DE10049887A1 - Verfahren und Vorrichtung zur energetischen Nutzung nachwachsender organischer Rohstoffe - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur energetischen Nutzung nachwachsender organischer Rohstoffe

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung (10) zur energetischen Nutzung nachwachsender organischer Rohstoffe (11), insbesondere Holz. Dabei wird der Rohstoff (11) in einer Vergaservorrichtung (12) durch Pyrolyse (24) im Wesentlichen zu Kohlenstoff (25) verschwelt und durch eine Reduktionsreaktion (26) eine Kohlenmonoxid enthaltendes Generatorgas (16) erzeugt. Das Kohlenmonoxid wird in einer Wärmekraftmaschine (13) unter Gewinnung thermischer und mechanischer Energie (21, 20) zu einem Kohlendioxid enthaltenden Abgas (23) oxidiert. Dazu wird vorgeschlagen, dass das Abgas (23) mit dem Kohlendioxid zumindest teilweise der Reduktionsreaktion (26) wieder zugeführt wird und dass die in der Wärmekraftmaschine (13) gewonnene thermische Energie (21) zumindest teilweise der Pyrolyse (24) und/oder der Reduktionsreaktion (26) zugeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur energe­ tischen Nutzung nachwachsender organischer Rohstoffe, insbe­ sondere Holz, bei dem der Rohstoff in einer Vergaservorrich­ tung durch Pyrolyse im Wesentlichen zu Kohlenstoff verschwelt wird und bei dem durch eine Reduktionsreaktion ein Kohlenmo­ noxid enthaltendes Generatorgas erzeugt wird, wobei das Koh­ lenmonoxid in einer Wärmekraftmaschine unter Gewinnung ther­ mischer und mechanischer Energie zu einem Kohlendioxid ent­ haltenden Abgas oxidiert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Bei der energetischen Nutzung eines nachwachsenden organi­ schen Rohstoffes wird der Rohstoff beispielsweise zur Damp­ ferzeugung für eine Dampfturbine oder zu sonstigen Heiz­ zwecken verbrannt. Mit der Dampfturbine wird z. B. ein Generator zur Erzeugung elektrischer Energie angetrieben. Allerdings ist der mit Hilfe der Dampfturbine-Generator-Kombination er­ zielbare elektrische Wirkungsgrad verhältnismäßig schlecht. Der Wirkungsgrad lässt sich dadurch verbessern, dass der Roh­ stoff in einer Vergaservorrichtung, beispielsweise einem Holzvergaser, zunächst zu einem brennbaren Generatorgas ver­ gast wird, also von einem festen in einen gasförmigen Zustand umgewandelt wird. Das Generatorgas wird in einer einen Gene­ rator antreibenden Wärmekraftmaschine, z. B. einem Otto-Motor oder einer Gasturbine, verbrannt.
Die Vergasung des ursprünglich festen Rohstoffes zu einem Ge­ neratorgas beruht auf einer unvollständigen Verbrennung unter Sauerstoffmangel. In der Vergaservorrichtung laufen dabei im Wesentlichen drei Verfahrensstufen ab: Pyrolyse des organi­ schen Rohstoffes, Oxidation der Pyrolyse-Produkte und Reduk­ tion zur Erzeugung des eigentlichen Generatorgases.
Bei der Pyrolyse wird der organische Rohstoff in seine Be­ standteile zersetzt, die im Folgenden Pyrolyseprodukte ge­ nannt werden. Wird z. B. Holz einer Pyrolyse unterzogen, ent­ steht im Wesentlichen Kohlenstoff enthaltende Holzkohle. Bei einer sogenannten schnellen Pyrolyse muss im Gegensatz zu ei­ ner in einem Meiler stattfindenden langsamen Pyrolyse Energie zugeführt werden.
Die Pyrolyseprodukte, z. B. die Holzkohle, werden in einer an­ schließenden Oxidation unter Zufuhr von Sauerstoff verbrannt. Bei der Holzvergasung wird dabei im Wesentlichen Kohlenstoff zu Kohlendioxid und Wasserstoff zu Wasser oxidiert. Dabei wird thermische Energie freigesetzt, die zur Unterstützung der obengenannten Pyrolyse, im Wesentlichen aber für Redukti­ onsreaktionen erforderlich ist, bei denen das eigentliche Ge­ neratorgas entsteht. In einem Holzvergaser finden dabei unter anderem die folgenden endothermen Reduktionsreaktionen statt:
C + CO2 ↔ 2 CO - 172 MJ/kmol
C + H2O ↔ CO + H2 - 131 MJ/kmol
Das Generatorgas wird anschließend unter Freisetzung thermi­ scher und mechanischer Energie in der Wärmekraftmaschine ver­ brannt, wobei diese einen mechanischen Wirkungsgrad von etwa 30 Prozent aufweist. Der weitaus größte Anteil der in dem Ge­ neratorgas enthaltenen Energie entweicht als Wärme.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren zur energetischen Nutzung nachwachsender organischer Roh­ stoffe, insbesondere Holz, der eingangs genannten Art dahin­ gehend zu verbessern, dass ein besserer Wirkungsgrad erzielt wird. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrich­ tung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem vorgesehen ist, dass das Abgas mit dem Kohlendioxid zumindest teilweise der Reduktionsreaktion wieder zugeführt wird und dass die in der Wärmekraftmaschine gewonnene thermische Energie zumindest teilweise der Pyrolyse und/oder der Reduktionsreaktion zugeführt wird.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur energetischen Nutzung nachwachsender organischer Rohstoffe, insbesondere Holz, mit einer Vergaservorrichtung, in der der Rohstoff durch Pyrolyse im Wesentlichen zu Kohlenstoff verschwelbar ist und in der durch eine Reduktionsreaktion ein Kohlenmonoxid enthaltendes Generatorgas erzeugbar ist, und mit einer Wärmekraftmaschine, in der das Kohlenmonoxid unter Gewinnung thermischer und mechanischer Energie zu einem Koh­ lendioxid enthaltenden Abgas oxidierbar ist, bei der vorgese­ hen ist, dass zwischen der Wärmekraftmaschine und der Verga­ servorrichtung eine Rückführeinrichtung vorgesehen ist, mit der das Abgas mit dem Kohlendioxid zumindest teilweise der Reduktionsreaktion zugeführt werden kann, und dass Mittel vorgesehen sind, mit denen die in der Wärmekraftmaschine ge­ wonnene thermische Energie zumindest teilweise der Pyrolyse und/oder der Reduktionsreaktion zugeführt werden kann.
Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, die in der Wärmekraftmaschine stattfindende Oxidation, also die Verbren­ nung des Generatorgases, mehrfach zu nutzen: zum Einen für die eingangs genannte Reduktionsreaktion, bei der Kohlenmono­ xid aus Kohlendioxid und Kohlenstoff gewonnen wird, das er­ forderliche Kohlendioxid bereitzustellen und zum Andern die bei der Verbrennung des Generatorgases in der Wärmekraftma­ schine freiwerdende Wärme zur Unterstützung des Vergasungs­ prozesses zu nutzen. Dabei sind verschiedene Varianten denk­ bar: Wärmezufuhr nur für die Pyrolyse oder nur für die zur Erzeugung des Generatorgases erforderlichen Reduktionsreakti­ onen oder vorzugsweise Wärmezufuhr für beide Vorgänge. Die in der Wärmekraftmaschine gewonnene Wärme wird daher nicht ein­ fach an die Umgebung abgegeben, sondern nutzbringend einge­ setzt.
In jedem Fall wird die Energiebilanz des Systems aus Verga­ servorrichtung und Wärmekraftmaschine durch die Erfindung verbessert, so dass ein besserer mechanischer Wirkungsgrad und somit auch ein verbesserter elektrischer Wirkungsgrad er­ zielt wird, wenn durch die Wärmekraftmaschine ein elektri­ scher Generator angetrieben wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen sowie in der Beschreibung.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird der Verga­ servorrichtung Sauerstoff für eine Oxidationsreaktion zuge­ führt, in der durch die Pyrolyse aus dem organischen Rohstoff gewonnene oxidierbare Bestandteile, insbesondere Kohlenstoff und Wasserstoff, oxidiert werden. Dadurch wird gegebenenfalls zusätzlich erforderliche thermische Energie freigesetzt, mit der die Pyrolyse sowie die notwendigen Reduktionsreaktionen in der Vergaservorrichtung unterstützt werden.
Vorzugsweise wird die in der Wärmekraftmaschine gewonnene thermische Energie zumindest teilweise mit Hilfe des durch die Wärmekraftmaschine erzeugten Abgases von der Wärmekraft­ maschine zu der Vergaservorrichtung geführt. Auf diese Weise kann das für die obengenannte Reduktion erforderliche Kohlen­ monoxid und zugleich thermische Energie von der Wärmekraftma­ schine in die Vergaservorrichtung transportiert werden.
Zweckmäßigerweise wird das Abgas dabei in einer thermisch isolierten Leitung von der Wärmekraftmaschine zu der Vergaser­ vorrichtung geführt, so dass möglichst geringe Abwärmeverlus­ te entstehen.
Ferner ist es zweckmäßig, dass die Wärmekraftmaschine und die Vergaservorrichtung räumlich nahe beieinander angeordnet sind, so dass die Leitungswege zwischen den beiden Einrich­ tungen kurz und die Wärmeverluste folglich gering sind.
Als Wärmekraftmaschine eignet sich vorzugsweise ein Verbren­ nungsmotor oder, insbesondere auch für Anlagen mit hoher Leistung, eine Gasturbine.
Zweckmäßigerweise wird das Abgas in der Wärmekraftmaschine durch eine Verdichtereinrichtung, insbesondere einen durch den Abgasstrom angetriebenen Turbolader oder einen Kompressor verdichtet, um die Verbrennung des Kohlenmonoxids in der Wär­ mekraftmaschine zu verbessern.
Als Wärmekraftmaschine eignet sich vorzugsweise eine Wärme­ kraftmaschine mit geringen thermischen Oberflächenverlusten, beispielsweise ein Verbrennungsmotor mit großem Hubraum und somit einer im Verhältnis zu seiner Leistung relativ geringen Oberfläche.
Der Wirkungsgrad der Wärmekraftmaschine wird vorteilhaft da­ durch erhöht, dass das Generatorgas vor der Zufuhr zu der Wärmekraftmaschine gekühlt wird.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Zeichnung dargestellt. Es zeigt die einzige Figur
ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Vergaservor­ richtung, einer Wärmekraftmaschine sowie einem elektri­ schen Generator.
In der Figur ist eine Vorrichtung 10 zur energetischen Nut­ zung nachwachsender organischer Rohstoffe 11 dargestellt. Sie enthält eine Vergaservorrichtung 12, die ein von einer Wärme­ kraftmaschine 13 verwertbares Generatorgas 16 erzeugt, und einen von der Wärmekraftmaschine 13 angetriebenen elektri­ schen Generator 14. Die Vorrichtung 10 wird durch eine elekt­ ronische Steuereinrichtung 15 gesteuert. Die Vorrichtung 10 erzeugt vorliegend thermische und elektrische Energie und kann beispielsweise als Blockheizkraftwerk dienen. Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung 10 mechanische, an der Wärmekraftmaschine 13 abgreifbare Energie liefert.
Energetische Flüsse zwischen den Komponenten der Vorrichtung 10 sind mit dicken, in durchgezogenen Linien gezeichneten Pfeilen, stoffliche Flüsse mit in dünnen durchgezogenen Li­ nien gezeichneten Pfeilen dargestellt. Ferner sind von und zu der Steuereinrichtung 15 führende Steuer- und Meldeverbindun­ gen in gestrichelten Linien ausgeführt.
Der organische Rohstoff 11, bei dem es sich vorzugsweise um Holz, Holzschnitzel, Stroh oder sonstige Biomasse handelt, wird in der Vergaservorrichtung 12 zu dem oxidierbaren Gene­ ratorgas 16 vergast. Der organische Rohstoff 11 besteht im Wesentlichen aus festen oder flüssigen Kohlenwasserstoff- Verbindungen sowie aus Wasser. Die Vergaservorrichtung 12 er­ zeugt daraus das Generatorgas 16, in dem als oxidierbare Be­ standteile wesentliche Anteile Kohlenmonoxid, Methan und Was­ serstoff enthalten sind.
Die Vergaservorrichtung 12 arbeitet beispielsweise nach einem erfindungsgemäß modifizierten, sogenannten Festbett-Vergaser- Prinzip, bei dem der organische Rohstoff 11 vom Beschickungs­ ort, in der Figur von oben her, über verschiedene Zonen, z. B. Trocknung und Pyrolyse, bis hin zu einem Austragungsort 17 für aus dem organischen Rohstoff 11 entstandene Asche bewegt wird. Die Vergaservorrichtung 12 könnte jedoch auch als er­ findungsgemäß modifizierter Wirbelschichtvergaser ausgeführt sein.
Das brennbare Generatorgas 16 wird durch einen Kühler 18 ge­ kühlt, durch eine Verdichtereinrichtung 19, beispielsweise einen Turbolader oder einen Kompressor verdichtet und der Wärmekraftmaschine 13 zugeführt, bei der es sich beispiels­ weise um einen Verbrennungsmotor oder eine Gasturbine han­ delt. In der Wärmekraftmaschine 13 wird das Generatorgas 16 verbrannt, wobei einerseits mechanische Energie 20 und ande­ rerseits thermische Energie 21 gewonnen wird. Ferner entsteht ein Abgas 23, in dem Kohlendioxid enthalten ist.
Durch den Kühler 18 sowie die Verdichtereinrichtung 19 wird die Verbrennung in der Wärmekraftmaschine 13 optimiert, indem der Füllgrad in deren Brennkammern erhöht wird.
Mit der mechanischen Energie 20, die beispielsweise an einer nicht dargestellten Antriebswelle der Wärmekraftmaschine 13 bereitgestellt wird, wird der elektrische Generator 14 ange­ trieben. Dieser wandelt die mechanische Energie 20 in elekt­ rische Energie 22 um.
In der Vergaservorrichtung 12 wird der organische Rohstoff 11 zunächst in einer Pyrolysezone 24 im Wesentlichen zu Kohlen­ stoff 25 verschwelt. In der Pyrolysezone 24 wird vorliegend eine sogenannte schnelle Pyrolyse durchgeführt, für deren Ab­ lauf thermische Energie zuzuführen ist. Ferner geht der Pyro­ lyse vorliegend eine Trocknung des organischen Rohstoffs 11 voran, für die ebenfalls thermische Energie erforderlich ist. Sowohl für die Pyrolysezone 24 als auch für eine dieser vor­ geschaltete Trocknungszone 39 wird die erforderliche Wärme im Ausführungsbeispiel durch die von der Wärmekraftmaschine 13 erzeugte thermische Energie 21 bereitgestellt. Dazu wird vor­ zugsweise das von der Wärmekraftmaschine 13 ausströmende hei­ ße Abgas 23 über die in der Vergaservorrichtung 12 vorgesehe­ ne Trocknungszone 39 und/oder über die Pyrolysezone 24 ge­ führt. Es ist möglich, dass auch bei der Kühlung des Genera­ torgases 16 und/oder der Kühlung der Wärmekraftmaschine 13 gewonnene thermische Energie 21 für die Pyrolysezone 24 und/oder für die Trocknung des organischen Rohstoffs 11 ein­ gesetzt wird.
Mit dem in der Pyrolysezone 24 erzeugten Kohlenstoff 25 wird unter anderem Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid reduziert, wobei in einer Reduktionszone 26 folgende Reduktionsreaktion statt­ findet:
C + CO2 ↔ 2 CO - 172 MJ/kmol (Reaktion 1)
Ferner wird Wasser mit dem Kohlenstoff 25 zu Wasserstoff re­ duziert, wobei ebenfalls Kohlenmonoxid entsteht:
C + H2O ↔ CO + H2 - 131 MJ/kmol (Reaktion 2)
Die Reaktionen 1 und 2 sind jeweils endotherm, so dass sie nur unter Zufuhr thermischer Energie ablaufen. Im Ausfüh­ rungsbeispiel wird auch diese thermische Energie durch die von der Wärmekraftmaschine 13 erzeugte thermische Energie 21 bereitgestellt. Dazu wird vorzugsweise das von der Wärme­ kraftmaschine 13 ausströmende heiße Abgas 23 über eine Rück­ führeinrichtung 33 in die Reduktionszone 26 geleitet und bei­ spielsweise über den Kohlenstoff 25 und/oder zumindest über einen Teil des zu pyrolysierenden oder bereits teilweise py­ rolysierten organischen Rohstoffs 11 hinweggeblasen. Dabei wird der Reduktionszone 26 zugleich für die Reaktion 1 erfor­ derliches Kohlendioxid zugeführt, welches im Abgas 23 enthal­ ten ist.
Ein Ventil 27 der Rückführeinrichtung 33 steuert eine Zufuhr 30 des aus der Wärmekraftmaschine 13 ausströmenden Abgases 23 in die Reduktionszone 26. Ein Teil des Abgases 23 leitet das Ventil 27 als Abgasstrom 31 in die Umgebung. Für den Abgas­ strom 31 könnten Abgasreinigungseinrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise ein Katalysator oder eine Waschanlage für Teerstoffe. Die Steuereinrichtung 15 steuert das Ventil 27 über eine Steuerverbindung 28 in Abhängigkeit von Messsig­ nalen, die die Steuereinrichtung 15 von einer in der Redukti­ onszone 26 installierten, nicht dargestellten Messeinrichtung über eine Meldeverbindung 29 erhält. Die Messeinrichtung misst in der Reduktionszone 26 vorhandene Konzentrationen von Reaktionsausgangs- und -eingangsstoffen, beispielsweise Koh­ lenmonoxidwerte, Kohlendioxidwerte und Methanwerte.
Prinzipiell kann auch bei der Kühlung des Generatorgases 16 und/oder bei der Kühlung der Wärmekraftmaschine 13 gewonnene thermische Energie der Reduktionszone 26 zugeführt werden.
Zur Vermeidung von Wärmeverlusten wird das Abgas 23 bei der Zufuhr 30 in einer thermisch isolierten Leitung 32 der Rück­ führeinrichtung 33 von der Wärmekraftmaschine 13 zu der Ver­ gaservorrichtung 12 geführt. Vorzugsweise sind die Wärme­ kraftmaschine 13 und die Vergaservorrichtung 12 auch räumlich nahe zueinander angeordnet, so dass die Wärmeverluste in der Rückführeinrichtung 33 auch dadurch gering gehalten werden. Ferner sind zweckmäßigerweise - mit Ausnahme des Kühlers 18 - auch die sonstigen Einrichtungen der Vorrichtung 10 thermisch isoliert, beispielsweise das Ventil 27, die Vergaservorrich­ tung 12 und die Wärmekraftmaschine 13. Weiterhin werden die Wärmeverluste der Wärmekraftmaschine 13 verringert, indem diese verhältnismäßig große Brennkammern aufweist, so dass die zu thermischen Verlusten führende Außenoberfläche der Wärmekraftmaschine 13 im Verhältnis zu deren Brennkammern klein ist.
Jedenfalls kann somit ein großer Anteil der in der Wärme­ kraftmaschine 13 anfallenden thermischen Energie der Pyroly­ sezone 24 sowie der Reduktionszone 26 zugeführt werden.
In der Reduktionszone 26 laufen unter anderem auch die soge­ nannte Wassergasgleichgewichtsreaktion
CO + H2O ↔ CO2 + H2 + 41 MJ/kmol (Reaktion 3)
sowie die sogenannte Methanreaktion ab, bei der ein in dem Generatorgas 16 enthaltenes Methangas erzeugt wird
2C + H2 ↔ 2CH + 75 MJ/kmol (Reaktion 4).
Das Methan im Generatorgas 16 erhöht die Klopffestigkeit bei der Verbrennung des Generatorgases 16 in der Wärmekraftma­ schine 13, sofern diese als Verbrennungsmotor ausgebildet ist.
In der Wärmekraftmaschine 13 findet eine Oxidation der Bestandteile des Generatorgases 16 statt, bei der z. B. das Koh­ lenmonoxid zu Kohlendioxid, der Wasserstoff zu Wasser und das Methan zu Wasser und Kohlendioxid oxidiert werden. Insbeson­ dere zur Verbrennung des Kohlenmonoxids ist der Einsatz der Verdichtereinrichtung 19 vorteilhaft.
In der Vergaservorrichtung 12 ist vorliegend eine Oxidations­ zone 34 vorgesehen, in der ein Teil der in der Pyrolysezone 24 aus dem organischen Rohstoff 11 gebildeten Stoffe oxidiert werden, beispielsweise Wasserstoff zu Wasser und ein Teil des Kohlenstoffes 25 zu Kohlendioxid. Dadurch wird in der Verga­ servorrichtung 12 gegebenenfalls zusätzlich Wärme erzeugt, die in der Reduktionszone 26 und/oder in der Pyrolysezone 24 benötigt wird. Ferner wird in der Oxidationszone 34 Kohlendi­ oxid erzeugt, das in der Reduktionszone 26 verwertbar ist.
Die in der Oxidationszone 34 ablaufenden Oxidationen werden durch eine geeignete Zufuhr von Sauerstoff 36 gesteuert. Dazu ist eine Sauerstoffzufuhreinrichtung 35, z. B. ein Sauerstoff­ ventil oder -gebläse vorgesehen, das Sauerstoff 36, bei­ spielsweise sauerstoffhaltige Umgebungsluft, in die Oxidati­ onszone 34 einströmen lässt bzw. einbläst. Die Sauerstoffzu­ fuhreinrichtung 35 wird über eine Steuerverbindung 37 von der Steuereinrichtung 15 in Abhängigkeit von Messsignalen gesteu­ ert, die die Steuereinrichtung 15 von einer in der Oxidati­ onszone 34 installierten, nicht dargestellten Messeinrichtung über eine Meldeverbindung 38 erhält. Diese Messeinrichtung misst Konzentrationen von Reaktionsausgangs- und -eingangsstoffen, beispielsweise Sauerstoff-, Kohlendioxid- und Wasserdampfwerte.
Es versteht sich, dass auch weitere Ausgestaltungen möglich sind.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 15 auch über Tempe­ ratursonden an verschiedenen Stellen, z. B. in der Pyrolysezo­ ne 24, in der Reduktionszone 26 und an der Wärmekraftmaschine 13, Wärmewerte erfassen und die Sauerstoffzufuhreinrichtung 35 und/oder das Ventil 27 in Abhängigkeit davon steuern.
Ferner könnte die Steuereinrichtung 15 auch zur Steuerung der Wärmekraftmaschine 13 und/oder des Generators 14 vorgesehen sein.
Bei einer Ausgestaltung der Vergaservorrichtung 12 als Wir­ belschichtvergaser sind die Pyrolysezone 24, die Reduktions­ zone 26 sowie gegebenenfalls die Oxidationszone 34 nicht räumlich voneinander getrennt, sondern in einer gemeinsamen Wirbelschicht koexistent.
In einer sehr einfachen Ausgestaltung der Erfindung könnte das heiße Abgas 23 zumindest teilweise über den zu pyrolysie­ renden organischen Rohstoff 11 geblasen werden.
Für das Generatorgas 16 könnte eine Gasreinigungsanlage vor­ gesehen sein, die beispielsweise Teerstoffe aus dem Genera­ torgas 16 auswäscht.

Claims (15)

1. Verfahren zur energetischen Nutzung nachwachsender orga­ nischer Rohstoffe (11), insbesondere Holz, bei dem der Roh­ stoff (11) in einer Vergaservorrichtung (12) durch Pyrolyse (24) im Wesentlichen zu Kohlenstoff (25) verschwelt wird und bei dem durch eine Reduktionsreaktion (26) ein Kohlenmonoxid enthaltendes Generatorgas (16) erzeugt wird, wobei das Koh­ lenmonoxid in einer Wärmekraftmaschine (13) unter Gewinnung thermischer und mechanischer Energie (21, 20) zu einem Koh­ lendioxid enthaltenden Abgas (23) oxidiert wird, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Abgas (23) mit dem Kohlendioxid zumin­ dest teilweise der Reduktionsreaktion (26) wieder zugeführt wird und dass die in der Wärmekraftmaschine (13) gewonnene thermische Energie (21) zumindest teilweise der Pyrolyse (24) und/oder der Reduktionsreaktion (26) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergaservorrichtung (12) Sauerstoff (36) für eine Oxida­ tionsreaktion zugeführt wird, in der durch die Pyrolyse (24) aus dem organischen Rohstoff (11) gewonnene oxidierbare Be­ standteile, insbesondere Kohlenstoff (25) und Wasserstoff, oxidiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die in der Wärmekraftmaschine (13) gewonnene ther­ mische Energie (21) zumindest teilweise mit Hilfe des Abgases (23) der Pyrolyse (24) und/oder der Reduktionsreaktion (26) zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das Abgas (23) in einer thermisch isolierten Leitung (32) von der Wärmekraftmaschine (13) zu der Vergaservorrichtung (12) geführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass als Wärmekraftmaschine (13) ein Verbrennungsmotor oder eine Gasturbine eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorgas (16) vor der Zufuhr zu der Wärmekraftmaschi­ ne (13) durch eine Verdichtereinrichtung (19), insbesondere einen durch den Abgasstrom angetriebenen Turbolader oder ei­ nen Kompressor, verdichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, dass als Wärmekraftmaschine (13) eine Wärmekraftmaschine (13) mit geringen thermischen Oberflächenverlusten, insbeson­ dere ein Verbrennungsmotor mit großem Hubraum eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das Generatorgas (16) vor der Zu­ fuhr zu der Wärmekraftmaschine (13) gekühlt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die in der Wärmekraftmaschine (13) gewonnene mechanische Energie (20) zumindest teilweise in elektrische Energie (22) umgewandelt wird.
10. Vorrichtung zur energetischen Nutzung nachwachsender organischer Rohstoffe (11), insbesondere Holz, mit einer Ver­ gaservorrichtung (12), in der der Rohstoff (11) durch Pyroly­ se (24) im Wesentlichen zu Kohlenstoff (25) verschwelbar ist und in der durch eine Reduktionsreaktion (26) ein Kohlenmono­ xid enthaltendes Generatorgas (16) erzeugbar ist, und mit ei­ ner Wärmekraftmaschine (13), in der das Kohlenmonoxid unter Gewinnung thermischer und mechanischer Energie (21, 20) zu einem Kohlendioxid enthaltenden Abgas (23) oxidierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wärmekraftmaschine (13) und der Vergaservorrichtung (12) eine Rückführeinrich­ tung (33) vorgesehen ist, mit der das Abgas (23) mit dem Koh­ lendioxid zumindest teilweise der Reduktionsreaktion (26) zugeführt werden kann, und dass Mittel (33) vorgesehen sind, mit denen die in der Wärmekraftmaschine (13) gewonnene ther­ mische Energie (21) zumindest teilweise der Pyrolyse (24) und/oder der Reduktionsreaktion (26) zugeführt werden kann.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergaservorrichtung (12) eine Sauerstoffzufuhrein­ richtung (35) zum Zuführen von Sauerstoff aufweist, so dass durch die Pyrolyse (24) aus dem organischen Rohstoff (11) ge­ wonnene oxidierbare Bestandteile, insbesondere Kohlenstoff (25) und Wasserstoff, in der Vergaservorrichtung (12) oxi­ diert werden können.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Rückführeinrichtung (33) eine thermisch isolierte Leitung (32) zur Rückführung des Abgases (23) von der Wärmekraftmaschine (13) zu der Vergaservorrichtung (12) aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmekraftmaschine (13) eine Ver­ dichtereinrichtung (19), insbesondere einen durch den Abgas­ strom angetriebenen Turbolader oder einen Kompressor, zum Verdichten des Generatorgases (16) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Kühler (18) zum Kühlen des Ge­ neratorgases (16) vor der Zufuhr zu der Wärmekraftmaschine (13) aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmekraftmaschine (13) und die Ver­ gaservorrichtung (12) räumlich nahe beieinander angeordnet sind.
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