DE4317413A1 - Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material - Google Patents

Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material

Info

Publication number
DE4317413A1
DE4317413A1 DE4317413A DE4317413A DE4317413A1 DE 4317413 A1 DE4317413 A1 DE 4317413A1 DE 4317413 A DE4317413 A DE 4317413A DE 4317413 A DE4317413 A DE 4317413A DE 4317413 A1 DE4317413 A1 DE 4317413A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactor
gases
activation
che
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4317413A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4317413C2 (de
Inventor
Manfred Prof Dr Born
Karl-Michael Schultze
Friedhelm Kempe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EBERSWALDER HOLZKOHLE KASTEN & CO GMBH, 16230 NEUE
Original Assignee
Wegner & Co Verfahrenstechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE4317413A priority Critical patent/DE4317413C2/de
Application filed by Wegner & Co Verfahrenstechnik filed Critical Wegner & Co Verfahrenstechnik
Priority to CZ952907A priority patent/CZ290795A3/cs
Priority to PCT/EP1994/001335 priority patent/WO1994026842A1/de
Priority to DE59401864T priority patent/DE59401864D1/de
Priority to EP94915135A priority patent/EP0699223B1/de
Priority to AT94915135T priority patent/ATE149194T1/de
Priority to AU66495/94A priority patent/AU6649594A/en
Publication of DE4317413A1 publication Critical patent/DE4317413A1/de
Priority to FI955548A priority patent/FI955548A/fi
Application granted granted Critical
Publication of DE4317413C2 publication Critical patent/DE4317413C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30Active carbon
    • C01B32/312Preparation
    • C01B32/336Preparation characterised by gaseous activating agents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Coke Industry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material, vorzugsweise von Laubholz, im kontinuierlichen einstufigen Prozeß in einem über eine Brennkammer mit Wärmeenergie beauf­ schlagbaren, wenigstens einen Reaktor besitzenden Schachtofen.
Es ist bekannt, kohlenstoffhaltiges Material in mit Wärmeenergie beaufschlagbaren Schachtöfen zu behan­ deln und im Ergebnis dessen Holzkohle oder Aktiv­ kohle herzustellen. Hierzu ist in der DE-PS 36 04 320 bereits ein Verfahren zur Herstellung von Ak­ tivkohle vorgeschlagen worden, bei dem vorzugsweise waldfrisches Hackgut in einem kontinuierlichen ein­ stufigen Prozeß in einem Schachtofen unter Verwen­ dung einer Brennkammer und Aktivierung mit einem gebundenen Sauerstoff enthaltenden Heißgas behandelt wird, wobei das Heißgas in der Brennkammer durch Verbrennung der Ofenabgase (Reaktionsgase) hergestellt wird. Bei dem dort beschriebenen Verfahren ist nachteilig, daß die den Schachtofen verlassenden Reaktionsgase zuvor über eine zwischengeschaltete Einrichtung zu großen Teilen von in den Reaktionsgasen enthaltenen Teeren und anderen ölhaltigen Stoffen befreit werden müssen. Dies ist deshalb notwendig, weil die durch die Verbrennung der Reaktionsgase erzeugten Heißgase direkt als Aktivierungsgase in den Schachtofen zurückgeführt werden. Ein Verbleiben von teerhaltigen Resten in dem Aktivierungsgas verhindert entscheidend eine gute Qualität der auszubringenden Aktivkohle. Weiterhin ist bei dem beschriebenen Verfahren nachteilig, daß eine Trennung der in der Brennkammer erzeugten Heißgase erfolgen muß, da nur ein Teil der Heißgase für die Aktivierung eingesetzt werden kann, während der andere Teil, wie dort genannt, anderweitig ener­ getisch verwertet wird.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem bei geringem Aufwand eine vollständige thermische Nutzung der Reaktionsgase für die Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst. Es wurde gefun­ den, daß es durch eine einfache Verfahrenssteuerung möglich ist, sowohl die Pyrolyse, also die Holzver­ kohlung, als auch die Aktivierung der Holzkohle in einem einzigen Reaktor durchzuführen. Damit bietet sich die Möglichkeit einer gleichmäßigen gesteuer­ ten Prozeßführung, die auf optimale Produktaus­ beute, homogene Produktqualität und gleichmäßig ge­ ringe Emission ausgerichtet ist. Da bei einer Wei­ terführung des Verfahrens bis zur Aktivierung keine Zwischenkühlung des kohlenstoffhaltigen Materials nach der Verkohlung erfolgen muß, bietet die Pro­ zeßkopplung erhebliche Vorteile in der Energie­ bilanz und kann mit dem Energieinhalt des kohlen­ stoffhaltigen Materials ohne Fremdenergie betrieben werden. Ein geringer Fremdenergieeinsatz ist ledig­ lich beim Anfahren der Anlage notwendig.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Wärmeenergie durch Verbrennen von Reaktionsgasen und/oder von in den Reaktions­ gasen enthaltenen Bestandteilen in der Brennkammer gewonnen wird, wobei vorzugsweise die Reaktionsgase bzw. die Bestandteile sofort nach Verlassen des Reaktors luftüberschüssig verbrannt werden. Durch dieses sofortige Verbrennen der Prozeßabgase unmittelbar nach Austritt aus dem Reaktor wird erreicht, daß eine thermische Beseitigung sämtli­ cher brennbarer und umweltbelastender gasförmiger und kondensierbarer Produkte erfolgt und der Energiegehalt der gasförmigen und kondensierbaren Produkte für die Wärmeversorgung des Prozesses ge­ nutzt werden kann. Die Nutzung des gebundenen und fühlbaren Energieinhaltes der gas- und dampfförmi­ gen Pyrolyseprodukte wird also mit der Reinigung der Reaktionsgase verfahrenstechnisch verknüpft.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß diejenigen gasförmi­ gen Komponenten direkt nach dem Austritt aus dem Reaktor beseitigt werden, die in höheren Konzentra­ tionen ein explosionsfähiges Gemisch bilden können und auf ihrem Weg durch längere Rohrleitungen Sicherheitsvorkehrungen gegen Sauerstoffeinbruch und Zündquellen erfordern würden. Darüber hinaus wird eine Kondensation von Teeren und Ölen aus den flüchtigen Bestandteilen des kohlenstoffhaltigen Materials vermieden und damit eine saubere Be­ triebsführung erreicht. Dies ist dadurch gewährleistet, daß der Strömungswiderstand des Heißgases am Prozeßende durch ein Saugzuggebläse überwunden wird. Dadurch können keine Teer-Öl- Kondensate abgeschieden werden und die Anlagenteile stehen unter einem Unterdruck, so das keine Emissionen auftreten können. Dadurch, daß die Reaktionsgase bzw. die darin enthaltenen Bestandteile einen sehr hohen Heizwert besitzen, kann eine für die Prozeßführung ausreichende Wärmeenergie zur Verfügung gestellt werden. Die Reaktionsgase werden nicht durch Stickstoff verdünnt, wie das bei direkter Beheizung mit Spülgasen der Fall ist.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die durch die Verbrennung der Reaktionsgase erzeugten Heißgase innerhalb des Schachtofens auf den Reaktor geführt werden und zu einer indirekten Beheizung des Reaktors benutzt werden. Durch diese Ausgestaltung kann sehr vorteilhaft erreicht werden, daß eine sichere Verbrennung der Gaskomponenten unter gezielt eingestelltem Luftüberschuß und damit unter Vermeidung einer Nachbrennkammer zum Ausbrand von Überschußgasen geführt werden kann. Diese Überschußgase würden die Gasmenge enthalten, die nicht als Heißgas in den Schachtofen zurückgeführt werden braucht. Durch die indirekte Beheizung des Reaktors wird weiterhin sehr vorteilhaft erreicht, daß eine Kopplung der Prozesse der Pyrolyse und/oder Aktivierung und deren Wärmeversorgung erfolgt. Hiermit werden beide Vorgänge unabhängig voneinander steuerbar und damit für den Einsatz des Verfahrens leichter beherrschbar.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Verbrennung in der Brennkammer unter einer Luftstufung erfolgt. Hiermit wird sehr vorteilhaft vermieden, daß sowohl aus dem Holzstickstoff als auch aus dem Stickstoff der Verbrennungsluft Stickoxide gebildet werden. Damit wird eine weitere, beim Betrieb von Gasbrennkammern übliche Emissionsquelle vermieden. Die thermischen Stickoxide, die insbesondere bei einem Ausbrand von Kohlenwasserstoffen, die mit dem Teer in die Brennkammer gelangen zu einer hohen Emission führen würden, werden durch den stufenweise einstellbaren Luftüberschuß auf ein Minimum reduziert und gleichzeitig wird die Bildung von Kohlenmonoxid vermieden, so daß mit hoher Sicherheit die vorgegebenen Grenzwerte unterschritten werden.
Weiterhin ist durch die indirekte Beheizung des Reaktors durch die in den Schachtofen geführten Heißgase möglich, den Schachtofen in seiner ge­ samten Höhe mit Heißgas zu beaufschlagen, so daß auch am Kopf des Schachtofens auf eine hohe Pyrolysegasaustrittstemperatur Einfluß genommen werden kann. Diese hohe Gasaustrittstemperatur verhindert ein Kondensieren der in den Pyrolysegasen (Reaktionsgasen) enthaltenen Teere, bis diese die Brennkammer erreicht haben.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung des Verfah­ rens ist vorgesehen, daß die Heißgase derart auf den Schachtofen geführt werden, daß in verschiede­ nen Zonen des Schachtofens eine Trocknung und/oder eine Pyrolyse und/oder eine Aktivierung des kohlen­ stoffhaltigen Materials erfolgt. Durch eine derar­ tige Beaufschlagung des Schachtofens ist eine Pro­ zeßkopplung der einzelnen Prozeßstufen Trocknung, Pyrolyse und Aktivierung in einem kontinuierlichen Prozeß möglich. Das bei der Aktivierung und der Pyrolyse aus dem kohlenstoffhaltigen Material und Aktivierungsgas entstehende Reaktionsgas steigt in dem Reaktor im Gegenstrom zum kohlenstoffhaltigen Material auf. Da das kohlenstoffhaltige Material mit Umgebungstemperatur in den Reaktor eingebracht wird und während seiner Abwärtsbewegung auf die Pyrolyse- bzw. Aktivierungstemperatur aufgeheizt wird, fungiert das aufsteigende Reaktionsgas als Wärmeträger und ermöglicht einen optimalen Wärmehaushalt. Durch diese Prozeßführung stellen sich über der Reaktorhöhe Zonen gleicher physikalisch/chemischer Vorgänge ein, deren horizontale Ausrichtung durch die Zuführung der Heißgase in den Schachtofen leicht zu steuern ist. Je kleiner der Reaktorquerschnitt gewählt ist, um so besser kann auf die horizontale Ausrichtung Einfluß genommen werden und im Reaktorquerschnitt eine homogene Temperatur als Basis für eine einheitliche Produktqualität erzielt werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Aus­ führungsbeispiel anhand der einzigen Zeichnung, die schematisch eine Anlage zur erfindungsgemäßen Durchführung des Verfahrens zeigt, näher erläutert.
In der Figur ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Anlage zur Behandlung von kohlenstoffhaltigen Mate­ rialen gezeigt. Die Anlage 10 weist einen Schacht­ ofen 12 auf, innerhalb dessen ein Reaktor 14 ange­ ordnet ist. Der Reaktor 14 ist hier mit einer ange­ deuteten Einfülleinrichtung 16 für kohlenstoff­ haltiges Ausgangsmaterial versehen. Im oberen Be­ reich des Reaktors 14 bzw. des Schachtofens 12 ist ein Abzug 18 für Reaktionsgase vorgesehen, der in eine Brennkammer 20 mündet. Die Brennkammer 20 ist einerseits über eine erste Zuführung 22 für Heißgas (Verbrennungsgas) mit dem Schachtofen 12 verbunden und andererseits über eine zweite Zuführung 24 für Heißgas mit einem Wärmetauscher 26 verbunden. Der Wärmetauscher 26 ist mit einer Zuführung 28 mit einem Einlaß 30 für Aktivierungsgase an dem Schachtofen 12 verbunden. Die Brennkammer 20 weist weiterhin einen Einlaß 32 für Frischluft auf.
Die Anlage 10 ist in der Figur nur schematisch gezeigt und aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung einzelner Stell- und/oder Re­ gelorgane, beispielsweise Schieber, Drosseln oder ähnliches, verzichtet.
Mit der in der Figur gezeigten Anordnung wird das erfindungsgemäße Verfahren folgendermaßen durchge­ führt:
Über die Einfülleinrichtung 16 wird der Schachtofen 14 mit kohlenstoffhaltigem Ausgangsmaterial bis zu einer bestimmten Einfüllhöhe befüllt. Die Brenn­ kammer 20 wird zu Prozeßbeginn durch eine Fremd­ energiequelle, beispielsweise Öl, gestartet, so daß über die Zuführung 22 Heißgas in den Beheizungsraum des Schachtofens 12 gelangt. Das Heißgas erwärmt dort den Reaktor 14 und damit indirekt das in dem Reaktor 14 sich befindende kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial. Über die zweite Zuführung 24 wird gleichzeitig der Wärmetauscher 26 aktiviert, der so ausgestaltet ist, daß über die Zuführung 28 Heißdampf durch den Einlaß 30 in den Reaktor 14 gelangt. Dieser Heißdampf steigt innerhalb des Reaktors 14 im Gegenstrom zu dem sich darin befindenden kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterial auf und dient als Aktivierungsgas. Der Reaktor 14 bildet dabei drei Zonen, bei der in einer oberen Zone bei Temperaturen von ca. 250°C eine Trocknung des kohlenstoffhaltigen Materials stattfindet. In einer mittleren Zone des Reaktors 14 wird das koh­ lenstoffhaltige Ausgangsmaterial bei Temperaturen von ca. 600°C verkohlt, während in einer unteren Zone bei Temperaturen von ca. 950°C das bereits verkohlte Ausgangsmaterial aktiviert wird. Während der Verkohlung, also während der Pyrolyse und während der Aktivierung wird in der mittleren und unteren Zone des Reaktors 14 Pyrolysegas beziehungsweise Prozeßgas frei, das sich mit dem über den Einlaß 30 eingelassenen nicht bei der Aktivierung umgesetzten Heißdampf vermischt und nach oben aus dem Reaktor 14 als Reaktionsgas entweicht.
Das Reaktionsgas wird über den Abzug 18 der Brenn­ kammer 20 zugeführt. Die Brennkammer 20 ist dabei unmittelbar nach dem Schachtofen 12 angeordnet, so daß die Prozeßabgase nicht soweit abkühlen können, daß die darin enthaltenen Teere und Öle konden­ sieren können. Das heißt also, diese Reaktionsgase und die darin enthaltenen Bestandteile werden so­ fort nach Austritt aus dem Reaktor 14 in der Brenn­ kammer 20 verbrannt und übernehmen nach einer An­ laufzeit die Lieferung der Heißgase, die über die Zuführung 22 dem Innenraum des Schachtofens 12 zu­ geleitet werden und die über die Zuführung 24 dem Wärmetauscher 26 zugeführt werden. Somit ist ge­ währleistet, da die Reaktionsgase einen hohen ener­ getischen Wert besitzen, daß nach einer kurzen An­ laufzeit die gesamte Anlage 10 in einem energetisch autarken Betrieb arbeitet. Über den Einlaß 32 wird der Brennkammer 20 dabei in Stufen Luft zugeführt, so daß in der Brennkammer 20 die Luftzufuhr so gesteuert wird, daß eine thermische Stickoxid­ bildung und auch ein Kohlenmonoxidaustritt, auf ein Minimum reduziert werden. Die Brennkammer 20 ist durch die Luftzugabe beliebig temperierbar, weil die Überwindung einer Druckdifferenz der Strömungswege durch einen am kalten Ende des Schachtofens 12 angeordneten Saugzugventilator erfolgen kann. Die Wärmeübertragung auf das in dem Reaktor 14 eingefüllte kohlenstoffhaltige Material erfolgt indirekt über die heißen Wände des Reaktors 14.
Ein wesentlicher Vorteil dieses Prozesses ist es, daß der Reaktor 14 auch in den Bereichen des frisch eingefüllten kohlenstoffhaltigen Materials, also der bereits erwähnten oberen Zone, mit hohen Wand­ temperaturen gefahren werden kann und damit die Möglichkeit besteht, die Austrittstemperatur der Reaktionsgase soweit zu erhöhen, daß bis zur Brennkammer eine Kondensation von Teeren und Ölen nicht erfolgt. Diese werden daher im gasförmigen Zustand in der einfach aufgebauten Brennkammer 20 vollständig mit verbrannt, wodurch erreicht wird, daß keine Fremdenergie für die Prozeßführung außerhalb des Anfahrens notwendig wird. Probleme durch eine eventuelle Kondensatabscheidung oder unverbrannte Gase, die zu Umweltbelastungen führen könnten, werden daher bereits vor der Entstehung gelöst. Der gesamte aus der Verkohlung des kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials entstehende Wasserdampf, der durch die Holzfeuchte und das damit verbundene Zersetzungswasser entsteht, wird mit durch die Brennkammer 20 geführt und dort von den Belastungen durch organische Säuren befreit und mit den Abgasen der Brennkammer 20 in die Atmosphäre abgegeben. Eine übliche Abwasser­ reinigung für säuren-, teer- und ölhaltige Prozeßabwässer ist damit nicht mehr erforderlich.
Ist die Trocknung des kohlenstoffhaltigen Ausgangs­ materials in der obersten Zone des Reaktors 14 weitgehend abgeschlossen, führt die Exothermie der Pyrolyse zu einer relativ schnellen Verkohlung, die bei einem Gehalt von flüchtigen Bestandteilen von ca. 15% aus Gründen der gewünschten Holzkohlequa­ lität abzubrechen ist. Es hat sich gezeigt, daß eine Gesamtaufheizzeit von ca. 2,5 Stunden genügt, um aus Holzstücken der als Einsatzmaterial vorge­ sehenen Größe Holzkohle der erwarteten Qualität zu erzeugen.
Durch die indirekte Aufheizung des kohlenstoff­ haltigen Materials kann die Temperatur außerhalb des Rohres des Reaktors 14 größer sein als die, die zur eigentlichen Pyrolyse bzw. Aktivierung benötigt wird. Sie darf aber nicht so hoch sein, daß in­ nerhalb der eingefüllten Holzstücke unvertretbare Differenzen im Durchkohlungsgrad, das heißt im An­ teil an flüchtigen Bestandteilen, entstehen.
Eine vorteilhafte Temperaturführung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, in dem die über die Zuführung 22 auf den Reaktor 14 geführten Heißgase über ein im Beispiel nicht dargestellten Wärmetauscher geleitet und so gegebenenfalls gekühlt werden können.
Die Optimierung der Temperaturführung im Schacht­ ofen 12 ermöglicht eine Optimierung des Energie­ haushaltes des gesamten Prozesses der Behandlung von kohlenstoffhaltigem Ausgangsmaterial. Bei der Aktivierung der im Reaktor 14 des Schachtofens 12 erzeugten Holzkohle in der unteren Zone des Reak­ tors 14 wird Energie im stark endothermen Prozeß verbraucht. Im Innern des Reaktors 14 wird durch die indirekte Wärmeübertragung eine geringere Reak­ tionstemperatur erreicht als in der Nähe der Reak­ torwand. Hier sind Temperaturführung, Versorgung mit Aktivierungsgas, Reaktorleistung und Produktqualität besonders gut optimierbar.
Nach allem wird festgestellt, daß die bei der trockenen Destillation des kohlenstoffhaltigen Aus­ gangsmaterials, also der Pyrolyse bzw. der Ver­ kohlung entstehenden Gase und kondensierbaren Stoffe, beispielsweise organische Säuren, Teere und Öle, durch die Verfahrensgestaltung ausschließlich energetisch genutzt werden und damit kontrolliert und gezielt umweltfreundlich beseitigt werden.
Durch die Nachschaltung der Brennkammer 20 unmit­ telbar nach dem Schachtofen 12 wird erreicht, daß hohe Temperaturen und Verweilzeiten bei ausreichen­ dem Sauerstoffangebot einen sehr hohen Ausbrenngrad der kondensierbaren Pyrolyseprodukte gewährleisten, während zur Minimierung der Stickoxidemissionen gestuft Luft zugeführt werden kann.
Im nachfolgenden soll der Verfahrensablauf an einem konkreten Ausführungsbeispiel nochmals verdeutlicht werden.
Für die Holzkohleerzeugung mit der Anlage 10 werden an der Luft abgelagertes Buchen- und Eichen­ schichtholz, in Abmessungen von ca. 10×10×10 cm in den Reaktor 14 eingefüllt. Für eine Aktiv­ kohleerzeugung werden Hackschnitzel der gleichen Holzarten in den Abmessungen von ca. 50×20×8 mm eingefüllt. Vor der Verkohlung bzw. Aktivierung werden ca. 85% der Rinde entfernt, da sich ein höherer Rindenanteil negativ auf die Qualität der zu erzeugenden Produkte auswirken kann. Das er­ wähnte Einsatzmaterial besitzt daher folgende typische Ausgangswerte:
  • - Wassergehalt ca. 25% (bezogen auf Masse feucht)
  • - Aschegehalt ca. 1,5% (wasserfrei)
  • - Schwefelgehalt max. 0,05% (wasserfrei)
  • - Stickstoffgehalt ca. 0,1% (wasserfrei)
  • - flüchtige Bestandteile 80 bis 82% (wasserfrei).
Die mit der Anlage 10 und dem beschriebenen Ver­ fahren hergestellte stückige Holzkohle hat nach dem Austrag aus dem Reaktor 14 folgende Analysewerte:
  • - Wassergehalt max. 10%
  • - Aschegehalt (wasserfrei) max. 4%
  • - fixer Kohlenstoff (wasserfrei) min. 80%
  • - Stückgröße 10 bis 100 mm.
Wird im Reaktor in einem Verfahrensschritt aus feuchten gehackten Holzschnitzeln Aktivkohle er­ zeugt, besitzt diese folgende Analysewerte:
  • - Körnung 0,5 bis 4 mm
  • - Wassergehalt max. 15%
  • - Aschegehalt (wasserfrei) max. 6%
  • - Rütteldichte 240 bis 410 kg/m³
  • - Adsorptionsleistungen gegenüber Phenol 2 bis 4% (bei 1 ppm), 0,8 bis 2% (bei 0,1 ppm)
  • - gegenüber Jod min. 650 mg/g
  • - spezifische Oberfläche min. 750 m²/g
  • - die Porenstruktur ist bimodal.
Die angegebenen Werte für die Holzkohle- bzw. Aktivkohleerzeugung sind lediglich beispielhaft und sind nicht geeignet, das beschriebene Verfahren auf diese Werte einzuschränken.
Durch Einstellung der Prozeßparameter, also insbe­ sondere der Temperaturführung, kann der Reaktor so gefahren werden, daß wahlweise oder anteilig die eingesetzten Ausgangsmengen an kohlenstoffhaltigem Material in die gewünschten Zielprodukte umgesetzt werden können, so daß durch eine Änderung der Pro­ zeßführung Holzkohle oder Aktivat hergestellt wer­ den kann.
Wird die Anlage 10 so betrieben, daß Holzkohle her­ gestellt werden soll, kann über die Zuführung 28 und den Einlaß 30 ebenfalls eine Zuführung von Heißdampf (Wasserdampf) in den Reaktor 14 erfolgen, die eigentlich nur als Aktivierungsgaszufuhr bei der Aktivkohleherstellung notwendig ist. Dieser Wasserdampf wirkt bei einer erforderlichen Temperatur von ca. 500°C für die geforderte Ausgarung des Holzes nicht als Aktivierungsgas im Sinne der Aktivierung. Es wurde jedoch gefunden, daß der Wasserdampf bei der Holzkohleherstellung durch die damit verbundene Erhöhung der Spülgasmenge zu einer Verbesserung des Wärme­ haushaltes im Reaktor 14 führt und damit eine Er­ höhung der Holzkohleausbeute erreicht werden kann.

Claims (9)

1. Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material, vorzugsweise von Laubholz, im konti­ nuierlichen einstufigen Prozeß in einem über eine Brennkammer mit Wärmeenergie beaufschlagbaren, we­ nigstens einen Reaktor aufweisenden Schachtofen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pyrolyse und/oder eine Aktivierung der kohlenstoffhaltigen Ma­ terialien durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmeenergie durch Verbrennen von Reaktionsgasen und/oder in den Reaktionsgasen ent­ haltenen Bestandteilen in der Brennkammer gewonnen wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsgase sofort nach Verlassen des Reaktors luftüberschüssig verbrannt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkammer während des Verbrennens der Reaktionsgase und/oder der in den Prozeßabgasen enthaltenen Bestandteile die Luft gestuft zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Verbrennung erzeugten sauerstoffhaltigen Heißgase innerhalb des Schachtofens auf den Reaktor geführt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgase der­ art in den Schachtofen geführt werden, daß eine indirekte Beheizung des Reaktors durchgeführt wird und vorzugsweise verschiedene Temperaturzonen des Reaktors erreicht werden, so daß gleichzeitig eine Trocknung und/oder eine Pyrolyse und/oder eine Aktivierung des kohlenstoffhaltigen Materials erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssige Heißgase zur Erzeugung von Aktivierungsgasen, insbesondere Aktivierungsdampf, verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungsgase das kohlenstoffhaltige Material im Gegenstrom durchströmen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor konti­ nuierlich mit kohlenstoffhaltigem Material be­ schickt wird.
DE4317413A 1993-05-18 1993-05-18 Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material Expired - Fee Related DE4317413C2 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4317413A DE4317413C2 (de) 1993-05-18 1993-05-18 Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material
PCT/EP1994/001335 WO1994026842A1 (de) 1993-05-18 1994-04-28 Anlage und verfahren zum thermischen behandeln von kohlenstoffhaltigem material
DE59401864T DE59401864D1 (de) 1993-05-18 1994-04-28 Anlage und verfahren zum thermischen behandeln von kohlenstoffhaltigem material
EP94915135A EP0699223B1 (de) 1993-05-18 1994-04-28 Anlage und verfahren zum thermischen behandeln von kohlenstoffhaltigem material
CZ952907A CZ290795A3 (en) 1993-05-18 1994-04-28 Process and apparatus for heat treatment of carbon-containing material
AT94915135T ATE149194T1 (de) 1993-05-18 1994-04-28 Anlage und verfahren zum thermischen behandeln von kohlenstoffhaltigem material
AU66495/94A AU6649594A (en) 1993-05-18 1994-04-28 Thermal treatment process and installation for carbon-containing material
FI955548A FI955548A (fi) 1993-05-18 1995-11-17 Laite ja menetelmä hiilivetypitoisen materiaalin lämpökäsittelyä varten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4317413A DE4317413C2 (de) 1993-05-18 1993-05-18 Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4317413A1 true DE4317413A1 (de) 1994-11-24
DE4317413C2 DE4317413C2 (de) 1997-03-20

Family

ID=6488891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4317413A Expired - Fee Related DE4317413C2 (de) 1993-05-18 1993-05-18 Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4317413C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006039332A1 (de) * 2006-08-14 2008-02-21 Biovee Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Stoffumwandlung und Energieerzeugung
DE102022102135A1 (de) 2022-01-31 2023-08-03 SPSC GmbH System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse und Verfahren zum Betreiben des Systems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD238162A3 (de) * 1979-01-22 1986-08-13 Klaus Kossatz Verfahren zum betreiben einer anlage zur herstellung von holzkohle, koks oder aktivkohle in einem schachtofen
DE3604320C2 (de) * 1985-09-19 1989-03-16 Technische Universitaet Dresden, Ddr 8027 Dresden, Dd

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD238162A3 (de) * 1979-01-22 1986-08-13 Klaus Kossatz Verfahren zum betreiben einer anlage zur herstellung von holzkohle, koks oder aktivkohle in einem schachtofen
DE3604320C2 (de) * 1985-09-19 1989-03-16 Technische Universitaet Dresden, Ddr 8027 Dresden, Dd

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006039332A1 (de) * 2006-08-14 2008-02-21 Biovee Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Stoffumwandlung und Energieerzeugung
DE102022102135A1 (de) 2022-01-31 2023-08-03 SPSC GmbH System zur pyrolytischen Umsetzung von Biomasse und Verfahren zum Betreiben des Systems

Also Published As

Publication number Publication date
DE4317413C2 (de) 1997-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3686727T2 (de) Verfahren zum erzeugen von geroestetem holz, auf diese weise hergestelltes produkt und dessen verwendung zum erzeugen von energie.
DE102012013877B4 (de) Verfahren zur Behandlung von Biomasse in einer Anlage zur Herstellung von Zement und dazu korrespondierende Anlage
EP0671453A1 (de) Verfahren zum Erzeugen von Holzkohle im Wanderbett
WO2012007574A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur trocknung und torrefizierung von wenigstens einem kohlenstoffhaltigen stoffstrom in einem etagenofen
DE1496366C3 (de) Verfahren zur Beseitigung von relativ feuchten Abfällen durch Ver gasung
DE2532778A1 (de) Verfahren zum vorwaermen von oelschiefer vor dessen pyrolyse
DE3820913A1 (de) Verfahren zum schwelen von holz zur erzeugung von holzkohle
DE3307734A1 (de) Verfahren zur gewinnung von oel aus oelhaltigen feststoffen
DE10030778C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Brenngases aus Biomassen
DE2913666C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Hüttenformkoks
DE4317413C2 (de) Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material
DE3202161C2 (de)
DE3424491A1 (de) Verfahren zur herstellung von bio-roestkohle und vorrichtung zu seiner durchfuehrung
DE4317412C2 (de) Anlage zur thermischen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material
DE3604320C2 (de)
EP0699223B1 (de) Anlage und verfahren zum thermischen behandeln von kohlenstoffhaltigem material
DE60225380T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Brenngas aus durch thermische Zersetzung eines Feststoffzusatzes erzeugtem Gas
DE483204C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung aktiver Kohle
AT389378B (de) Verfahren zum betrieb einer zweistufigen abfallverbrennungsanlage und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE2802212A1 (de) Verfahren zum aufarbeiten von holz fuer dessen metallurgische nutzung
DE165611C (de)
DE2244714C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Formkoks
DE633584C (de) Verfahren zum Herstellen eines rauchlosen Brennstoffs
AT83996B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Generatorgas unter Gewinnung von Ölen aus festen Brennstoffen.
DD238162A1 (de) Verfahren zum betreiben einer anlage zur herstellung von holzkohle, koks oder aktivkohle in einem schachtofen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: EBERSWALDER HOLZKOHLE KASTEN & CO GMBH, 16230 NEUE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: KAPAK GMBH GESELLSCHAFT FUER KARBONISIERUNG, PYROL

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: GEISLER, JUERGEN, 12279 BERLIN, DE BAUER, HANS-JUE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee