EP2220192A1 - Pyrolysesystem für kohlenstoffhaltige einsatzstoffe - Google Patents

Pyrolysesystem für kohlenstoffhaltige einsatzstoffe

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Publication number
EP2220192A1
EP2220192A1 EP08858981A EP08858981A EP2220192A1 EP 2220192 A1 EP2220192 A1 EP 2220192A1 EP 08858981 A EP08858981 A EP 08858981A EP 08858981 A EP08858981 A EP 08858981A EP 2220192 A1 EP2220192 A1 EP 2220192A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pyrolysis
heat transfer
heating section
transfer particles
pyrolysis system
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.)
Withdrawn
Application number
EP08858981A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Seifert
Andreas Hornung
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.)
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Original Assignee
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
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Filing date
Publication date
Application filed by Karlsruher Institut fuer Technologie KIT filed Critical Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Publication of EP2220192A1 publication Critical patent/EP2220192A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/16—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form
    • C10B49/20—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form in dispersed form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B7/00—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven
    • C10B7/10—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven with conveyor-screws
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the invention relates to a pyrolysis system for carbonaceous feedstocks, in particular regenerative biomass such as herbal substances, according to claim 1.
  • pyrolysis takes place, i. a thermal treatment with exclusion of oxygen from carbonaceous feedstocks such as biomass (for example energy crops, lignocellulose, etc.) or also waste materials such as plastics, etc. which in this case become pyrolysis products, i. decomposed into solid pyrolysis coke, liquid or vaporous pyrolysis condensate and gaseous pyrolysis gas.
  • feedstocks such as biomass (for example energy crops, lignocellulose, etc.) or also waste materials such as plastics, etc.
  • the proportions of the abovementioned pyrolysis products can be influenced by the composition and residual moisture of the starting materials in combination with various process parameters, in particular the pyrolysis temperature, the pyrolysis time (reaction time) and the heating and cooling parameters.
  • the pyrolysis temperature is determined from the decomposition temperature and decomposition kinematics of the starting materials and is in the range between 400 and 600 ° C.
  • a fast pyrolysis - also known as flash pyrolysis - involves a pyrolysis time below about 10 seconds of pure reaction time. It serves to convert carbonaceous feedstocks such as biomass with a particularly high yield of liquid pyrolysis condensate (pyrolysis oil, bio-oil) and small amounts of solid pyrolysis and pyrolysis gas.
  • a rapid pyrolysis takes place, for example, with biomass as feedstock, preferably around 500 ° C., with a proportion of pyrolysis condensate of 40 to 80% by weight and of biocoks (pyrolysis condensate) typically being present. coke) of only 10 to 30% by weight.
  • wood and straw lignocellulose
  • the pyrolysis gas is separated from the other two pyrolysis products, the pyrolysis coke and the pyrolysis condensate and is thus used e.g. as heating fuel for the aforementioned pyrolysis usable.
  • the remaining liquid pyrolysis condensate and the pyrolysis coke are fed as a mixture of these components to an oil sludge (bio-oil sludge, slurry) from the rapid pyrolysis of an entrained flow gasification, where said products are atomized and gasified in a stoichiometric oxygen stream.
  • oil sludge biological-oil sludge, slurry
  • a virtually tar- and methane-free crude synthesis gas can be produced at high conversion, which is advantageous, above all, in a subsequent synthesis of fuels and / or chemical precursors.
  • Pyrolysis systems of the type mentioned in the introduction include a pyrolysis reactor in which the starting materials are introduced and, as mentioned above, thermally converted to pyrolysis products.
  • EP 1 217 318 A1 describes a plant for the thermal treatment of materials, comprising at least one reaction zone in a rotary kiln heated by heating means with at least one rotary screw.
  • the rotary screw is heated by its own integrated heating medium and serves to transport the materials to be treated as well as additional heat-conducting particles through the rotary kiln.
  • the particles serve each but not a heat input into the reaction zone, but the most efficient heat transfer from the two heating means to the materials to be treated in the reaction zone.
  • DE 10 2005 037 917 A1 describes a process for rapid pyrolysis of lignocellulose, in which case the abovementioned particles are not only used for heat distribution in the reaction zone, but in particular for the heat input, i. the heat transfer are provided in the reaction zone.
  • the particles are externally heated and introduced with the lignocellulose in the reaction zone, wherein the lignocellulose is heated in the reaction zone of particles.
  • a countercurrent heat exchanger is proposed, wherein in this flow through the particles and a flue gas stream in the opposite direction.
  • the said systems in particular the heating devices for a heating not taking place in the reaction zone of the aforementioned particles, in a design on an industrial scale have a size which is suitable for transport and / or mobile use e.g. as a truck structure are too big.
  • the countercurrent heat exchangers used so far be realized as a drop tower for the particles and usually have at least 3 m height.
  • the object of the invention is to modify a pyrolysis system of the type mentioned above for carbonaceous starting materials so that they are already conceptually suitable for the realization of compact decentralized systems. Furthermore, to be made possible by the modification better adjustability and controllability of the heat energy flow through the heat transfer particles in the pyrolysis reactor and thus a production of pyrolysis coke with adjustable particle - large.
  • the pyrolysis system comprises at least one pyrolysis reactor and a heating section for heat transfer particles, which are conducted in a closed circuit through the pyrolysis reactor and the heating section.
  • the heating-up section for heating the heat-transfer particles has burners, the burners being heatable with pyrolysis gas and oxygen-poor exhaust gases from the combustion being able to be introduced into the pyrolysis reactor.
  • the exhaust gases form a low oxygen pyrolysis atmosphere in the pyrolysis reactor, e.g. preferably be passed as exhaust gas flow through the pyrolysis reactor.
  • the heating section is, unless a sheath encloses the entire pyrolysis system, formed by a volume in a housing.
  • a connection is provided between the housing and the pyrolysis reactor.
  • the housing and the connection to the pyrolysis reactor form a gas barrier and prevent gas exchange with the environment and thus an influx of oxygen through the heating in the pyrolysis reactor.
  • the pyrolysis products leave the pyrolysis reactor after pyrolysis preferably in two streams, i. in a first fluid stream as pyrolysis condensate and pyrolysis gas on the one hand and in a second solid stream as pyrolysis with the heat transfer particles on the other hand.
  • a condenser by a separation of the first material stream into liquid or aerosol-shaped pyrolysis condensate and gaseous pyrolysis gas.
  • the pyrolysis gas is then preferably fed to the burners of the pyrolysis system as fuel.
  • there is a separation of pyrolysis coke and heat transfer particles preferably by means of sieves or magnetic separators.
  • the pyrolysis condensate and the pyrolysis coke are then mixed together to form a suspension (slurry).
  • At least one of the burners is in the interior of the Heating or directed in the area immediately before the heating, wherein the hot fuel gases heat the heat transfer particles in the heating. More preferably, at least one of these burners is directed directly at the heat transfer particles. More preferably, the circulation of the heat transfer particles in or before the heat transfer path through at least one flame of a burner, ie all heat transfer particles go through in the heating section or immediately before in the circulation at least one sphere of influence of the flame of a burner. Thus also the possibly adhering to the heat transfer particles oxygen is detected and consumed.
  • the fuel gases pass through together with the heat transfer particles the heating section, while continuing to transfer heat to the heat transfer particles and are then introduced as low-oxygen (as burned) exhaust gases together with the heat transfer particles in the reactor.
  • a measurement of the residual oxygen in the exhaust gas is carried out by a lambda probe. From this, the oxygen consumption is determined by the combustion and fed as a controlled variable of the combustion control (control unit).
  • This arrangement serves for permanent combustion control, which advantageously results in inhomogeneities of the burner fuel, i. the pyrolysis gas can be detected and taken into account in the scheme.
  • the inhomogeneities are based e.g. on a non-homogeneous composition of the carbonaceous feedstocks, the pyrolysis conditions of the pyrolysis products which fluctuate during pyrolysis, i. Pyrolysis gas, pyrolysis and pyrolysis condensate can cause.
  • An optional temperature measuring device eg thermocouple or pyrometer in the region of the lambda probe measures the temperature of exhaust gas and / or heat transfer particles before entry in the pyrolysis reactor.
  • the temperature which dictates the pyrolysis temperature and thus can be used for the preparation of the pyrolysis products (eg in the current setting of the particle size), optionally also flows into the regulation of the combustion.
  • Combustion control is via a burner control. If the burners are directed into the interior of the heating zone or into the region immediately before the heating-up zone, control is additionally effected by adding oxygen to the interior or immediately before the heating-up zone, ie. there is a combustion control over the combustion mixture oxygen or air to fuel (pyrolysis gas).
  • the heating section comprises conveying means for the heat transfer particles, more preferably coercive means such as e.g. at least one screw conveyor.
  • the heat transfer particles are forcibly guided in a particularly advantageous manner in the heating and warmed up in the context of the aforementioned cycle in an adjustable defined time.
  • Another advantage is the heating of the heat transfer particles as a bed or at least in constant contact with each other heat transfer particles, which between the particles heat is preferably interchangeable and the heat transfer particles leave the heat transfer path with the same or almost the same temperature and enter the reaction zone of the pyrolysis.
  • the screw conveyor in the pyrolysis reactor accurately predicts the pyrolysis time.
  • the result is a pyrolysis system, which is made possible by an exact process feasibility and thus tailor-made pyrolysis products such as a reproducible particle size of the pyrolysis coke even with inhomogeneous feedstocks.
  • the use of the heating section described enables the realization of a compact design.
  • the pyrolysis system is suitable for carrying out pyrolysis of carbonaceous feedstocks with virtually all known in the prior art pyrolysis temperatures and times, in particular between 400 and 600 0 C, preferably between 500 and 55O 0 C and preferably between pyrolysis times
  • the method comprises a circuit for heat transfer particles, which is heated in a first step in the heating by a operated with the pyrolysis gas burner flame and in the exhaust gas, introduced in a second step together with the exhaust gas and the carbonaceous feed materials in the pyrolysis be, the exhaust gases form the oxygen-poor pyrolysis atmosphere.
  • the feedstocks then pyrolyze to pyrolysis products, the pyrolysis gas being used as fuel for the burner flame.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the pyrolysis system with indirect heating of the heating section
  • FIG. 3 shows a detailed view of the separating device for a separation of pyrolysis coke and heat transfer particles according to Fig.l and
  • FIGS. 1 and 2 comprise a pyrolysis reactor 1 and a heating section 3 of the aforementioned type, each equipped with forced conveying means.
  • the pyrolysis reactor has in each case one feed for heat transfer particles 5 and feedstocks 6 and one discharge for fluidic and solid pyrolysis products 7 and 8, and one feed screw 2 each as conveying means for the heat transfer particles and the starting materials.
  • the conveying direction 9 points in the direction of the discharges 7 and 8, where a separation of the material stream into a solid and a fluidic substance partial stream 12 or 32 takes place.
  • the heating section 3 also comprises a screw conveyor 4 for heat transfer particles 10 and burners 11, 20 as heating means.
  • the screw conveyor connects a collecting container 18 via a gas-tight feed 5 for heat transfer particles.
  • the collecting container has its own burner 20 for heat transfer particles 10.
  • a lambda probe 33 for detecting the residual oxygen in the exhaust gas preferably also a temperature measurement, is used in the region of the gas-tight feed.
  • the heat transfer particles 10 preferably comprise at least two heat transfer particle fractions that differ in their particle diameter. This has several advantages over one-size heat transfer particles.
  • the heat transfer particles in the heating section take on a denser packing density (bulk density) and thus generally contain a higher specific heat energy density, but can also be heated more homogeneously due to the higher contact surfaces.
  • they have a different heat absorption and heat release dynamics (heat capacity and heat transfer rate), whereby the heat release rate of the heat transfer Suction particles can be controlled to the feedstock in the pyrolysis reactor and can be optimized with regard to as isothermal pyrolysis as possible.
  • the latter effect can also be realized within the scope of the invention by heat transfer particle fractions which differ in the thematic material behavior, in particular the heat capacity and / or the thermal conductivity, instead of or in addition to the particle size
  • the embodiment shown in Pig.l differs from the embodiment disclosed in Figure 2 in the arrangement of the burner 11 to the heating. While the burners arranged in FIG. 1 below the heating-up section 3 illuminate and heat the housing of the same from the outside, the burners are in accordance with FIG. 2, wherein the flames of the burners are directed from above into the volume of the heating section and their exhaust gases also pass from the heating section via the feed for heat transfer particles 5 into the interior of the pyrolysis reactor 1.
  • the embodiment shown in Fig. 1 only one directed into the collecting container 18 burner 20 can pass through the fuel gases in the volume of the heating section 3. Since the heat transfer particles 10 are already heated in the collecting container 18, in the context of at least this embodiment, the collecting container 18 belongs to the heating section 3.
  • the solid pyrolysis products are present as pyrolysis coke, which are supplied from the discharge 8 initially as a solid particle mixture with the heat transfer particles 10 in the Fludischen material part stream 12 together a separator for separating heat transfer particles and solid pyrolysis products.
  • a first separation takes place in a sieve 34.
  • This is a first separation of a first heat Transfer particle fraction 13, comprising the heat transfer particles with a particle diameter above the mesh size.
  • the mesh size of this screen 34 is greater than the largest particle diameter of the pyrolysis 14 set. Since the pyrolysis system is designed as a mobile plant and for different starting materials and thus vary the particle sizes of the pyrolysis coke, the mesh size of the screen is preferably designed to be variably adjustable.
  • the screen 34 is followed by a second sieve for separating the subsequent heat transfer particle fractions, in the examples a rotary sieve 16.
  • the fractions are separated with smaller particle sizes from the unseparated part of the partial stream of material 15 and fed as a second particle fraction 19 in a second reservoir 22.
  • the separated pyrolysis coke 14 is fed to a mixing chamber 28.
  • the second heat transfer particle fraction 19 is then converted by an example screw driven transport unit 17 from the second reservoir 22 into the first reservoir 18, where it is mixed with the first heat transfer particle fractions 13 and preheated under the influence of the burner 20 and a combustion air supply 21 (see Fig.3).
  • a possibly still adhering to the heat transfer particles residues of pyrolysis products and / or oxygen is burned with.
  • the exhaust gases are then conveyed together with the heat transfer particles 10, comprising all heat transfer particle fractions 13, 19 from the screw conveyor 4 through the heating section 3.
  • the magnetic fraction separation apparatus is preferably a magnetic heat transfer particle magnetic device instead of a screen.
  • magnetic separation devices are preferably used in conjunction with magnetic heat transfer particles or only one or more rotary screens 16 of the aforementioned type instead of an adjustable screen 34. From these, the pyrolysis coke of the Fed mixing chamber.
  • the derivation for fluidic pyrolysis products 7 serves for the withdrawal of the fluidic partial stream of material from the pyrolysis reactor 1 to a condenser 23, preferably a membrane separation device for a liquid / gas separation. In this there is a separation of the liquid and gaseous pyrolysis, the pyrolysis of the pyrolysis gas.
  • the temperature of the fluidic pyrolysis is to avoid evaporation effects that could interfere with a reliable separation to choose below the boiling temperature of the pyrolysis, preferably between 30 and 90 0 C, preferably between 40 and 80 0 C, more preferably between 50 and 7O 0 C. adjust.
  • the pyrolysis gas leaves the condenser via a gas line 24 and is either supplied to a further use such as a recycle gas extraction 26 and / or for the energy supply the pyrolysis system, ie for the combustion as a Stoffström 25 for the burner 11 and 20 branched off.
  • the pyrolysis condensate is in turn passed from the condenser 23 via a condensate line 27 into the mixing chamber 28, where it is mixed with the pyrolysis coke to a suspension, the so-called.
  • Slurry and as Slurrystrom 29 forwarding (transport or storage) is forwarded to a subsequent preferred entrained flow gasification ,
  • the pyrolysis takes place in the pyrolysis reactor 1, which is preferably arranged horizontally at least but at most 10 ° inclined to the horizontal (see Fig.l and 2).
  • the heating section 3 in which no significant chemical reaction (if necessary, the combustion), the bridging serves a difference in height from the collecting container 18 for supplying heat transfer particles 5 for the heat transfer body. Consequently, the heat transfer particles bridge a slope as they pass through the heating path; the heating path has a corresponding inclination to the horizontal, preferably between 10 and 60 °, more preferably between 20 and 50 °, more preferably between 30 and 40 °. If the space conditions allow it and the aforementioned inclination is thus not too large, the two collecting container 18 and 22 gem.
  • FIG. 3 also to a collecting container 18 gem.
  • Fig.4 summarize, the location of this common collector according to the second collection container. Fig.l to 3 corresponds. A transport unit 17 would then no longer be required, but the heating-up path has a higher inclination to the horizontal. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Pyrolysesystem für kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe, umfassend einen Pyrolysereaktor (1), eine Aufheizstrecke (3) für Wärme - Übertragungspartikel (10) sowie einem geschlossenen Kreislauf der Wärmeübertragungspartikel (10) durch den Pyrolysereaktor und die Aufheizstrecke. Die Aufgabe bestand darin, das Pyrolysesystem so zu modifizieren, dass sie sich bereits vom Konzept her für die Realisierung kompakter dezentral einsetzbarer Systeme eignet. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Aufheizstrecke Brenner (11, 20) aufweist, wobei die Brenner mit Pyrolysegas beheizbar sind sowie sauerstoffarme Abgase aus der Verbrennung in den Pyrolysereaktor (3) einleitbar sind und in diesem eine sauerstoffarme Pyrolyseatmosphäre bilden.

Description

Pyrolysesystem für kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe
Die Erfindung betrifft ein Pyrolysesystem für kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe, insbesondere regenerative Biomasse wie pflanzliche Stoffe, gemäß Anspruch 1.
In einem Pyrolysesystem der eingangs genannten Art erfolgt eine Pyrolyse, d.h. eine thermische Behandlung unter Sauerstoffaus- schluss an kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen wie Biomasse (z.B. Energiepflanzen, Lignocellulose etc.) oder auch Abfallstoffe wie Kunststoffe etc., die sich dabei zu Pyrolyseprodukten, d.h. zu festen Pyrolysekoks, flüssigen oder dampfförmigen Pyrolysekondensat und gasförmigen Pyrolysegas zersetzt.
Die Anteile der vorgenannten Pyrolyseprodukte sind durch die Zusammensetzung und Restfeuchte der Einsatzstoffe in Kombination mit verschiedenen Verfahrensparametern, insbesondere der Pyrolysetemperatur, der Pyrolysezeit (Reaktionszeit) sowie den Aufheiz- und Abkühlparametern, beeinflussbar.
Die Pyrolysetemperatur ermittelt sich aus der Zersetzungstemperatur und Zersetzungskinematik der Einsatzstoffe und liegt im Bereich zwischen 400 und 6000C.
Bei der Pyrolysezeit (Reaktionszeit ohne Aufheiz- und Abkühlperioden) werden Bereiche unterschieden, die jeweilig einem Verfahrensführung zuordnungsfähig sind.
Eine Schnellpyrolyse - auch als Blitzpyrolyse bekannt - umfasst eine Pyrolysezeit unterhalb ca. 10 Sekunden reine Reaktionszeit. Sie dient der Umsetzung von kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen wie Biomasse mit einer besonders hohen Ausbeute an flüssigem Pyrolysekondensat (Pyrolyseöl, Bioöl) und geringen Anteilen an festen Pyrolysekoks und Pyrolysegas. Eine Schnellpyrolyse erfolgt beispielsweise mit Biomasse als Einsatzstoff vorzugsweise um 5000C, wobei sich typischerweise ein Anteil an Pyrolysekondensat von 40 bis 80 Gew.% und an Biokoks (Pyrolyse- koks) von nur 10 bis 30 Gew.% einstellt. Insbesondere lassen sich Holz und Stroh (Lignocellulose) zu über 50 % bis zu 80 % zu Bioöl (Pyrolysekondensat) verflüssigen.
Ab ca. 10 Sekunden Reaktionszeit geht die Schnellpyrolyse in den Bereich der sog. intermediate-Pyrolyse über, bei der sich mit zunehmender Pyrolysezeit die Anteile des festen Pyrolysekokses und der Pyrolysegases zuungunsten der flüssigen Bestandteile erhöhen.
Üblicherweise wird das Pyrolysegas von den anderen beiden Pyrolyseprodukten, dem Pyrolysekoks und dem Pyrolysekondensat abgetrennt und wird damit z.B. als Heizbrennstoff für den vorgenannten Pyrolysevorgang nutzbar.
Das verbleibende flüssige Pyrolysekondensat und der Pyrolysekoks werden als Mischung dieser Komponenten zu einem Ölschlamm (Bioölschlamm, Slurry) von der Schnellpyrolyse einer Flugstromvergasung zugeführt, wo die genannten Produkte in einem un- terstöchiometrischen Sauerstoffström zerstäubt und vergast werden. Beispielsweise lassen sich mit einer Flugstrom-Vergasung bei hohen Temperaturen und Drucken ein praktisch teer- und methanfreies Rohsynthesegas bei hohem Umsatz herstellen, was vor allem bei einer anschließenden Synthese zu Kraftstoffen und/oder chemischen Grundstoffen vorteilhaft ist.
Pyrolysesysteme der eingangs genannten Art umfassen einen Pyrolysereaktor, in dem die Einsatzstoffe eingegeben werden und wie vorgenannt thermisch zu Pyrolyseprodukten umgewandelt werden.
In der EP 1 217 318 Al wird eine Anlage zur thermischen Behandlung von Materialien beschrieben, umfassend mindestens eine Reaktionszone in einem mit Heizmitteln beheizten Drehofen mit zumindest einer Drehschnecke. Die Drehschnecke wird durch ein eigenes integriertes Heizmittel beheizt und dient dem Transport der zu behandelnden Materialien sowie von zusätzlichen wärmeleitenden Partikeln durch den Drehofen. Die Partikel dienen je- doch nicht einem Wärmeeintrag in die Reaktionszone, sondern einer möglichst effizienten Wärmeübertragung von den beiden Heizmitteln auf die zu behandelnden Materialien in der Reaktionszone.
Dagegen ist in der DE 10 2005 037 917 Al ein Verfahren zur Schnellpyrolyse von Lignocellulose beschreiben, bei die vorgenannten Partikel nicht nur zur Wärmeverteilung in der Reaktionszone, sondern insbesondere für den Wärmeeintrag, d.h. den Wärmetransport in die Reaktionszone vorgesehen sind. Die Partikel werden extern aufgeheizt und mit der Lignocellulose in die Reaktionszone eingeleitet, wobei die Lignocellulose in der Reaktionszone von Partikeln erhitzt wird. Für eine externe Aufheizung der Partikel wird ein Gegenstromwärmetauscher vorgeschlagen, wobei in diesem die Partikel und ein Rauchgasstrom in entgegen gesetzter Richtung durchströmen.
Die genannten Anlagen, insbesondere die Aufheizvorrichtungen für eine nicht in der Reaktionszone stattfindenden Erwärmung der vorgenannten Partikel, weisen bei einer Auslegung im industriellen Maßstab eine Baugröße auf, die für einen Transport und/oder einen mobilen Einsatz z.B. als LKW-Aufbau zu groß sind. Insbesondere die bislang eingesetzten Gegenstromwärmetauscher werden als Fallturm für die Partikel realisiert und weisen meist mindestens 3 m Bauhöhe auf.
Davon ausgehend liegt die Aufgabe der Erfindung darin, ein Pyrolysesystem der eingangs genannten Art für kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe so zu modifizieren, dass sie sich bereits vom Konzept her für die Realisierung kompakter dezentral einsetzbarer Systeme eignet. Ferner soll durch die Modifikation eine bessere Einstell- und Regelbarkeit des Wärmeenergiestroms über die Wärmeübertragungspartikel in den Pyrolysereaktor und damit eine Herstellung von Pyrolysekoks mit einstellbarer Partikel - große ermöglicht werden.
Die Aufgabe wird mit einem Pyrolysesystem mit Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Die auf diesen rückbezogene Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen des Pyrolyse- Systems wieder.
Das Pyrolysesystem umfasst zumindest einen Pyrolysereaktor sowie eine Aufheizstrecke für Wärmeübertragungspartikel, die in einem geschlossenen Kreislauf durch den Pyrolysereaktor und die Aufheizstrecke geleitet werden. Wesentlich ist jedoch, dass die Aufheizstrecke zur Erwärmung der Wärmeübertragungspartikel Brenner aufweist, wobei die Brenner mit Pyrolysegas beheizbar und sauerstoffarme Abgase aus der Verbrennung in den Pyrolyse - reaktor einleitbar sind. Die Abgase bilden im Pyrolysereaktor eine sauerstoffarme Pyrolyseatmosphäre, indem sie z.B. vorzugsweise als Abgasstrom durch den Pyrolysereaktor geleitet werden. Die Aufheizstrecke wird, sofern nicht eine Ummantelung das gesamte Pyrolysesystem umschließt, durch ein Volumen in einem Gehäuse gebildet. Ferner ist zwischen Gehäuse und Pyrolysereaktor eine Verbindung vorgesehen. Das Gehäuse sowie die Verbindung zum Pyrolysereaktor bilden eine Gasbarriere und verhindern einen Gasaustausch mit der Umgebung und damit ein Einströmen von Sauerstoff über die Aufheizstrecke in den Pyrolysereaktor.
Die Pyrolyseprodukte verlassen nach der Pyrolyse den Pyrolysereaktor bevorzugt in zwei Stoffströmen, d.h. in einem ersten fluidischen Stoffstrom als Pyrolysekondensat und Pyrolysegas einerseits und in einem zweiten soliden Stoffstrom als Pyrolysekoks mit den Wärmeübertragungspartikeln andererseits. Es folgt in einem Kondensator eine Trennung des ersten Stoffstroms in flüssiges oder aerosolförmiges Pyrolysekondensat und gasförmiges Pyrolysegas . Das Pyrolysegas wird dann bevorzugt den Brennern des Pyrolysesystems als Brennstoff zugeführt. Ebenso erfolgt eine Trennung von Pyrolysekoks und Wärmeübertragungs- partikel, bevorzugt mittels Sieben oder Magnetabscheidern. Das Pyrolysekondensat und der Pyrolysekoks werden anschließend miteinander zu einer Suspension (Slurry) vermischt.
Vorzugsweise ist mindestens einer der Brenner in das Innere der Aufheizstrecke oder in den Bereich unmittelbar vor der Aufheiz- strecke gerichtet, wobei die heißen Brenngase die Wärmeübertra- gungspartikel in der Aufheizstrecke aufheizen. Weiter vorzugsweise ist mindestens einer dieser Brenner direkt auf die Wärmeübertragungspartikel gerichtet. Weiter bevorzugt führt der Kreislauf der Wärmeübertragungspartikel in oder vor der Wärmeübertragungsstrecke durch mindestens eine Flamme eines Brenners, d.h. alle Wärmeübertragungspartikel durchlaufen in der Aufheizstrecke oder unmittelbar davor im Kreislauf mindestens einen Einflussbereich der Flamme eines Brenners. Damit wird auch der möglicherweise an den Wärmeübertragungspartikeln anheftende Sauerstoff erfasst und verbraucht.
Die Brenngase durchlaufen gemeinsam mit den Wärmeübertragungs- partikeln die Aufheizstrecke, übertragen dabei weiter Wärme an die Wärmeübertragungspartikel und werden anschließend als sauerstoffarme (da verbrannte) Abgase gemeinsam mit den Wärmeübertragungspartikeln in den Reaktor eingeleitet.
Nach Durchlaufen der Aufheizstrecke und vor Eintritt der Abgase (und der Wärmeübertragungspartikel) in den Pyrolysereaktor erfolgt eine Messung des Restsauerstoffs im Abgas durch eine Lambdasonde . Daraus wird der Sauerstoffverbrauch durch die Verbrennung bestimmt und als Regelgröße der Verbrennungssteuerung (Regeleinheit) zugeführt. Diese Anordnung dient der permanenten VerbrennungsSteuerung, wodurch sich in vorteilhafter Weise Inhomogenitäten des Brennerbrennstoffs, d.h. dem Pyrolysegas erfassbar und in der Regelung berücksichtigbar sind. Die Inhomogenitäten beruhen z.B. auf einer nicht homogenen Zusammensetzung der kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffe, die bei der Pyrolyse schwankende Verhältnisse der Pyrolyseprodukte, d.h. Pyrolysegas , Pyrolysekoks und Pyrolysekondensat hervorrufen können .
Eine optionale Temperaturmessvorrichtung (z.B. Thermoelement oder Pyrometer) im Bereich der Lambdasonde misst die Temperatur von Abgas und/oder Wärmeübertragungspartikel vor dem Eintritt in den Pyrolysereaktor. Auch die Temperatur, die die Pyrolyse- temperatur vorgibt und damit für die Konfektionierung der Pyrolyseprodukte (z.B. in der laufenden Einstellung der Partikelgröße) heranziehbar ist, fließt optional in die Regelung der Verbrennung mit ein.
Eine VerbrennungsSteuerung erfolgt über eine Steuerung der Brenner. Sind die Brenner in das Innere der Aufheizstrecke oder in den Bereich unmittelbar vor der Aufheizstrecke gerichtet, erfolgt eine Steuerung zusätzlich über eine Zugabe von Sauerstoff in das Innere oder unmittelbar vor der Aufheizstrecke, d.h. es erfolgt eine VerbrennungsSteuerung über das Verbrennungsgemisch Sauerstoff oder Luft zu Brennstoff (Pyrolysegas) .
Vorzugsweise umfasst die Aufheizstrecke Fördermittel für die Wärmeübertragungspartikel, weiter bevorzugt Zwangsfördermittel wie z.B. mindestens eine Förderschnecke. Damit werden die Wärmeübertragungspartikel in besonders vorteilhafter Weise in der Aufheizstrecke zwangsgeführt und im Rahmen des vorgenannten Kreislaufs in einer einstellbaren definierten Zeit aufgewärmt. Ein weiterer Vorteil liegt in der Aufheizung der Wärmeübertragungspartikel als Schüttung oder zumindest in ständigen Kontakt mit jeweils anderen Wärmeübertragungspartikel, womit zwischen den Partikeln untereinander Wärme bevorzugt austauschbar ist und die Wärmeübertragungspartikel mit gleicher oder nahezu gleicher Temperatur die Wärmeübertragungsstrecke verlassen und in die Reaktionszone des Pyrolysereaktors eintreten.
Ebenso gibt die Förderschnecke im Pyrolysereaktor die Pyrolyse- zeit exakt vor.
Im Ergebnis ergibt sich ein Pyrolysesystem, das sich durch eine exakte Verfahrensführbarkeit und damit exakt konfektionierbare Pyrolyseprodukte wie z.B. eine reproduzierbare Partikelgröße des Pyrolysekokses auch bei inhomogenen Einsatzstoffen ermöglicht. Durch den Einsatz der beschriebenen Aufheizstrecke wird die Realisierung einer kompakten Bauform ermöglicht. Das Pyrolysesystem eignet sich für die Durchführung von Pyrolyseverfahren mit kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen mit praktisch allen im Stand der Technik bekannten Pyrolysetemperaturen und -zeiten, insbesondere zwischen 400 und 6000C, bevorzugt zwischen 500 und 55O0C sowie Pyrolysezeiten zwischen bevorzugt
1 und 200 Sekunden, weiter bevorzugt zwischen 5 und 100 Sekunden, weiter bevorzugt zwischen 10 und 120 Sekunden. Das verfahren umfasst einen Kreislauf für Wärmeübertragungspartikel, wobei diese in einem ersten Schritt in der Aufheizstrecke durch eine mit dem erzeugten Pyrolysegas betriebenen Brennerflamme sowie in dessen Abgas aufgeheizt wird, in einem zweiten Schritt gemeinsam mit dem Abgas und den kohlenstoffhaltigen Einsatz- Stoffen in den Pyrolysereaktor eingebracht werden, wobei die Abgase die sauerstoffarme Pyrolyseatmosphäre bilden. Die Einsatzstoffe pyrolysieren dann zu Pyrolyseprodukte, wobei das Pyrolysegas als Brennstoff für die Brennerflamme herangezogen wird.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig.l eine erste Ausführungsform des Pyrolysesystems mit indirekter Beheizung der Aufheizstrecke,
Fig.2 eine zweite Ausführungsform des Pyrolysesystems mit indirekter Beheizung der Aufheizstrecke,
Fig.3 eine Detailansicht der Trenneinrichtung für eine Trennung von Pyrolysekoks und Wärmeübertragungspartikel gemäß Fig.l und
2 sowie
Fig.4 eine alternative Trenneinrichtung für eine Trennung von Pyrolysekoks und Wärmeübertragungspartikel in der in Fig.3 entsprechenden Detailansicht. Das Pyrolysesystem der Ausführungsformen gem. Fig.l und 2 um- fasst einen Pyrolysereaktor 1 sowie eine Aufheizstrecke 3 der vorgenannten Art, jeweils ausgestattet mit Zwangsfördermitteln.
Der Pyrolysereaktor weist je eine Zuführung für Wärmeübertragungspartikel 5 und Einsatzstoffen 6 sowie je eine Ableitung für fluidische und solide Pyrolyseprodukte 7 bzw. 8 sowie je eine Förderschnecke 2 als Fördermittel für die Wärmeübertragungspartikel und die Einsatzstoffe auf. Die Förderrichtung 9 weist in Richtung der Ableitungen 7 und 8, wo eine Auftrennung des StoffStroms in einen soliden und einen fluidischen Stoff - teilstrom 12 bzw. 32 erfolgt.
Die Aufheizstrecke 3 umfasst ebenfalls eine Förderschnecke 4 für Wärmeübertragungspartikel 10 sowie Brenner 11, 20 als Aufheizmittel. Die Förderschnecke verbindet einen Sammelbehälter 18 über eine gasdichte Zuführung 5 für Wärmeübertragungspartikel. Der Sammelbehälter weist einen eigenen Brenner 20 für Wärmeübertragungspartikel 10 auf. Ferner ist im Bereich der gasdichten Zuführung eine Lambdasonde 33 zur Erfassung des Restsauerstoffs im Abgas, vorzugsweise auch eine Temperaturmessung eingesetzt .
Die Wärmeübertragungspartikel 10 umfassen vorzugsweise mindestens zwei Wärmeübertragungspartikelfraktionen, die sich in ihrem Partikeldurchmesser unterscheiden. Dies hat gegenüber Wärmeübertragungspartikeln mit nur einer Größe mehrere Vorteile. Zum einen nehmen die Wärmeübertragungspartikel in der Aufheiz - strecke eine dichtere Packungsdichte (Schüttdichte) ein und beinhalten damit grundsätzlich eine höhere spezifische Wärmeenergiedichte, lassen sich aber auch aufgrund der höheren Kontaktflächen untereinander homogener aufheizen. Andererseits weisen sie eine unterschiedliche Wärmeaufnahme- und Wärmeabgabedynamik (Wärmekapazität und Wärmeübertragungsgeschwindigkeit) auf, womit die Wärmeabgabegeschwindigkeit von den Wärmeübertra- - S - gungspartikeln auf das Einsatzgut im Pyrolysereaktor steuerbar und hinsichtlich einer möglichst isothermen Pyrolyse optimierbar ist. Die letztgenannte Wirkung ist im Rahmen der Erfindung auch durch Wärmeübertragungspartikelfraktionen realisierbar, die sich im themischen Materialverhalten, insbesondere der Wärmekapazität und/oder der Wärmeleitfähigkeit anstelle oder zusätzlich zur Partikelgröße unterscheiden
Die in Pig.l dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig.2 offenbarte Ausführung in der Anordnung der Brenner 11 zu der Aufheizstrecke. Während die Brenner in Fig.l unterhalb der Aufheizstrecke 3 angeordnet das Gehäuse desselbi- gen von außen anstrahlen und erhitzen, sind die Brenner gem. Fig. 2 in der Gehäusewandung der Aufheizstrecke eingesetzt, wobei die Flammen der Brenner von oben in das Volumen der Auf- heizstrecke gerichtet sind und auch deren Abgase von der Aufheizstrecke über die Zuführung für Wärmeübertragungspartikel 5 in das Innere des Pyrolysereaktors 1 gelangen.
Dagegen weist die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform nur einen in den Sammelbehälter 18 gerichteten Brenner 20 auf, durch den Brenngase in das Volumen der Aufheizstrecke 3 gelangen können. Da die Wärmeübertragungspartikel 10 im Sammelbehälter 18 bereits aufgeheizt werden, zählt im Rahmen zumindest dieser Ausführungsform der Sammelbehälter 18 zu der Aufheizstrecke 3.
Die soliden Pyrolyseprodukte liegen als Pyrolysekoks vor, die von der Ableitung 8 zunächst als Feststoffpartikelmischung mit den Wärmeübertragungspartikeln 10 im fludischen Stoffteilstrom 12 gemeinsam einer Trenneinrichtung zum Trennen von Wärmeübertragungspartikeln und soliden Pyrolyseprodukten zugeführt werden.
Im Beispiel findet eine erste Trennung in einem Sieb 34 statt. Auf diesem erfolgt eine erste Abtrennung einer ersten Wärme- Übertragungspartikelfraktion 13, umfassend die Wärmeübertra- gungspartikel mit einem Partikeldurchmesser oberhalb der Maschenweite. Zur Sicherstellung, dass mit der ersten Wärmeübertragungspartikelfraktion kein oder nur geringe Mengen an Pyrolysekoks 14 mit abgesondert wird, ist die Maschenweite dieses Siebs 34 größer als der größte Partikeldurchmesser des Pyrolysekokses 14 einzustellen. Da das Pyrolysesystem als mobile Anlage und für unterschiedliche Einsatzstoffe konzipiert wird und damit die Partikelgrößen des Pyrolysekokses variieren, ist die Maschenweite des Siebes vorzugsweise variabel einstellbar zu gestalten.
Sind wie in den Ausführungsbeispielen vorgesehen mindestens zwei WärmeübertragungspartikeIfraktionen 13, 19 mit unterschiedlichen Partikelgrößen vorgesehen, ist dem Sieb 34 für das Abscheiden der nachfolgenden Wärmeübertragungspartikelfraktionen ein zweites Sieb, in den Beispielen ein Rotationssieb 16 nachzuschalten. In diesem werden die Fraktionen mit kleineren Partikelgrößen aus dem nicht abgeschiedenen Teil des Stoffteilstroms 15 abgesondert und als zweite Partikelfraktion 19 in einen zweiten Sammelbehälter 22 zugeführt. Der separierte Pyrolysekoks 14 wird dagegen einer Mischkammer 28 zugeführt.
Die zweite Wärmeübertragungspartikelfraktion 19 wird dann über eine beispielsweise schneckenbetriebene Transporteinheit 17 vom zweiten Sammelbehälter 22 in den ersten Sammelbehälter 18 umgesetzt, dort mit der ersten Wärmeübertragungspartikelfraktionen 13 vermischt und unter Einfluss des Brenners 20 und einer Verbrennungsluftzufuhr 21 vorgewärmt (vgl. Fig.3) . Dabei wird in vorteilhafter Weise auch ein möglicherweise noch an den Wärmeübertragungspartikeln anheftenden Reste an Pyrolyseprodukten und/oder Sauerstoff mit verbrannt. Die Abgase werden dann gemeinsam mit den Wärmeübertragungspartikeln 10, umfassend alle Wärmeübertragungspartikelfraktionen 13, 19 von der Förderschnecke 4 durch die Aufheizstrecke 3 gefördert. Ist eine der Wärmeübertragungspartikelfraktionell 13, 19 magnetisch, ist die Trennvorrichtung für die Abtrennung der magnetischen Fraktion vorzugsweise eine magnetische AbseheidungsVorrichtung für magnetische Wärmeübertragungspartikel anstelle eines Siebs.
Weisen alle Wärmeübertragungspartikelfraktionen eine Partikel - große oberhalb der Maschenweite des Siebs 34 auf, ist ein nachgeschaltetes Rotationssieb nicht erforderlich. Der Pyrolysekoks kann direkt der Mischkammer zugeführt werden.
Weisen alle Wärmeübertragungspartikelfraktionen eine Partikel- große unterhalb der maximalen Partikelgrößen des Pyrolysekokses auf, eigenen sich bevorzugt magnetische Abscheidevorrichtungen in Verbindung mit magnetischen Wärmeübertragungspartikeln oder ausschließlich ein oder mehrere hintereinander geschaltete Rotationssiebe 16 der vorgenannten Art anstelle eines verstellbaren Siebs 34. Aus diesen wird dann der Pyrolysekoks der Mischkammer zugeführt.
Die Ableitung für fluidische Pyrolyseprodukte 7 dient dem Abzug des fluidischen Stoffteilstroms aus dem Pyrolysereaktor 1 zu einem Kondensator 23, vorzugsweise eine Membrantrennvorrichtung für eine Flüssig/Gastrennung. In diesem erfolgt eine Trennung der flüssigen und gasförmigen Pyrolyseprodukte, dem Pyrolysekondensat von dem Pyrolysegas. Die Temperatur der fluidischen Pyrolyseprodukte ist zur Vermeidung von Verdampfungseffekten, die eine zuverlässige Trennung stören könnten, unterhalb der Siedetemperatur des Pyrolysekondensats zu wählen, vorzugsweise zwischen 30 und 900C, bevorzugt zwischen 40 und 800C, weiter bevorzugt zwischen 50 und 7O0C einzustellen.
Das Pyrolysegas verlässt den Kondensator über eine Gasleitung 24 und wird entweder einer weiteren Verwendung wie z.B. einer Kreisgasauskopplung 26 zugeführt und/oder für die Energieversorgung das Pyrolysesystem, d.h. für die Verbrennung als Brenn- Stoffström 25 für die Brenner 11 und 20 abgezweigt.
Das Pyrolysekondensat wird wiederum vom Kondensator 23 über eine Kondensatleitung 27 in die Mischkammer 28 geleitet, wo es mit dem Pyrolysekoks zu einer Suspension, dem sog. Slurry vermischt wird und als Slurrystrom 29 einer Weiterleitung (Transport oder Lagerung) zu einer anschließenden bevorzugten Flugstromvergasung weitergeleitet wird.
Die Pyrolyse findet im Pyrolysereaktor 1 statt, der vorzugsweise waagerecht zumindest aber maximal 10° zur Horizontalen geneigt angeordnet ist (vgl. Fig.l und 2) . Dagegen dient die Aufheizstrecke 3, in der keine nennenswerte chemische Reaktion (allenfalls der Verbrennung) soll, der Überbrückung eines Höhenunterschieds von dem Sammelbehälter 18 zur Zuführung für Wärmeübertragungspartikel 5 für die Wärmeübertragungskörper. Folglich überbrücken die Wärmeübertragungspartikel beim Durchlaufen der Aufheizstrecke eine Steigung; die Aufheizstrecke weist eine entsprechende Neigung zur Horizontalen auf, vorzugsweise zwischen 10 und 60°, weiter bevorzugt zwischen 20 und 50°, weiter bevorzugt zwischen 30 und 40° auf. Sofern die platzlichen Verhältnisse es zulassen und die vorgenannte Neigung damit nicht zu groß wird, lassen sich die beiden Sammelbehälter 18 und 22 gem. Fig.3 auch zu einem Sammelbehälter 18 gem. Fig.4 zusammenfassen, wobei die Lage dieses gemeinsamen Sammelbehälters dem des zweiten Sammelbehälters gem. Fig.l bis 3 entspricht. Eine Transporteinheit 17 wäre dann nicht mehr erforderlich, jedoch weist die Aufheizstrecke eine höhere Neigung zur Horizontalen auf. Bezugszeichenliste
1 Pyrolysereaktor
2 Förderschnecke des Pyrolysereaktors
3 Aufheizstrecke
4 Förderschnecke der Aufheizstrecke
5 Zuführung für Wärmeübertragungspartikel
6 Zuführung für Einsatzstoffe
7 Ableitung für fluidische Pyrolyseprodukte
8 Ableitung für solide Pyrolyseprodukte
9 Förderrichtung
10 Wärmeübertragungspartikel
11 Brenner
12 solider Stoffteilstrom
13 erste Wärmeübertragungspartikelfraktion
14 Pyrolysekoks
15 nicht abgeschiedene Teil des Stoffteilstroms
16 Rotationssieb
17 Transporteinheit
18 Sammelbehälter
19 zweite Wärmeübertragungspartikelfraktion
20 Brenner im Sammelbehälter
21 Verbrennungsluftzufuhr
22 zweiter Sammelbehälter
23 Kondensator
24 Gasleitung
25 Brennstoffström
26 Kreisgasauskopplung
27 Kondensatleitung
28 Mischkammer
29 Slurrystrom
30 Drehrichtung der Förderschnecke in der Aufheizstrecke
31 Drehrichtung der Förderschnecke im Pyrolysereaktor
32 fluidischer Stoffteilstrom 33 Lamdasonde
34 Sieb

Claims

Patentansprüche :
1. Pyrolysesystem für kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe, umfassend a) einen Pyrolysereaktor (1) , b) eine Aufheizstrecke (3) für Wärmeübertragungspartikel (10) sowie c) einem geschlossenen Kreislauf der Wärmeübertragungspartikel (10) durch den Pyrolysereaktor und die Aufheiz - strecke, wobei, d) die Aufheizstrecke Brenner (11, 20) aufweist, wobei die Brenner mit Pyrolysegas beheizbar sind sowie e) sauerstoffarme Abgase aus der Verbrennung in den Pyrolysereaktor (3) einleitbar sind und in diesem eine sauerstoffarme Pyrolyseatmosphäre bilden, dadurch gekennzeichnet, dass f) die Aufheizstrecke Zwangsfördermittel für die Wärmeübertragungspartikel (10) aufweist.
2. Pyrolysesystem nach Anspruch 1, wobei die Aufheizstrecke (3) eine Förderschnecke (4) als Zwangsfördermittel aufweist.
3. Pyrolysesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufheizstrecke (3) durch ein Volumen in einem Gehäuse gebildet wird, wobei mindestens ein Brenner (11) in das Volumen einmündet .
4. Pyrolysesystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Aufheizstrecke (3) über eine gasdichte Zuführung für Wärmeübertragungspartikel (10) in den Pyrolysereaktor (1) ausmündet .
5. Pyrolysesystem nach Anspruch 4, wobei die Zuführung eine Lambdasonde (33) zur Erfassung des Sauerstoffgehalts in der Zuführung aufweist.
6. Pyrolysesystem nach Anspruch 5, umfassend eine Regeleinheit für die Brenner (11, 20) unter Heranziehung des Sauerstoffgehalts .
7. Pyrolysesystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Pyrolysereaktor je einer Zuführung für Wärmeübertragungspartikel (5) und Einsatzstoffen (6), je eine Ableitung für fluidische und solide Pyrolyseprodukte (7 bzw. 8) sowie Fördermittel (2) für die Wärmeübertragungspartikel (10) und die Einsatzstoffe aufweist.
8. Pyrolysesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Fördermittel (2, 4) im Pyrolysereaktor (1) und in der Aufheizstrecke (3) jeweils mindestens eine drehbare Förderschnecke umfassen.
9. Pyrolysesystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei zwischen Pyrolysereaktor (1) und Aufheizstrecke (3) mindestens eine Trenneinrichtung (16, 34) zum Trennen von Wärme- Übertragungspartikeln und soliden Pyrolyseprodukten vorgesehen ist.
10. Pyrolysesystem nach Anspruch 9, wobei die Trenneinrichtungen ein Sieb (34) umfasst.
11. Pyrolysesystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Sieb (34) eine verstellbare Maschenweite aufweist.
12. Pyrolysesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Wärmeübertragungspartikel (10) mindestens zwei in der Größe und/oder Materialzusammensetzung unterschiedliche Wärmeübertragungspartikelfraktionen (13, 19) aufteilt und die Trennvorrichtung (16, 34) für jede Wärmeübertragungspartikelfraktion ein Sieb oder andere Trennvorrichtung umfasst.
13. Pyrolysesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Trenneinrichtung eine magnetische Abscheidungsvorrichtung für magnetische Wärmeübertragungspartikel umfasst.
14. Pyrolysesystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei ein Kondensator für die Trennung von fluidischen Pyrolyseprodukte in Pyrolysekondensat und Pyrolysegas vorgesehen ist, wobei das Pyrolysegas der Verbrennung zugeführt wird.
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