the cooling zone (14).
  • cooling zone (14) and water (16) via water lances (17) can be metered as another cooling and gasifying agent.
  • the synthesis gas formed in the vertical process space is aspirated (18) at the upper end, so that a slight negative pressure is preferably established in the upper gas space (19) of the vertical process space (1).
  • the extracted synthesis gas contains dust, which consists essentially of the solid salts of halogens, fine-grained alkaline substances, other pollutants and inert particles. Furthermore, the synthesis gas still contains incompletely gasified oil and tar-like organic cracking products. To completely gas these, the dust, oil and tar-containing synthesis gas in the gas space (19) of the vertical process chamber (1) or after leaving the vertical process space at
  • the treatment of the synthesis gas in the presence of steam and fine-grained calcium oxide at temperatures of above 400 ° C in a downstream second vertical process chamber (20) is provided, in which the synthesis gas in DC through a moving from top to bottom
  • the bulk material column (21) is guided.
  • the bulk material column (21) can also be formed by coarse bulk material (22), for example lumpy calcium oxide.
  • coarse bulk material (22) for example lumpy calcium oxide.
  • alkaline substances (23) preferably fine-grained niges calcium oxide or calcium hydroxide of the bulk material column (21) are admixed.
  • the bulk material column (21) flows through the vertical process chamber (20) by its own gravity from top to bottom.
  • the flow rate of the bulk material is controlled by means of a metering device (24), which is installed at the lower end of the vertical process space (20) and can be designed, for example, as a turntable delivery system.
  • This metering device conveys the bulk material into a pitot tube (25) at the lower outlet of the process chamber (20), in which the accumulated material ensures its own pressure loss for a gas seal to the atmosphere.
  • the treatment of the synthesis gas may preferably be carried out by using direct firing into the synthesis gas via burner lances (26) operated with oxygen-containing gas (27).
  • burner lances can be installed, for example, in the gas space (19) of the process space (1) or else in the feed line (18) to the process space (20).
  • the use of such burner lances is particularly advantageous when they are installed in the gas space (28) or also further down in the area of the bulk material column (21) of the process space (20).
  • the dust-containing synthesis gas (29) is then at Tem ⁇ temperatures above 300 ° C via a hot gas filtration (30) freed from dust.
  • the halogen-containing filter dust (31) is discharged from the process.
  • the resulting synthesis gas (32) is virtually halogen-free and is cooled by means of a gas cooler (33) and freed from condensates.
  • the resulting condensate (34) can be at least partially used again as a cooling and gasifying agent over the water lances (17) in the vertical reaction space.
  • the synthesis gas cooled in the gas cooler (33) is drawn off from the second process chamber (20) at (29) via gas filter (30) and gas cooler (33) by means of gas compressor (35) and then conveyed to further thermal or material utilization (12) ,
  • the bulk material mixture emerging at the lower end of the first vertical reaction space (1) via the pitot tube (7) contains essentially coarse-grained bulk material, residues of ash and fine-grained calcium oxide.
  • the fine sieve fraction (40) contains residues of ash, bound pollutants and fine-grained calcium oxide.
  • the remaining fine fraction is discharged from the process.
  • An embodiment of the method is that industrial oxygen as oxygen-containing gas at (11) inserted ⁇ is set. As a result, a particularly high-calorie synthesis gas can be generated.
  • the burner lances (8) are operated so that the amount of oxygen-containing gas (11) is used more than stoichiometrically based on the fuel (10). At the same time, in this case, cold synthesis gas (41) is used as the cooling gas in the cooling zone (14).
  • the synthesis gas flowing into the oxidation zone (9) from the cooling zone (14) is at least partially incinerated, forming further carbon dioxide and water vapor.
  • the heat of reaction liberates the energy required for the gasification process.
  • the amount of synthesis gas is adjusted in such a way that on the one hand the bulk material moving bed in the cooling zone (14) is completely cooled down and residual embers are extinguished, and on the one hand a high proportion of the necessary process energy is covered by the synthesis gas.
  • the bulk material mixture emerging at the lower end of the vertical reaction space (20) via the pitot tube (25) contains essentially coarse-grained bulk material, residues of ash and fine-grained calcium oxide.
  • This bulk material can be used without cooling by using its sensible heat directly at (42) as additional bulk material in the vertical process chamber (1).
  • the bulk material can also be cooled by means of indirect cooling with cooling water or air.
  • the fine sieve fraction (46) contains residues of ash, bound pollutants and fine-grained calcium oxide.

Abstract

Das Verfahren dient zur Erzeugung von Synthesegas durch Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen unter Nutzung von Schüttgut als Reaktionsoberfläche. Die Vergasung erfolgt in einer ersten Stufe in einem ersten vertikalen Prozessraum (1) in einer ersten von oben nach unten beweglichen Schüttgutsäule (5), dem die kohlenstoffreichen Substanzen (A) vor Eintritt in den ersten vertikalen Prozessraum (1) beigegeben werden, mit sauerstoffhaltigem Gas durch Partialoxidation im Gegenstrom. Um die gasförmigen Reaktionsprodukte energieeffizient als qualitativ hochwertiges Synthesegas in hoher Gasausbeute und frei von Öl- und Teeranteilen gewinnen zu können, wird vorgeschlagen, die dabei entstehenden gasförmigen Produkte im oberen Bereich in einen zweiten vertikalen Prozessraum (20) zu leiten und in einer zweiten Stufe im Gleichstrom mit sauerstoffhaltigem Gas in einer von oben nach unten bewegten Schüttgutsäule (21) unter Erhöhung der Temperatur nachzuvergasen, wobei sie in einem weiter unter liegenden Bereich (29) des vertikalen Prozessraums (20) abgezogen werden.

Description

Gegenstrom-/Gleichstrom-Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas durch Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen unter Nutzung von Schüttgut als Reaktionsoberfläche .
Derartige Verfahren sind bereits bekannt und werden in Gegen- stromvergasern durchgeführt.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der AT 387 786 B bekannt, die die Verwendung eines selbst nicht oxidier- te, im Kreislauf geführten Schüttguts beschreibt.
In DE 102007062414.1-24 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Vergasung kohlenstoffreicher Substanzen beschrieben, das die Umwandlung unterschiedlichster Kohlenstoffträger unter Nutzung eines Gegenstromvergasers in Synthesegas vorschlägt. Dieses Verfahren nutzt ein im Kreislauf geführtes Schüttgut als Reaktionswanderbett, wobei vorzugsweise alkalische Stoffe, insbesondere Calciumoxid (CaO) als Feingut zugesetzt werden, oder gar das gesamte Schüttgut aus CaO besteht. Ein weiteres wesentliches Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, dass die gasförmigen Reaktionsprodukte an der Oberseite des Gegenstromvergasers abgezogen werden. Nachteilig ist allerdings, dass die gasförmigen Reaktionsprodukte noch unerwünschte Öl- und Teer-Anteile enthalten, die in einer nachgeschalteten Flugstromnachvergasung nur teilweise in der Gasphase reduziert werden können.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aus der DE 40 30 644 AI ist ein Verfahren zur Erzeugung brennbarer Gase bekannt, bei welchem eine Gasumwandlung in einem bewegten Koksbett vorgesehen ist. Für die Nachbehandlung von Synthesegasen, die gemäß der DE 10 2007 062 414 AI erzeugt werden, hat sich ein bewegtes Koksbett als nicht geeignet erwiesen.
Gegenstromvergaser mit einem Schüttgut-Reaktionswanderbett weisen hervorragende StoffÜbergänge zwischen den einzelnen Phasen der Reaktanten auf, sodass insbesondere auch Reaktionen zwischen der Feststoff- und der Gasphase energetisch hocheffiziente Ausführungsformen solcher Vergasungsverfahren gestatten. Der wesentliche Nachteil von Gegenstromvergasern besteht jedoch darin, dass die erreichbare maximale Gastemperatur am oberen Gasaustritt durch die Vorwärmung der oben eingebrachten Feststoffe limitiert ist. Dadurch können zumeist nur Temperaturen von maximal 400 °C realisiert werden. Das führt zumeist dazu, dass die Qualität der gasförmigen Reaktionsprodukte durch nicht vollständig vergaste Öl- und Teer-Anteile geschmälert wird und zudem unerwünschte Kondensationen solcher Nebenprodukte im oberen Gasraum und in den Gasabzugsrohren auftreten.
Um diesen Problemen zu begegnen, wird den Gegenstromvergasern zumeist eine zweite Vergasungsstufe nachgeschaltet, die bei deutlich höheren Temperaturen, die teilweise oberhalb 1000 °C liegen, die thermische Spaltung der Öl- und Teer-Anteile gewährleisten. Solche 2-Stufigen Vergasungsverfahren sind allerdings enorm aufwendig und weisen zumeist unbefriedigende thermische Wirkungsgrade auf. Für die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, Verfahren der oben beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, dass die gasförmigen Reaktionsprodukte energieeffizient als qualitativ hochwertiges Synthesegas in hoher Gasausbeute und frei von Öl- und Teer-Anteilen gewonnen werden können .
Diese Aufgabe wird in einem Verfahren der Eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Vergasung in einer ersten Stufe in einem ersten vertikalen Prozessraum in einer ersten von oben nach unten bewegten Schüttgutsäule, dem die kohlenstoffreichen Substanzen vor Eintritt in den ersten vertikalen Prozessraum beigegeben werden, mit sauerstoffhaltigem Gas durch Partialo idation im Gegenstrom durchgeführt wird und die dabei entstehenden gasförmigen Produkte in einen zweiten vertikalen Prozessraum geleitet, und in einer zweiten Stufe im Gleichstrom mit sauerstoffhaltigem Gas in einer zweiten von oben nach unten bewegten Schüttgutsäule unter Erhöhung der Temperatur nachvergast, und im unteren Bereich des vertikalen Prozessraums, abgezogen werden, wobei als Schüttgut in der zweiten Schüttgutsäule ganz oder teilweise inerte Stoffe eingesetzt werden.
Es hat sich gezeigt, dass die Nachvergasung von Öl- und Teer- haltigen Synthesegasen besonders effizient in Schüttgutsäulen durchgeführt werden kann. Dabei wirkt das Schüttgut als Reaktionsoberfläche, auf der solche Öl- und Teerähnlichen Stoffe ein Kondensations- und Verdampfungsgleichgewicht ausbilden, wodurch eine Verlängerung der mittleren Verweilzeit solcher Stoffe in der Nachvergasungszone erreicht wird. Die physikalischen Eigenschaften der inerten Stoffanteile bleiben dabei über die gesamte Schüttgutsäule erhalten. Das Schüttgut fun- giert auch wegen seiner inerten Stoffanteile gleichzeitig als Energiepuffer und gewährleistet eine nahezu ideale Energieverteilung. Dadurch kann eine sehr effiziente thermische Spaltung der Öle und Teere gewährleistet werden. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die bewegte Schüttgutsäule in der Nachvergasung als erste Staubabscheidungsstufe wirkt, wobei der aus der Gasphase abgeschiedene Staub durch die wandernde Schüttgutsäule sehr einfach aus der Nachvergasung zusammen mit dem Schüttgut ausgetragen werden kann.
Vorzugsweise werden die erste Schüttgutsäule und/oder die zweite Schüttgutsäule aus Schüttgut gebildet, das eine Korngröße von bis zu 30 cm aufweist. Durch dieses grobstückige Schüttgut können in beiden Prozessräumen eine ideale Gasdurchlässigkeit, Energieverteilung sowie sehr gute Stoffübergänge gewährleistet werden.
Um eine hohe Qualität der gasförmigen Produkte zu erreichen ist es vorteilhaft, wenn das Schüttgut in der ersten Schüttgutsäule und/oder der zweiten Schüttgutsäule ganz oder teilweise aus alkalischen Stoffen, beispielsweise aus grobstückigem Calciumoxid besteht, und/oder diesem alkalische Stoffe, beispielsweise grobstückiges Calciumoxid und besonders bevorzugt staubförmiges Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid zugemischt werden. Insbesondere der Einsatz von Calciumoxid hat sich als vorteilhaft erwiesen, da dieser Stoff katalytische Eigenschaften aufweist, welche die thermische Spaltung von Öl- und Teer-ähnlichen Crackprodukten befördert und gleichzeitig als Schadstoffbinder fungiert. So werden beispielsweise Chlor- und Schwefelanteile chemisch am Calcium gebunden, während sich Schwermetalle physikalisch an der aktiven Ober¬ fläche des Calciumoxids binden. Im ersten vertikalen Prozessraum wird eine Oxidationszone ausgebildet, in der die in den oberen Prozessraumzonen entstehende Pyrolysekoks oxidiert, und dadurch dem Prozess die notwendige Energie zugeführt wird. Für die Inbetriebnahme und für die Fixierung der Oxidationszone ist diese mit einer Stützfeuerung ausgestattet, die über Brennerlanzen mit Brennstoff und mit Oxidationsgas betrieben wird.
Grundsätzlich erfolgt die Vergasung im ersten vertikalen Pro zessraum durch Zugabe von Luft und/oder technischem Sauerstoff als Oxidationsgas, wobei die Luft- bzw. Sauerstoffmeng so eingestellt wird, dass sich über alle Stufen der Vergasun im Prozessraum ein Gesamt-Lambda von kleiner 1, bevorzugt kleiner 0,7 und besonders bevorzugt kleiner 0,5 ergibt.
Die Nachvergasung im vertikalen Prozessraum erfolgt in Gegenwart von Wasserdampf und Calciumoxid und/oder Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid . Dadurch wird eine Calcium- katalysierte Reformierung von wesentlichen Anteilen der entstehenden Öl- und/oder Teer-haltigen Spaltprodukten, die eine Kettenlänge von größer C4 aufweisen, zu Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff bei Temperaturen von oberhalb 400 °C durchgeführt.
Eine für die Nachvergasung im vertikalen Prozessraum förderliche Temperaturerhöhung wird über Brennerlanzen im oberen Gasraum und/oder weiter unten in der Schüttgutsäule erreicht, wobei die Brennerlanzen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas betrieben werden.
Die Temperaturerhöhung kann auch dergestalt erfolgen, dass die Temperatur bereits im vertikalen Prozessraum über Bren- nerlanzen im oberen Gasraum und/oder in der Überleitung zum oberen Gasraum des Prozessraums erfolgt, wobei auch diese Brennerlanzen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas betrieben werden.
Um die Rest-Entstaubung der abgezogenen gasförmigen Reaktionsprodukte sicherzustellen, können diese mittels physikalischer Trennmethoden, vorzugsweise über eine Filteranlage, bei Temperaturen oberhalb von 300 °G von Staub befreit werden.
In einem weiteren Reinigungsschritt können die abgezogenen gasförmigen Reaktionsprodukte nach der Filtration zumindest teilweise über einen Wärmetauscher abgekühlt, und die dabei entstehenden Kondensate bei Temperaturen unterhalb von 100 °C abgetrennt werden.
Der Abzug der gasförmigen Reaktionsprodukte erfolgt vorzugsweise mittels einer Gasfördereinrichtung, die vorzugsweise dem Wärmetauscher nachgeschaltet ist.
Der Gegenstromvergaser bzw. der vertikale Prozessraum ist am unteren Ende mit einer Kühlzone ausgestattet, in die von unten Kühlgas eingeleitet wird.
Als Kühlgas kann sauerstoffhaltiges Gas, beispielsweise Luft eingesetzt werden, wobei dieses bei der Abkühlung des Schüttgutes im Gegenstrom gleichzeitig vorgewärmt, und zumindest teilweise als Oxidationsgas in der Oxidationszone dient.
Alternativ zu sauerstoffhaltigem Gas kann auch Synthesegas nach erfolgter Kühlung eingesetzt werden. Unabhängig vom Kühlgas kann in der Kühlzone des vertikalen Prozessraums zusätzlich Wasser als Kühl und/oder Vergasungs- mittel eingesetzt werden.
Das Schüttgut aus wenigstens einer der beiden Schüttgutsäulen wird mittels Dosiereinrichtungen aus dem jeweiligen vertikalen Prozessraum batchweise oder kontinuierlich abgezogen. Vorzugsweise können hier Drehteller-Austragssysteme eingesetzt werden, die einen gleichmäßigen und kontinuierlichen Abzug des Schüttgutes aus den Prozessräumen erlauben.
Dabei ist es vorteilhaft dass das abgezogene Schüttgut aus der ersten und / oder der zweiten Schüttgutsäule über vertikale Staurohre abgeführt werden, in denen mittels Füllstandsregelungen eine Mindest-Stauhöhe aufrechterhalten wird, wobei durch deren Druckverlust eine Gasabdichtung gegenüber der Außenatmosphäre gewährleistet wird.
Das- Schüttgut aus der Schüttgutsäule kann nach Austritt aus dem Staurohr durch physikalische Trennmethoden, vorzugsweise durch Siebung und/oder Sichtung in verschiedene Kornfraktionen aufgetrennt, und vorzugsweise die Feinfraktion, enthaltend gebundene Schadstoffe, zumindest teilweise aus dem Pro- zess ausgeschleust werden.
Die resultierende Grobfraktion, kann zumindest teilweise wieder als Schüttgut in wenigstens einem der beiden vertikalen Prozessräume eingesetzt werden. Dadurch kann ein sehr effizienter Kreislauf rozess ausgebildet werden, wobei dadurch der Ergänzungsbedarf an zugeführtem frischem Schüttgut auf ein Minimum reduziert werden kann. Das Schüttgut aus der Nachvergasung bzw. aus der zweiten Schüttgutsäule kann im Gegenstrom durch Einleiten von durch Staubabtrennung und Kühlung gereinigtem Synthesegas in den unteren Teil des vertikalen Prozessraums abgekühlt werden.
Alternativ kann diese Abkühlung der zweiten Schüttgutsäule auch durch indirekte Kühlung vor Austritt aus dem Staurohr mittels Kühlwasser und / oder über eine mit Kühlwasser betriebene indirekt gekühlte Förderstrecke nach Austritt aus dem Staurohr erfolgen.
Nach erfolgter Kühlung kann das Schüttgut aus der zweiten Schüttgutsäule durch physikalische Trennmethoden, vorzugsweise durch Siebung und/oder Sichtung in verschiedene Kornfraktionen aufgetrennt, und vorzugsweise die Feinfraktion, enthaltend gebundene Schadstoffe, aus dem Prozess, zumindest teilweise ausgeschleust werden.
Die resultierende Grobfraktion kann zumindest teilweise wieder als Schüttgut in wenigstens einem der beiden vertikalen Prozessräume eingesetzt werden
Grundsätzlich ist es auch möglich, beide Schüttgutsäulen übe einem gemeinsamen Zuführstrom einer Siebung und/oder Sichtun zuzuführen und mit den resultierenden Kornfraktionen analog zu verfahren.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Schüttgut aus der zweiten Schüttgutsäule zumindest teilweise direkt, und unter Nutzung der fühlbaren Wärme, als zusätzliches Schüttgut über eine getrennte Dosierung im ersten vertikalen Prozessraum eingesetzt werden. Nachfolgend wird anhand der beigefügten Abbildung näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen.
Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen .
Eine Mischung aus kohlenstoffreichen Substanzen (A) wird in grobstückiger Form und einer Korngröße von kleiner als 30 cm einem ersten vertikalen Prozessraum (1), der als Gegenstrom- vergaser ausgebildet ist, von oben über eine vertikale Schurre (2) zugeführt. Diesen kohlenstoffreichen Substanzen wird vor Eintritt in den Gegenstromvergaser (1) grobstückiges Schüttgut (3), beispielsweise grobstückiges Calciumoxid, zugemischt. Zur späteren Bindung der in den organischen Materialien enthaltenen Schadstoffen wie beispielsweise Chlor und Schwermetallen, werden alkalische Stoffe (4), vorzugsweise feinkörniges Calciumoxid dem Schüttgutwanderbett vor Eintritt in den vertikalen Prozessraum (1) beigemischt.
Das Gemisch (5) aus kohlenstoffreichen Substanzen, grobstückigem Calciumoxid und alkalischen Stoffen durchströmt den vertikalen Prozessraum (1) durch eigene Schwerkraft von oben nach unten. Die Durchflussmenge des Schüttgutes wird dabei mittels einer Dosiervorrichtung (6), die am unteren Ende des ersten vertikalen Prozessraums (1) installiert ist und beispielsweise als Drehteller-Austragssystem ausgebildet werden kann, gesteuert. Diese Dosiervorrichtung fördert das Schüttgut in ein Staurohr (7) am unteren Ausgang des Prozessraums (1) , in dem das angestaute Material durch seinen eigenen Druckverlust für eine Gasabdichtung zur Atmosphäre sorgt. Der Gegenstromvergaser weist im mittleren Bereich Brennerlanzen (8) auf, die für eine Grundlastfeuerung im vertikalen Prozessraum und für die stationäre Ausbildung einer Oxidati- onszone (9) sorgen. Diese Brennerlanzen können mit fossilen Brennstoffen (10) und sauerstoffhaltigem Gas (11) betrieben werden. Alternativ zu den fossilen Brennstoffen kann auch Synthesegas aus dem Prozess eingesetzt werden.
Am unteren Ende des ersten vertikalen Prozessraums (1) wird sauerstoffhaltiges Gas, beispielsweise Luft, als Kühlgas (13) eingeleitet. Dieses Gas dient zunächst zur Abkühlung des Schüttgutes vor Verlassen des vertikalen Prozessraums (1) in einer Kühlzone (14), wobei das sauerstoffhaltige Gas gleichzeitig auf über 800 °C aufgewärmt, und in der Oxidationszone (9) als Vergasungsmittel genutzt wird.
Die über die Brennerlanzen (8) und über die Kühlzone
( 14 ) eingeleitete Menge an sauerstoffhaltigem Gas wird so eingestellt, dass sich im vertikalen Prozessraum ein Gesamt- Lambda von vorzugsweise kleiner 0,5 einstellt. Dadurch bildet sich zunächst eine Oxidationszone (9) aus, in der brennbare Reste der kohlenstoffreichen Substanzen, der sogenannte Pyrolysekoks mit Sauerstoff zu C02 reagieren. Weiter oben im Pro¬ zessraum nimmt der Sauerstoff weiter ab, sodass schließlich nur noch Verschwelung zu CO stattfinden kann, bis noch weiter oben schließlich der gesamte Sauerstoff verbraucht ist und sich eine Reduktionszone (15) bei vollständig reduktiven Bedingungen ausbildet.
Betrachtet man umgekehrt den Fluss des Schüttgutgemisches be¬ stehend aus kohlenstoffreichen Substanzen, Calciumoxid und alkalischen Stoffen von oben nach unten, so findet in der Re- duktionszone (15) zunächst eine Trocknung der möglicherweise feuchten Einsatzmaterialien bis zu einer Eigentemperatur von 100 °C statt. Danach steigt die Eigentemperatur der Materialien weiter an, sodass der Vergasungsprozess der in den koh- lenstoffreichen Substanzen beispielsweise auch enthaltenen Kunststoffen beginnt und bei einer Eigentemperatur von bis zu 500 °C die Bildung von Methan, Wasserstoff und CO einsetzt. Nach weitgehender Entgasung steigt die Eigentemperatur der Materialien durch die aus der Oxidationszone (9) aufsteigenden Heißgase weiter an, sodass die kohlenstoffreichen Materialien schließlich vollständig entgast sind und nur noch aus Restkoks, dem sogenannten Pyrolysekoks, und Ascheanteilen bestehen. Der Pyrolysekoks wird mit dem Schüttgut im vertikalen Prozessraum (1) weiter nach unten transportiert, wo er bei Temperaturen oberhalb von 800 °C im unteren Bereich der Reduktionszone (15) mit den C02-Anteilen aus der Oxidationszone (9) durch Boudouard-Umwandlung zumindest teilweise in CO umgewandelt wird. Ein Teil des Pyrolysekokses reagiert in dieser Zone auch gemäß der Wassergasreaktion mit Wasserdampf, der ebenfalls in den Heißgasen enthalten ist, unter Bildung von CO und Wasserstoff.
Reste des Pyrolysekokses werden schließlich in der Oxidationszone (9) mit dem sauerstoffhaltigen Gas bei Temperaturen unterhalb von 1800°C oxidiert und thermisch genutzt.
Das Schüttgutwanderbett gelangt zusammen mit den verbleibenden Ascheanteilen in die Kühlzone (14).
In die Kühlzone (14) kann auch Wasser (16) über Wasserlanzen (17) als weiteres Kühl- und Vergasungsmittel eindosiert werden . Das im vertikalen Prozessraum gebildete Synthesegas wird am oberen Ende abgesaugt (18), sodass sich im oberen Gasraum (19) des vertikalen Prozessraums (1) vorzugsweise ein leichter Unterdruck einstellt.
Das abgesaugte Synthesegas enthält Staub, der im Wesentlichen aus den festen Salzen der Halogene, feinkörnigen alkalischen Stoffen, weiteren Schadstoffen und inerten Partikeln besteht. Weiterhin enthält das Synthesegas noch unvollständig vergaste Öl- und Teer-ähnliche organische Crackprodukte . Um diese auch noch vollständig zu vergasen, kann das Staub, Öl- und Teer- haltige Synthesegas im Gasraum (19) des vertikalen Prozessraums (1) oder nach Verlassen des vertikalen Prozessraums bei
(18) in Gegenwart von Wasserdampf und feinkörnigem Calciumoxid bei Temperaturen von oberhalb 400 °C in der Gasphase behandelt werden. Diese Temperatur kann durch entsprechende Einstellung der Menge an sauerstoffhaltigem Gas in den Prozessraum (1) oder durch die Heizleistung der Brennerlanzen
(8) in der Oxidationszone (9) eingestellt werden.
Vorgesehen ist jedenfalls die Behandlung des Synthesegases in Gegenwart von Wasserdampf und feinkörnigem Calciumoxid bei Temperaturen von oberhalb 400 °C in einem nachgeschalteten zweiten vertikalen Prozessraum (20), in dem das Synthesegas im Gleichstrom durch eine von oben nach unten wandernde
Schüttgutsäule (21) geführt wird. Die Schüttgutsäule (21) kann auch durch grobstückiges Schüttgut (22), beispielsweise grobstückiges Calciumoxid ausgebildet werden. Zusätzlich können zur verbesserten Bindung der in den organischen Materia¬ lien enthaltenen Schadstoffe, wie beispielsweise Chlor und Schwermetallen, alkalische Stoffe (23), vorzugsweise feinkör- niges Calciumoxid oder Calciumhydroxid der Schüttgutsäule (21) beigemischt werden.
Die Schüttgutsäule (21) durchströmt den vertikalen Prozessraum (20) durch eigene Schwerkraft von oben nach unten. Die Durchflussmenge des Schüttgutes wird dabei mittels einer Dosiervorrichtung (24), die am unteren Ende des vertikalen Prozessraums (20) installiert ist und beispielsweise als Dreh- teller-Austragssystem ausgebildet werden kann, gesteuert. Diese Dosiervorrichtung fördert das Schüttgut in ein Staurohr (25) am unteren Ausgang des Prozessraums (20), in dem das angestaute Material durch seinen eigenen Druckverlust für eine Gasabdichtung zur Atmosphäre sorgt.
Die Behandlung des Synthesegases kann bevorzugt durch Verwendung einer Direktfeuerung in das Synthesegas über Brennerlanzen (26) erfolgen, die mit sauerstoffhaltigem Gas (27) betrieben werden. Solche Brennerlanzen können beispielsweise im Gasraum (19) des Prozessraums (1) oder auch in der Zuführungsleitung (18) zum Prozessraum (20) installiert sein. Be¬ sonders vorteilhaft ist die Nutzung solcher Brennerlanzen, wenn diese im Gasraum (28) oder auch weiter unten im Bereich der Schüttgutsäule (21) des Prozessraums (20) installiert sind .
Diese thermische Nachbehandlung in Gegenwart von Wasserdampf und Calciumoxid gewährleistet die Spaltung von im Synthesegas noch in geringen Mengen vorhandenen Ölen und Teeren durch ka- talytische Wirkung des Calciumoxids .
Das staubhaltige Synthesegas (29) wird anschließend bei Tem¬ peraturen oberhalb von 300 °C über eine Heißgasfiltration (30) vom Staub befreit. Der halogenhaltige Filterstaub (31) wird aus dem Prozess ausgeschleust.
Das resultierende Synthesegas (32) ist praktisch halogen-frei und wird mittels eines Gaskühlers (33) abgekühlt und von Kondensaten befreit. Das anfallende Kondensat (34) kann zumindest teilweise wieder als Kühl- und Vergasungsmittel über die Wasserlanzen (17) im vertikalen Reaktionsraum eingesetzt werden .
Das im Gaskühler (33) abgekühlte Synthesegas wird mittels Gasverdichter (35) aus dem zweiten Prozessraum (20) bei (29) abgezogen über Gasfilter (30) und Gaskühler (33) gesaugt und anschließend zur weiteren thermischen bzw. stofflichen Verwertung (12) gefördert.
Das am unteren Ende des ersten vertikalen Reaktionsraums (1) über das Staurohr (7) austretende Schüttgutgemisch enthält im Wesentlichen grobkörniges Schüttgut, Reste an Aschen und feinkörniges Calciumoxid.
Zur Entfernung gebundener Schadstoffe und der Aschen ist es besonders bevorzugt, eine Siebung (36) des Schüttgutgemisches durchzuführen, wobei die Grobfraktion (37) vorzugsweise wieder als Schüttgut bei (38) im ersten vertikalen Prozessraum
(1) und /oder als Schüttgut im zweiten vertikalen Prozessraum
(20) bei (39) eingesetzt wird.
Die feine Siebfraktion (40) enthält Reste an Aschen, gebundene Schadstoffe und feinkörniges Calciumoxid.
Gezeigt ist hier auch eine Ausführungsform des Verfahrens, die vorsieht, die feine Siebfraktion zumindest teilweise wieder als feinkörnige alkalische Stoffe dem Schüttgut bei (4) und/oder bei (23) beizumischen und dadurch eine teilweise Kreislauffahrweise der feinen Siebfraktion zu betreiben. Die restliche Feinfraktion wird aus dem Prozess ausgeschleust.
Eine Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, dass technischer Sauerstoff als sauerstoffhaltiges Gas bei (11) einge¬ setzt wird. Dadurch kann ein besonders heizwertreiches Synthesegas erzeugt werden.
Die Brennerlanzen (8) werden so betrieben, dass die Menge an sauerstoffhaltigem Gas (11) überstöchiometrisch bezogen auf den Brennstoff (10) eingesetzt wird. Gleichzeitig wird in diesem Fall kaltes Synthesegas (41) als Kühlgas in der Kühlzone (14) eingesetzt.
Aufgrund des resultierenden SauerstoffÜberschusses in der Oxidationszone (9) wird das aus der Kühlzone (14) in die Oxi- dationszone (9) einströmenden Synthesegas zumindest teilweise verbrannt und bildet dabei weiteres Kohlendioxid und Wasserdampf. Dabei wird durch die freiwerdende Reaktionswärme die für den Vergasungsprozess notwendige Energie zur Verfügung gestellt .
Entsprechend des Gegenstromvergasungsprinzips reagiert das Kohlendioxid und der Wasserdampf aus der Synthesegasverbrennung in der mit dem aus den organischen Materialien entstehenden Koks in der Reduktionszone (15) unter Bildung von Koh- lenmonoxid und Wasserstoff.
Die Synthesegasmenge wird so eingestellt, dass einerseits das Schüttgutwanderbett in der Kühlzone (14) vollständig abgekühlt und restliche Glutnester gelöscht werden, und anderer- seits ein möglichst hoher Anteil der notwendigen Prozessenergie über das Synthesegas gedeckt wird.
Das am unteren Ende des vertikalen Reaktionsraums (20) über das Staurohr (25) austretende Schüttgutgemisch enthält im Wesentlichen grobkörniges Schüttgut, Reste an Aschen und feinkörniges Calciumoxid.
Dieses Schüttgut kann ohne Abkühlung unter Nutzung seiner fühlbaren Wärme direkt bei (42) als zusätzliches Schüttgut im vertikalen Prozessraum (1) eingesetzt werden.
Alternativ kann das Schüttgut auch mittels indirekter Kühlung mit Kühlwasser oder Luft abgekühlt werden.
Besonders bevorzugt ist jedoch die Kühlung mittels kalten Synthesegases (43) im Gegenstrom.
Zur Entfernung gebundener Schadstoffe und der Aschen ist es bevorzugt eine Siebung (44) des Schüttgutgemisches aus dem Staurohr (25) durchzuführen, wobei die Grobfraktion (45) vorzugsweise wieder als Schüttgut bei (38) im ersten vertikalen Prozessraum (1) und /oder als Schüttgut im zweiten vertikalen Prozessraum (20) bei (39) eingesetzt wird.
Die feine Siebfraktion (46) enthält Reste an Aschen, gebundene Schadstoffe und feinkörniges Calciumoxid.
Hier ist es möglich, die feine Siebfraktion zumindest teilweise wieder als feinkörnige alkalische Stoffe dem Schüttgut bei (7) und/oder bei (23) beizumischen und dadurch eine teil¬ weise Kreislauffahrweise der feinen Siebfraktion zu betreiben. Die restliche Feinfraktion wird aus dem Prozess ausge¬ schleust .

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas durch Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen unter Nutzung von Schüttgut als Reaktionsoberfläche, wobei die Vergasung in einer ersten Stufe in einem ersten vertikalen Prozessraum (1) in einer ersten von oben nach unten bewegten Schüttgutsäule (5), dem die kohlenstoffreichen Substanzen (A) vor Eintritt in den ersten vertikalen Prozessraum (1) beigegeben werden, mit sauerstoffhaltigem Gas durch Partialoxidation im Gegenstrom erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass die dabei entstehenden gasförmigen Produkte im oberen Bereich in einen zweiten vertikalen Prozessraum (20) geleitet, und in einer zweiten Stufe im Gleichstrom mit sauerstoffhaltigem Gas in einer von oben nach unten bewegten Schüttgutsäule (21) unter Erhöhung der Temperatur nachvergast, und in einem weiter unten liegenden Bereich (29) des vertikalen Prozessraums (20), abgezogen werden, wobei als Schüttgut in der zweiten Schüttgutsäule (21) ganz oder teilweise inerte Stoffe eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schüttgutsäule (5) und/oder die zweite
Schüttgutsäule (21) aus Schüttgut gebildet werden, das eine Korngröße von bis zu 30 cm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schüttgut in der ers¬ ten Schüttgutsäule (5) und/oder der zweiten Schütt- gutsäule (21) ganz oder teilweise alkalische Stoffe eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut aus Calciumoxid besteht oder diesem staubförmiges und/oder grobstückiges Calciumoxid, und/oder Calciumhydroxid zugemischt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Prozessraum (1) eine Stützfeuerung im Bereich der Oxidationszone
(9) aufweist, die über Brennerlanzen (8) mit Brennstoff
(10) und mit Oxidationsgas (11) betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergasung im ersten vertikalen Prozessraum (1) durch Zugabe von Luft und/oder technischem Sauerstoff als Oxidationsgas erfolgt, wobei die Luft- und/oder die Sauerstoffmenge so eingestellt wird, dass sich über alle Stufen der Vergasung im Prozessraum (1) ein Gesamt-Lambda von kleiner 1, bevorzugt kleiner 0,7 und besonders bevorzugt kleiner 0,5 einstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im vertikalen Prozessraum (20) in Gegenwart von Wasserdampf und Calciumoxid und/oder Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid eine Calcium-katalysierte Reformierung von wesentlichen Anteilen der entstehenden Öl- und/oder Teer-haltigen Spaltprodukten, die eine Kettenlänge von größer C4 auf¬ weisen, zu Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff bei Temperaturen von oberhalb 400 °C durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur im vertikalen Prozessraum (20) über Brennerlanzen (26) im oberen Gasraum (28) und/oder weiter unten in der Schüttgutsäule (21) erhöht wird, wobei die Brennerlanzen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas (27) betrieben werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur bereits im vertikalen Prozessraum (1) über Brennerlanzen im oberen Gasraum (19) und/oder in der Überleitung (18) zum oberen Gasraum (28) des Prozessraums (20) erhöht wird, wobei die Brennerlanzen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas (27) betrieben werden .
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die abgezogenen gasförmigen Reaktionsprodukte (29) mittels physikalischer
Trennmethoden, vorzugsweise über eine Filteranlage
(30) , bei Temperaturen oberhalb von 300 °C von Staub
(31) befreit werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die abgezogenen gasförmigen Reaktionsprodukte (32) nach der Filtration zumindest teilweise über einen Wärmetauscher (33) abgekühlt, und die dabei entstehenden Kondensate (34) bei Temperaturen unterhalb von 100 °C zumindest teilweise abgetrennt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abzug der gasförmigen Reaktionsprodukte mittels einer Gasfördereinrichtung (35) erfolgt, die vorzugsweise dem Wärmetauscher (33) nachgeschaltet ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Prozessraum (1) am unteren Ende eine Kühlzone (14) aufweist, in die von unten Kühlgas (13) eingeleitet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlgas (13) sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt wird, das gleichzeitig vorgewärmt, und zumindest teilweise als Oxidationsgas in der Oxidationszone genutzt wird .
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlgas Synthesegas (41) eingesetzt wird, das zuvor im Wärmetauscher (33) gekühlt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlzone (14) des vertikalen Prozessraums (1), zusätzlich Wasser (16) als Kühl- und/oder Vergasungsmittel eingesetzt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut aus wenigstens einem der beiden Schüttgutsäulen mittels Dosiereinrichtungen (6, 24) aus den vertikalen Prozessräumen (1, 20) batchweise oder kontinuierlich abgezogen werden .
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das abgezogene Schüttgut aus der ersten Schütt- gutsäule (5) und/oder das zweite Schüttgut (21) über vertikale Staurohre (7, 25) geführt wird, in denen mittels Füllstandsregelungen eine Mindest-Stauhöhe aufrechterhalten wird, wobei durch deren Druckverlust eine Gasabdichtung gegenüber der Außenatmosphäre gewährleistet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut aus der Schüttgutsäule (5) nach Austritt aus dem Staurohr (7) durch physikalische Trennmethoden, vorzugsweise durch Siebung und/oder Sichtung (36) in verschiedene Kornfraktionen aufgetrennt, und vorzugsweise die Feinfraktion (40), enthaltend gebundene Schadstoffe, zumindest teilweise aus dem Prozess ausgeschleust wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Anwendung der physikalischen Trennme¬ thode, resultierende Grobfraktion (37), zumindest teilweise wieder als Schüttgut in wenigstens einem der beiden vertikalen Prozessräume (1, 20) eingesetzt wird.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut aus der zweiten Schüttgutsäule (21) unterhalb der Abzugsstelle (29) im Gegenstrom durch Einleiten von kühlem, durch Staubabtrennung gereinigtem Synthesegas (43) in den unteren Teil des vertikalen Prozessraums (20) abgekühlt wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut aus der zweiten Schüttgutsäule (21) vor Austritt aus dem Stau- rohr (25) durch indirekte Kühlung mittels Kühlwasser und/oder über eine mit Kühlwasser indirekte gekühlte Förderstrecke nach Austritt aus dem Staurohr (25) abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut aus der zweiten Schüttgutsäule (21) , nach erfolgter Kühlung, durch physikalische Trennmethoden, vorzugsweise durch Siebung und/oder Sichtung (44) in verschiedene Kornfraktionen aufgetrennt, und vorzugsweise die Feinfraktion (46), enthaltend gebundene Schadstoffe aus dem Prozess, zumindest teilweise ausgeschleust wird.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Anwendung der physikalischen Trennmethode, resultierende Grobfraktion (45) , zumindest teilweise wieder als Schüttgut in wenigstens einem der beiden vertikalen Prozessräume (1, 20) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut aus der zweiten Schüttgutsäule (21) zumindest teilweise, direkt unter Nutzung der fühlbaren Wärme, als zusätzliches Schüttgut über eine getrennte Dosierung bei (42) im ersten vertikalen Prozessraum (1) eingesetzt wird
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