AT526206A1

AT526206A1 - Vorrichtung einer Vergasungsanlage die auch als Pyrolyseanlage betrieben werden kann

Info

Publication number: AT526206A1
Application number: ATA123/2022A
Authority: AT
Original assignee: Gs Gruber Schmidt Gmbh
Priority date: 2022-06-08
Filing date: 2022-06-08
Publication date: 2023-12-15

Abstract

Eine Vorrichtung eines Vergasungsreaktors (1), der auch als Pyrolysereaktor (1) betrieben werden kann, aufgebaut als Sehachtreaktor, wobei biogenes Substrat (40) über zwei Auf/ Zu Klappen (38,39) am Reaktorkopf über den Deckel (2) eingebracht wird. Das Substrat wird in der Zone (1) gespeichert, bewegt sich in Schwerkraftrichtung in die Zone (4), wo e getrocknet und pyrolytisiert wird. In der Mitte des Reaktors (1) befindet sind ein Düsenring (6,17) mit Randdüsen (17) und Volldüsen (5) über die Düsen wird Wasserdampf (19), Sauerstoff (44), Luft (30) und Kohlenmonoxid mit Kohlendioxid (25) vorgewärmt über die Wärmetauscher (22,28,33, 47) in den Reaktor eingebracht wird. In der Zone (8) erfolgt die Reduktion des erzeugten Pyrolysegases zu Syngas (14), wobei in der Zone (8) eine elektrische Beheizung (9,10,11) möglich ist. In der Zone (12) wird das Syngas (14) über das Spaltgitter (13) in den Gassammelraum (36) und den Rohrstutzen (15) abgesaugt. Am kegeligen Reaktorboden (37) wird die Kohle über eine gasdichte und druckfeste Schnecke (41) ausgetragen.

Description

Eine Vorrichtung eines Vergasungsreaktors 1, der auch. als Pyrailysereaktor 1 betrieben werden kann, aufgebaut als Schachtreakter, wobei biogenes Substrat 40 über zwei Auf / Zu Klappen 38,39 am Reaktorkopf über den Deckel 2 eingebracht wird, Das Substrat wird in der Zone 1 gespeichert, bewegt sich in Schwerkraftrichtung in die Zane 4, wo e getrocknet und pyrolytisiert wird. Ih der Mitte des Reaktors 1 befindet sind ein Düsenring 6,17 mit Randdüsen 17 und Velldüsen 5 über die Wasserdampf 19, Sauerstoff 44, Luft 30 und Kohlenmonoxid mit Kohlendioxid 25 vorgewätmt über die Wärmetauscher 22,28,33, 47 in den Reaktor eingebracht wird, In der Zone 8 erfolgt die Reduktion des erzeugten Pyrolysegases zu Synthesegas 14, wobel in der Zone 8 eine elektrische Beheizung 9,10,11 möglich ist. In der Zane 12 wird das Synthesegas 14 über das Spaltgitter 13 in den Gassammelraum 36 und den Rohrstutzen 15 abgesaugt. Am kegeligen Reaktorbadern: 37 wird die Kohle über eine gasdichte und druckfeste Schnecke 41 ausgetragen.

Die Vergasung von biogenen Stoffen in Schachtreaktoren ist bekannt. Unter Vergasung versteht man dabei die Trocknung, Pyrolytisierung und Umwandlung zu einem. Synthesegas und Kohlenstoff, wobei die benötigte Wärme durch die Eigenstoffverbrennung im Reaktor stattändet, Schachtreaktoren sind im chemischen Anlagenbau bekannt. Die Schachtreaktoren haben in der Regel keine Einbauten und die Sauerstoffzuführung oder die Luftzuführung erfolgt vom Reaktormantel aus. ;

Die Pyrolyse von biogenen Stoffen in Schneckenreaktoren ist bekannt. In der Regel spricht man da von Niedertemperaturpyrolyse da die Betttemperaturen kleiner als 500°C sind, Die Temperaturbegrenzung ist ein erheblicher Nachteil und leitet sich aus der Reaktorkonstruktion ab. Knetreaktoren oder Schneckenreaktoren haben sich bei der Niedertemperaturpyrolyse durchgesetzt, die Beheizung erfolgt mit Salzschmelzen oder mit heißem Sand oder elektrisch | im Reaktormantel,

Ein Vorteil bei Schachtreaktoren wäre, wenn man diese auch für eine Hochtemperaturpyralyse einsetzen kann, also bei Bettemperaturen bis zu 1200°C und es eine Kombination von Vergasung und Pyrolyse geben kann. Damit steigert man die Effizienz und Umsetzungsrate in den Reaktoren erheblich. 5

Die Aufgabe, die nun gestellt wird, gesucht ist eine Vorrichtung, die eine Vergasung In einem Schachtreaktor möglich macht, und zudem über eine externe Beheizung verfügt, und über einen Düsenboaden verfügt und durch eine zusätzliche Beheizung die Vergasung in eine Pyrolyse und in

Die Erfindung der Vorrichtung basiert auf einem Schachtreaktor 1, dessen eingebrachtes biogenes Substrat in Schwerkraftrichtung bewegt wird. Der Austrag der Biokohle erfolgt mit Hilfe. einer gasdichten und druckfesten Schnecke 41, die elektrisch angetrieben wird 42, und durch die Armatur wird der Kohlebereich des Reaktors 37 gasdicht und druckfest abgeschlossen,

Biogene Stoffe 40 über Auf/Zu Klappen 38,39 am Kopf in den Schachtreaktor 1 eingebracht, Der Schachtreaktor 1 ist mit einem Deckel 2 abgedeckt, da der Reaktor 1 mit Unterdruck betrieben werden kann. Der Unterdruck im Reaktor 1 am Kopf hat einen Wert 0,1 bar, am Saugrohr 151 im unteren Bereich des Reaktors 1 einen Unterdruck 0,4 bar. Der Betrieb des Reaktors 1 im Unterdruck bedeutet, dass das so erzeugte Synthesegas aus dem Reaktor 1 herausgesaugt wird.

Vergasung von biogene Stoffe mit Hilfe von Luftsauerstoff ist in der Massen — und Energiebilanz so definiert, dass die im Reaktor 1 notwendige Wärme durch Zuführung von Luftsauerstoff 30 über den Düsenring 6 in den Reaktor 1 eingebracht. Das so erzeugte Synthesegas 14 hat bespielhaft folgende Zusammensetzung! ;

CO 23%

H2 20%

CO2 12%

H2O 1%

CH4 3%

inerte Anteile Rest ( N2, Edelgase )

Das Synthesegas. hat folgende Eigenschaften:

Dichte 1,0 kg / m* Heizwert 1,5 bis. 2,0 kWh / m* Spez, Wärmekapazität 1,1 KJI/KgK

Für die klassische Vergasung mit Hilfe von Luft 30 und den in der Luft enthaltenen Luftsauerstoff (- 22% } ist eine weitere Beheizung des Kohlebettzone 8 nicht notwendig. Am Beginn der Kohlezone 8 befindet sich dann ein Glutbett, in dem durch die Verbrennung von eingebrachte Biomasse Wärme erzeugt wird. In dem Kohlebett 8 erfolgt eine Reduktion des Synthesegases, wobei sich das so erzeugte Gas 14 abkühlt und eine Temperatur von 650°C hat. Die Luftmenge 30 wird unterstöchiometrisch über die Düsenringe 6,17 dem Reaktor 1 zugeführt. Unter unterstöchiometrisch versteht man eine Luftmenge in der Größenordnung von 10%, dass gerade so viel an Wärmemenge durch Eigensubstratverbrennung erzeugt wird. ;

Das nach dem Düsenring 6,17 aufgebaute Kohlebett 8 in dem Reaktor 1 hat eine wichtige Funktion in der Gasaufbereitung und Gasumwandlung. Kohlenstoff ist sehr reaktiv, das Bett im Bereich des Düsenringes 6,17 hat eine Temperatur von 800°C bis 1200°C. In dieser Zone reagiert der Kohlenstoff mit dem Wasserdampf, werden langkettige Aromaten aufgespalten wird einfache Kohlenwasserstoff zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff reduziert, da die Temperatur im Bereich von 1000°C eine Pyrolyse von Methan möglich macht, Der Anteil von Methan in diesem Reaktör 1 ist somit ein Gütekriterium für den Vergasungsprozess und der Reduktion zu dem angestrebten Synthesegases 14.

Das im Reaktor 1 erzeugte synthetische Rohgas 14 wird über ein Spaltgitter 13 abgesaugt undin einem Ringraum 36 gesammelt und über die Rohrleitung 15 abgeleitet, Die Funktion des -

Das besondere an dieser Erfindung ist, dass in dem Schachtreaktor in der Mitte des Reaktor 1 ein Düsenring 6, 17 verwendet wird, über den ein Gas- und Dampfgermisch dem Reaktor zugeführt wird. Der Vorteil des Düsenringes 6,17 ermöglicht eine nahezu gleichmäßige Verteilung der | in den Reaktor 1 eingebrachten Gasströme und Dampfströme.

Werden nun statt Luftsauerstoff 30 Kohlenmonoxid und Kohlendioxid 25 in den Reaktor 1 über den Düsenring 6,17 eingebracht, dann wird eine zusätzliche externe Wärme im Reaktor 1 in der Kohlebereich 8 benötigt. Daher werden in dieser Zarnıe 8 am Umfang verteilt elektrische Beheizung 9,.10,11 in Form Heizstäben verwendet werden. ;

Das so erzeugte Synthesegas 14 hat bespielhaft folgende Zusammensetzung:

CO 40% H2 40% GCO2 20% H20 < 1% CH4 < 1%

inerte Anteile < 1%

Das Synthesegas hat folgende Eigenschaften:

Dichte 1,0 kg / m Heizwert 2,0 bis 3,0 kWh / m Spez. Wärmekapazität 1,1 kJI/KgK

Wird über die Düsenringe 6,17 und den. damit verbundenen Düsen 5, 7 Wasserdampf in den Reaktor 1 eingebracht, dann auch eine Wasserdampfvergasung der biogenen Stoffe und der bilogenen Kohle umgesetzt werden:

Tabelle 1: Wasserdampfvergasung von Kohlenstoff und Wasserdampf, molares Verhältnis C: H2O =" 1: 1

Wird zudem auch noch Kohlenmonoxid 30 in den Reaktor 1 eingebracht, dann kann eine weitere Vergasungsreaktion mit Wasserdampf bekannt als reversible Shiftreaktion in der Kohlebetizone 8 erreicht werden:

Syngas

1.00 "2.00 4.00 200 |. {mol

Tabelle 2: Wasserdampfvergasung. von Kohlenstoff und Wasserdampf, molares Verhältnis C; HZ2O = 1 2

Der Prozess der Wasserdampfvergasung in der Kohlezone 8 des Reaktors 1 ist stark endatherm, da Energie aufgebracht werden muss, den Wasserdampf zu erzeugen, zu überhitzen und den Reaktor auf eine Temperatur van 600°C bis 1000°C zu bringen und zu halten. BO

Durch das Einbringen von Wärme in Form von elektrischer Energie Heizstäbe 9,10,11 am, Umfang des Reaktors in der Kohlezone 8 verteilt in Richtung der Schwerkraft verlaufend können die stark endotherme Reaktion, die bei der Pyrolyse und der Wasserdampfvergasung gegeben sind mit Wärmezuführung unterstützt werden, Das Kohlebett hat dann eine mittlere Temperatur von 800°C bis 1000°C. Das ist für die Umsetzung und Unterstützung der chemischen Reaktionen, die stark endethernmn sind ein erheblicher Vorteil, ;

Bei der Vergasung und Pyrolyse im Reaktor 1 entsteht neben dem Synthesegas 14 auch Biokohle 37, die im unteren Teil des Reaktors gelagert wird, Die Biokohle 37 wird über eine Austragsschnecke 41 aus dem kegeligen Reaktorboden ausgetragen. Durch den Kohleaustrag‘ bewegt sich das Schüttgut im Reaktor 1 in Schwerkraftrichtung nach unten und so kommt neue biogene Stoffmasse in den Zonenbereich der Düsenringe 6,17, Die Geschwindigkeit mit der das Schüttgut sich beweget liegt bei 1Im/h, sodass eine Verweilzeit von mindestens 4 h bis 8 hin dem Reaktor 1 für das Schüttgut gegeben ist, Durch die Jangesame Bewegung des Schüttgutes ergibt sich der Vorteil, dass auch langsame chemische Prozesse stattfinden können, Was ZU einer Steigerung der Umsatzrate und Effizienz führt. ;

Die Temperaturverteilung in dem Reaktor 1 hängt von der Wärmeleitfähigkeit und der Stückigkeit der Stoffe im Reaktor 1 ab. Im Kopfbereich des Reaktors hat man grobes biagenes Substrat mit einer großen Porösität, Das Substrat hat eine Plattenform 100 mm x 80 mm x 20 mm. Im * Zonenbereich 4 des Reaktors 4 hat man ein stark getracknetes und teilweise pyrolytisiertes Substrat, dessen Stückigkeit erheblich reduziert ist. Das Substrat hat eine Plattenform von S0mm x 40mm x 20. mm. Im Zonenbereich 8 hat das Substrat die Form einer groben Biokohle mit einer Stückigkeit von 20mm x 20mm x 20mm. Durch die Bewegung in Richtung Reaktorboden wird die poröse Kohle weiter zerrieben und die Stückigkeit sinkt auf einen Wert 10. mm x 5mm x 5 am. Im Zonenbereich 37 hat man einen sehr hohen Feinanteil der Biokohle mit einem mittleren Durchmesser dp — 2mm,

Auf Grund der unterschiedlichen Körnung des Substrates im Reaktor 1 ergeben sich sehr geringe Wärmeleitfähigkeit im Bereich 1 des Reaktorkopfes mit einer Größenordnung von 15 W/mK, im Bereich 4 stiegt die Wärmeleitfähigkeit auf 30 W/mK, in der Zone 8, 12, 37 hat man eine © Wärmeleitfähigkeit von 60 W/mK.

Durch die hohen Temperaturen im Reaktor ist eine Ausmauerung 3 notwendig, die sich an ‘die

mittleren Temperaturen im Reaktor anpasst. Am Reaktorkopf 1 hat man eine mittlere Temperatur von 150°C, in der Zone 8 eine Temperatur von 400°C, in der Zone 8 eine mittlere Temperafur von

Die Ausmauerung besteht weitgehend aus feuerfesten Steinen, in der Zone des Gassammelraumes 35 wird Stampfmasse verwendet, Die Funktion der Ausmauerung besteht darin die Wärmeverluste des Reaktor 1 anrı die Umgebung auf 1% zu reduzieren, und die Außentemperatur des zylindrischen Stahlmantels auf maximal 45°c zu begrenzen, ;

Der Druckverlust im Reaktor 1 ergibt sich aus der Porösität des Substrates, In der Zone 1 ist die Porösität sehr groß und der Druckverlust mit 0,05 bar gering. In der Zone 4 steigt der Druckverlust auf 0,1 bar, in der Zone 8 steigt der Druckverlust auf 0,15 bar. im Bereich des Spaltgitters 13 ergibt sich ein weiterer Druckverlust von 0,1 bar, da das Spaltgitter eine starke Filterwirkung und‘. Rückhaltung von Biokohle hat. Der gesamte Druckverlust am Rohstutzen 15 ergibt 0,4 bar

Das Synthesegas wird bei einem Unterdruck aus dem Reaktor 1 abgesaugt. Der Unterdruck hat den sicherheitstechnischen Vorteil, dass man den Sauerstoffgehalt im Synthesegas als Prozessgröße für die Dichtheit des Reaktors 1 gegen Fremdluft ansehen kann, und so ein‘ Schutzkriterium aufbauen kann. Das ist auch der Grund warum die Austragsschnecke 41 mit der Armatur 43 gasdicht ausgeführt werden muss, um so den Anteil an Falschluft sehr gering zu halten.

In der Zone 8 des Reaktors werden zudem am Umfang verteilt elektrische Heizstäbe 9,1011 verwendet und eingesetzt, in der Regel werden Heizstäbe mit Abstand von 30° am Umfang verteilt eingesetzt, das ergibt 12 Heizstäbe, wobei jeder Heizstab eine Heizleistung von 10KW bis 100 KW aufweist, wodurch die maximale Heizleistung 1200 KW beträgt, n

Damit die Falschluft geringgehalten werden kann, sind der Deckel 2 des Reaktors und die: Austragsschnecke für die Biokohle 41 gasdicht ausgeführt. Lediglich bei der Beladung des Reaktors 1 über die Klappe 38, 39 kann Falschluft in den Reaktor 1 gelangen. Daher werden die Klappen gasdicht und druckfest ausgeführt und in abwechselnder Folge schalten. Zwischen den Klappen 38 und 39 befindet sich ein Volumen in der Größenordnung von 500L bis 1000.L; das mit Substrat gefüllt wird und dann nach Öffnen der Klappe 39 in den Reaktor 1 eingetragen wird,

Die gasrichte Schnecke 41 verfügt auf der Seite der Antriebswelle zum Elektromotor 42 eine Stopfbüchse und die Armatur 43 ist gasdicht ausgeführt. -

Wird kein Dampf oder Gas in den Reaktor 1 über die Düsenringe 6,17 eingebracht, dann wird über die Auf / Zu Armatur 35 die Zuführung gasdicht verschlossen. :

Die Reaktorschale ist aus Kesselstahl (Werkstoffnummer 1.0425) als drüuckfester Zylinder aufgebaut und kann einen Druck von 16 bar bei Einbauten und Beladung mit Substrat ertragen. Das So reduzierte Volumen kann mit. Synthesegas gefüllt werden, das im Störfall zu einer Verpuffüng führen kann. Der bei der Verpuffung auftretende Druck nach Bartknecht [1] hat-einen Spitzenwert von 10 bar, sodass die Auslegung der Reaktorschale für einen Druck von 16 bar ausreichende Sicherheiten in der Druckfestigkeit gewährleistet, ;

Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass man Reaktoren kleiner Leistung von 100kW. thermischer Leistung und Reaktoren großer Thermischer Leistung von 5000 kW nun als. Vergasungsreaktoren und als Pyrolysereäktoren betreiben kann, dass zudem für die Pyrolyse sine Beittemperatur von 800°C bis 1000°C möglich ist und damit eine sehr hohe Ausbeute an : Synthesegas erreicht und erzielt werden kann, 3

1 Schachtreaktor, Einfüllbereich biogene Stoffe 2 Deckel

3 Ausmauerung

4 Trocknungszone, Pyroilysezone 5 Düsen

6 Düsenstack

7 Randdüsen, Düsenring außen 8 Vergasungszone, Kohlebett

9 elektrischer Heizanschluss

10 Heizstab

11 elektrischer Heizanschluss

12 Ringraum für GasabsSaugung 13 Spaltgitter

14 Rohgas ;

15 Absaugrohr Rohgas

16 Verbindung Düsenring innen und aussen 17 Düsenring Innen

18 Spaltgitterring

19 Wasser

20 Pumpe

21 Regelarmatur

22 Verdampfer

23 Überhitzer

24 Regelarmatur

25 Kohlenmonoxid, Kohlendioxid 26 Verdichter

ZT Regelarmazur

28 Überhitzer

29 Regelarmatur

30 Luft

31 Verdichter

32 Regelarmatur

33 Überhitzer

34 Regelarmatur

35 Auf! Zu Armatur

36 Saugsammelraum für Synthesegas im Reaktoraustrittsbereich 37 Kohlebereich des Reaktors 38 Auf / Zu Klappe

39 Auf / Zu Klappe

40 biogene Stoffe

41 Austragsschnecke für Kohle 42 Elektrischer Motor für Schnecke 41 43 Austragsarmatur

44 Sauerstoff

45 Verdichter

46 Regelarmatur

47 Wärmetauscher

48 Regelarmatur

CO2 Kohlendioxid

CO Kohlenmonoxid

H2O Wasser, Wasserdampf O2 Sauerstoff

Luft Luft

Literatur

[13 W. Bartknecht, Explosionen: Ablauf und Schutzmaßnahmen, 1992, Verlag Springer, 2, Auflage . ;

Die Abbildung 1 zeigt einen Schachtreaktor 1 der in stehender Form einen geschlossenen Zylindrischen Behälter darstellt, der einen Deckel 2 aufweist und am Kopf des Reaktors 1 ein Eintragsbereich für biogene Stoffe varhanden ist. Biogene Stoffe 40 werden bereit gestellt und wird über die Auf/Zu Klappen 38,39 in den Reaktor 1 eingebracht. In der Reaktorzone 1 wir das biogene Substrat gelagert und bewegt sich in Schwerkraftrichtung über die Zone 4,8,12, inden kegelförmigen Reaktorboden 37, wo die verbleibende Biokohle über die Schnecke 41 angetrieben mit einem elektrischen Motor 42 ausgetragen wird. In der Reaktormitte befindet sich ein Düsenring 6,17 der Randdüsen 7 und Volldüsen 5 beinhaltet. Über die Düsen kann Luft 30, Wasserdampf 19, Kohlenmonoxid und Kohlendiaxid 30 und Sauerstoff 44 dem Reaktor 1 zugeführt werden. Die Düsen sind in Form von Ringen 6, 17 am Umfang verteilt angeordnet. Zwischen den Düsenringen befindet sich ausreichend Platz und Raum, sodass das Substrat sich im Reaktor von der Zene 4 in die Zone 8 bewegen kann, In der Zone 8 befinden sich am Umfang gleichmäßig verteilt elektrische Heizstäbe 9,10,11, über die Wärme in die Zone 8 eingebracht werden kann. In der Zone 12 befindet sich ein Spaltgitter 13, über das das Synthesegas in einen Gassammelraum 36 gesaugt werden kann, und den Rohstutzen 15 wird das Rohgas 14 abgesaugt, Am Reakterboden 37, der kegelig ausgeführt ist, befindet sich eine Austragsschnecke 41, die elektrisch über einen Motor angetrieben wird und über eine Auf/Zu Armatur 43 gasdicht. abgeschlossen wird.

Wasser wird in einem Behälter 19 bereitgestellt, mit.einer Pumpe 20 einem Verdampfer 22 zugeführt und zu Wasserdampf überhitzt 23 und mit einer Regelarmatur dem Düsenringen 6, 17 und im Reaktor 1 über eine AuffZu Armatur 35 zugeführt.

Kohlenmonoxid und Kohlendioxid 25 wird in einem Behälter25 bereitgestellt, mit einem Verdichter 26 einem Wärmetauscher 28 zugeführt und mit einer Regelarmatur 29 dem Düsenringen S 17 und ‚im Reaktor 1 über eine Auf/Zu Armatur 35 zugeführt. ; ;

Luft 30 wird bereitgestellt, mit.einem Verdichter 31 einem Wärmetauscher 33 zugeführt und mit einer Regelarmatur 34 dem Düsenringen 6, 17 und im Reaktor 1 über eine Auf/Zu Armatur 35 — zugeführt, ;

Sauerstoff 44 wird in einem Behälter 44 bereitgestellt, mit einem Verdichter 45 einem

Wärmetauscher 47 zugeführt und mit einer Regelarmatur 48 dem Düsenringen 5, 17 und im Reaktor 1 über eine Auf/Zu Armatur 35 zugeführt. ;

Claims

1. Vorrichtung zur Vergasung. und Pyrolyse von biogenen Stoffen (40) in einem ; Schachtreaktor {1} mit Hilfe von Wasserdampf(19), Sauerstoff (44), Kohlenmonoxid(25), Luft (30), umfassend folgende Komponenten ;

- Bereitstellen von biogenem Substrat (40) mit einer Stückigkeit von minimal. 3ümm, maximal 100mm, mit einem Wassergehalt minimal 10%, maximal 20%, mit einem Massenstrom minimal von 1kg/h, maximal 1500 kgfh, :

- Einbringen über Doppelklappen (38,39) in den Reaktor (1}, wobei die Klappen (38, 39) Auf / Zu Klappen sind, mit einem quadratischen Querschnitt mit einer Klappenlänge von minimal 200 mm, maximal 600 mm, wobei das Volumen zwischen den Klappen minimal 100 L, maximal 1000 L beträgt, wobei die Klappen (38,39) hydraulisch betätigt werden und als redundante Schließfunktion mit mechanischen Zugfedern ausgestattet sind, um ein Schließen im Störfall zu gewährleisten, wobei die Klappen gasdicht ausgeführt sind, wobei die Klappen druckfest minimal für einen Druck von 3 bar, maximal 16 bar ausgeführt sind, wobei die Klappen (38,39) abwechselnd betrieben werden, um sicher zu stellen, dass immer nur eine Klappe geöffnet, die andere Klappe geschlossen ist, ;

- Bereitstellung von Wasser (19) in einem Behälter (19), drucklas mit einem Volumen von minimal. IL, maximal 10 000L, vollentsalzt mit einer Leitfähigkeit von 0,01uS/cm, maximal 1uS/om, :

- Verdampfen und Überhitzen von Wasser (19) in einem elektrisch beheizten Verdampfer (22) und einem elektrisch beheizten Überhitzer (23), wobei der Dampfdruck minimal 1bar, maximal 1,5 bar beträgt, die elektrische Heizleistung minimal 1 KW, maximal 1000 KW hat, wobei der Dampf eine Temperatur minimal von 110°C, maximal 150°C hat, webei der Massenstrom minimal. 1kg/h, maximal 1000 kg/h beträgt :

- Bereitstellung von Kohlenmonoxid und Kohlendiexid (25) in einem Behälter (19), dfucklos mit einem Volumen von minimal 11, maximal 10 000L, wobei der Massenstrom an: Kohlenmonoxid und Kohlendioxid minimal 1kg/h, maximal 1000 kg/h beträgt wobei der Anteil an Kohlenmonoxid minimal 10%, maximal 50% hat, ;

- Erwärmen von Köhlenmanoxid und Kohlendioxid (25) einem elektrisch beheizten | Wärmetauscher (29), wobei der Druck minimal 1bar, maximal 1,5 bar beträgt, die elektrische Heizleistung minimal 1 KW, maximal 100 KW hat, wobei das Gas eine‘ Temperatur minimal von 110°C, maximal 150°C hat, wobei der Massenstrom minimal 1kg/h, maximal 1000 kglh beträgt i

= Bereitstellen von Luft (30) über einen elektrisch angetriebenen Verdichter (31), wobei der Druck minimal 1bar, maximal 1,5 bar beträgt, wobei die elektrische Leistung minimal 1KW, maximal 100kW hat, wobei der Massenstrom minimal 1kg/h, maximal 1000 kafh beträgt,

- Erwärmen von Luft (30) einem elektrisch beheizten Wärmetauscher (33), wobei der Druck minimal 1bar, maximal 1,5 bar beträgt, die elektrische Heizleistung minimal 1 KW, maximal 100 KW hat, wobei die Luft eine Temperatur minimal von 110°C, maximal 150°C hat, wobei der Massenstrem minimal 1kg/h, maximal 1000 kg/h beträgt :

Verdichten von Sauerstoff (44) mit einem elektrischen Verdichter (45), wobei der Druck minimal 1bar, maximal 1,5 bar beträgt, wobei die elektrische Leistung minimal 1kW, maximal 100kW hat, wobei der Massenstrom minimal Tkg/h, maximal 1000 kg/h beträgt,

Erwärmen von Sauerstoff (44) einem elektrisch beheizten Wärmetauscher (47), wobei der Druck minimal 1bar, maximal 1,5 bar beträgt, die elektrische Heizleistung minimal 1 KW, maximal 100 KW hat, wobei das Gas eine Temperatur minimal von 110°C, maximal} 150°C hat, wobei der Massenstrom minimal. 1kg/h, maximal 1000 kgfh beträgt

Mischen und Zuführen der Gas- und Dampfströme in den Reaktor (1), wobei der überhitzte Dampf über die elektrisch angetriebene Regelarmatur (24), das erwärmte Kohlenmonoxid und Kohlendioxid über die elektrisch angetriebene Regelarmätur (29), die Erwärmte Luft über die Regelarmatur (34) und der erwärmte Sauerstoff über die elektrisch angetäebene

. Regelarmatur (48) gemischt werden und über eine gasdichte und druckfeste hydraulisch

- betätigte Auf/zu Armatur (35) dem Düsenstock (6,17) zugeführt wird, ;

Bereitstellen eines Reaktor (1) in stehender zylindrischer Schachtausführung mit oiem Stahlmantel als äußere Zylinderschale, wobei das Material Kesselstahl (P265GM) ist, wobei die Wandstärke der Zylinderschale minimal 8mm, maximal 24 mm beträgt, wobei der Reaktor (1} eine Ausmauerung aus Feuerfeststeinen besitzt, wobei die Ausmauerung in der Zane der Trocknung mit einer Wandstärke minimal 50mm, maximal 150mm, wobei‘ die Ausmauerung in der Zone der Pyrolyse (4) mit einer Wandstärke minimal 150 mm, maximal 400mm, wobei die Ausmauerung in der Zone der Reduktion (8) mit einer Wandstärke minimal 200mm, maximal 400mm, wobei die Ausmauerung in der Zone des Kohleaustrages (37) mit einer Wandstärke minimal 50 mm, maximal 200mm, wobei die Ausmauerung aus Feuerfeststeinen besteht, die einer Temperatur von minimal 150°C, maximal 1600°C standhalten, wobei in den Mitte des Reaktor (1) ein Düsenboden (6,17) eingesetzt ist, über den Gas- Dampfströme dem Reaktor (1) extern zugeführt werden können, wobei das biogene Substrat (40) in Schwerkraftrichtung bewegt wird, ;

Trocknen von biogenem Substrat in der Zone {1} im Reaktor (1), wobei die Trackhung am Kopf des Reaktors (1) erfolgt, wabel die benötigte Trocknungswärme über Wärmeleitung abhängig von der Stückigkeit des eingebrachten Substrates erfolgt und minimal einen Wert von. 1 kW, maximal 1000 KW hat, wobei die Parösität minimal 30%, maximal 80% beträgt, wobel die Temperatur einen Wert minimal 100°C, maximal 200°C hat, wobei der Druck einen Wert minimal von 0,1 bar, maximal 0,4 bar hat, wobei das Volumen der Trocknungszone 25% des Gesamtvolumen des Reaktors (1) ausmacht,

Pyrolytiserien von biogenen Substrat in der Zone (4) im Reaktor (1), wobei die das Substrat aus der Trackungszone in die Pyrolysezone (4) wobei die benötigte Pyralysewärme über Wärmeleitung abhängig von der Stückigkeit des eingebrachten Substrates erfolgt ünd minimal einen. Wert von 1 kW, maximal 1000 KW hat, wobei die Porösität minimal 10%, maximal 30% beträgt, wobei die Temperatur einen Wert minimal 200°C, maximal 600°C hat, wobei der Druckverlust einen Wert minimal von 0,01 bar, maximal 0,05 bar hat, wobei das Volumen der Pyrolysezone 25% des Gesamtvolumen des Reaktors (1) ausmacht,

Verteilung mit einem Düsenstack (6,17), der in der Mitte des Reaktors (1) nach der Zone (4) angebracht ist, der aus einem Düsenring (17) mit am Umfang verteilten Randdüsen {7) besteht, wobei die Anzahl der Düsen (7) minimal 4, maximal 16 beträgt, wobei der‘ Düsenstock auch aus einem Düsenring (6) mit den Düsen (5) am Umfang verteilt Besteht, die beiden Düsenringe (6) und (17) mit Stege (16) verbunden sind minimal 2, maximal 4,

Reduktion des Pyrolvsegas aus der Reaktorzone (4) in einer Kohlebettzane (8) des Reaktors (1) zu Synthesegas (14) erfolgt, wobei die Porösität minimal 5%, maximal 30% beträgt, wobei die Temperatur einen Wert minimal 600°C, maximal 1000°C hat, wobei der. : Druckverlust einen Wert minimal von 0,01 bar, maximal 0,05 bar hat, wobei das Volumen der Kohlebetizone 25% des Gesamtvolumen des Reaktors (1) ausmacht, :

Beheizung der Kohlebettzone (8) des Reaktors (1) mit elektrischen Heizrohren 9.1 40, 11) wobei die Heizstäbe am Umfang verteilt sind und die Anzahl minimal 4,maximal 16 beträgt, wobei. die elektrische Heizleistung minimal 1KW, maximal 100kW beträgt, wobei die Heiztemperatur minimal 600°C, maximal 1600°C beträgt, wobei die Heizstäbe- (10) In einem keramischen Rohr aus Siliziumcarbid eingebracht und vor dem Kohlenstoff in der Betizone (8) geschützt sind, wobei die Heizstäbe aus einer Heizwendel aus Widerstanddraht: bestehen, die in einem Keramikmantel geführt sind, wobei der Durchmesser des keramischen Rohres minimal 30mm, maximal Sümm beträgt, wobei der Durchmesser der Heizwendel minimal 20mm, maximal 50 mm beträgt, wobei die Länge des keramischen Rohres minimal 300 mm, maximal 2000 mm beträgt, wobei die Heizstäbe mit Sieichstram versorgt werden und die Spannung minimal 12V, maximal 48V hat,

Rückhalt der unverbrauchten Kohle aus dem Kohlebett (8) mit einem Spaltgitter (13) im Reaktor (1) im Ansaugbereich (36) des synthetischen Gases (14), wobei das Spaltgitter aus hitzebeständigen Stahl ( aus bekannt als Ofenbiech mit der Werkstoffnummer 1.4849 ) besteht, der eine Temperatur von minimal 800°C, maximal 1200°C erträgt, wobei däs Spaltgitter aus gleichschenkeligen 90° Winkelprofilen besteht, die am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei der Spalt einen Wert minimal von 2mm, maximal von 8mm hat, wobei die Profile eine Länge minimal von 200mm, maximal 600mm haben, wobei die Schenkellänge der Profile minimal 20mm, maximal 80mm beträgt, wobei der Druckverlust durch das Spaltgitter minimal 10Pas, maximal 50 Pas beträgt, ;

Gasabsaugung (14) über einen Sammelraum (36) und einem Rohr (15) erfolgt, wobei das Rohr aus hitzebeständigen Stahl ( aus bekannt als Ofenblech mit der Werkstoffnummer 1.4849 } besteht, das eine Temperatur von minimal 500°C, maximal 1200°C erträgt; wobei das Rohr einen Durchmesser minimal 50 mm, maximal 250mm hat, wobei der Ringraum (36) am Umfang verteilt ist, wobei der Ringraum eine Höhe minimal von 20mm, maximal 600mm hat, wobei der Ringraum eine Breite minimal von 100mm, maximal 300mm’ hat, wobei der Ringraum aus feuerfester Stampfmasse gebaut ist, wobei der Druckverlust im Ringraum minimal 10Pas, maximal 10 Pas beträgt, wobei der Volumenstrom an abgesaugtem Gas minimal 1m*/h, maximal 5000 m*/h beträgt,

Sammeln und Austrag der Kohle aus dem Reaktor (1) aus der Kohlesammelraum (37), wobei die Sammlung am Reaktorboden in Form eines Kegels erfolgt, wobei der Kegel aus Kesselstahl (P265GH) hergestellt ist, wobei der Sammelraum (37) ein Volumen des. Reaktors von 15% beträgt, wobei die Kohle eine Temperatur minimal von 200°C, maximal 600°C hat, wobei auf der Innenseite des Kegels eine Ausmauerung mit feuerfesten Steinen

. wird, wobei die Schnecke mit einer Auf/Zu Armatur (42) gegen falschen Lufteintrittin den Kohlesammelraum (37) geschützt ist, wobei die Drehzahl der Schnecke minimal min, maximal 50 U/min hat, wobei die elektrische Antriebsleistung des Motors (42) der Schnecke minimal 1KW, maximal 20 kW hat,