EP4353801A1

EP4353801A1 - Reactor device for producing a pyrolysis product

Info

Publication number: EP4353801A1
Application number: EP22201673.5A
Authority: EP
Inventors: Michael Artmann
Original assignee: Bayernoil Raffineriegesellschaft Mbh; Martech GmbH
Current assignee: Bayernoil Raffineriegesellschaft Mbh; Martech GmbH
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2024-04-17
Also published as: WO2024079335A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reaktorvorrichtung zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels thermochemischer Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts unter Verwendung einer solchen Reaktorvorrichtung. Die Reaktorvorrichtung weist eine Reaktorkammer sowie eine Vielzahl von Heizelementen auf. Die Reaktorkammer weist eine oder mehrere Zuführöffnungen zum Zuführen des Ausgangsmaterials in einem ersten Bereich der Reaktorkammer und eine oder mehrere Entnahmeöffnungen zum Entnehmen von thermochemisch behandeltem Material in einem zweiten Bereich der Reaktorkammer auf. Die Heizelemente sind voneinander beabstandet in der Reaktorkammer angeordnet und erstrecken sich von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich der Reaktorkammer. Die Reaktorvorrichtung ist dazu eingerichtet, das zu behandelnde Material im Laufe der thermochemischen Behandlung von dem ersten Bereich der Reaktorkammer entlang der Heizelemente in den zweiten Bereich zu bewegen und dabei mittels der Heizelemente im ersten Bereich der Reaktorkammer befindliches zu behandelndes Material auf eine erste Temperatur zu erhitzen und gleichzeitig im zweiten Bereich der Reaktorkammer befindliches zu behandelndes Material auf eine zweite Temperatur zu erhitzen, welche höher als die erste Temperatur ist.The invention relates to a reactor device for producing a pyrolysis product by means of thermochemical treatment of a carbonaceous starting material and to a method for producing a pyrolysis product using such a reactor device. The reactor device has a reactor chamber and a plurality of heating elements. The reactor chamber has one or more feed openings for feeding the starting material in a first region of the reactor chamber and one or more removal openings for removing thermochemically treated material in a second region of the reactor chamber. The heating elements are arranged at a distance from one another in the reactor chamber and extend from the first region into the second region of the reactor chamber. The reactor device is designed to move the material to be treated from the first region of the reactor chamber along the heating elements into the second region during the thermochemical treatment and to heat material to be treated in the first region of the reactor chamber to a first temperature by means of the heating elements and at the same time to heat material to be treated in the second region of the reactor chamber to a second temperature which is higher than the first temperature.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft die thermochemische Umwandlung von kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien in Pyrolyseprodukte, insbesondere Biokraftstoffe, und stellt eine Reaktorvorrichtung zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren bereit.The present invention relates to the thermochemical conversion of carbonaceous starting materials into pyrolysis products, in particular biofuels, and provides a reactor device for producing a pyrolysis product and an associated production process.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterialien wie beispielsweise Klärschlamm oder Biomasse können mittels thermochemischer Umwandlungsverfahren wie etwa pyrolytischer Zersetzung umgewandelt werden. Entsprechende Verfahren sind zum Beispiel aus der DE 10 2014 105 340 A1 , der DE 10 2015 108 552 A1 und der DE 10 2016 115 700 A1 bekannt. Als Produkte eines solchen Prozesses, der üblicherweise im Wesentlichen unter Ausschluss von Sauerstoff durchgeführt wird, können beispielsweise flüssiges Pyrolyseöl, fester Pyrolysekoks sowie gasförmiges Pyrolysegas entstehen. Die relativen Anteile dieser Pyrolyseprodukte sowie deren Zusammensetzung können dabei durch Wahl von Prozessparametern wie beispielsweise der Pyrolysetemperatur und/oder der Dauer der Pyrolyse beeinflusst werden. Die so gewonnenen Pyrolyseprodukte können zum Beispiel als Brennstoff, insbesondere als Biokraftstoff, und/oder als Dünger verwendet werden.Carbonaceous starting materials such as sewage sludge or biomass can be converted using thermochemical conversion processes such as pyrolytic decomposition. Such processes are known, for example, from EN 10 2014 105 340 A1 , the EN 10 2015 108 552 A1 and the EN 10 2016 115 700 A1 known. Products of such a process, which is usually carried out essentially in the absence of oxygen, can be, for example, liquid pyrolysis oil, solid pyrolysis coke and gaseous pyrolysis gas. The relative proportions of these pyrolysis products and their composition can be influenced by selecting process parameters such as the pyrolysis temperature and/or the duration of the pyrolysis. The pyrolysis products obtained in this way can be used, for example, as fuel, in particular as biofuel, and/or as fertilizer.

Aufgrund der für die pyrolytische Zersetzung erforderlichen hohen Temperaturen und der damit einhergehenden starken Temperaturgradienten sind die Bestandteile von Anlagen zur Durchführung eines solchen Umwandlungsverfahrens erheblichen thermischen Belastungen ausgesetzt. Diese thermischen Belastungen können zu Beschädigungen wie zum Beispiel undichten Stellen führen, weshalb die Lebensdauer solcher Anlagen häufig unzureichend ist. Zwar kann das Design einer solchen Anlage im Hinblick auf die auftretenden thermischen Belastungen optimiert werden, dies ist jedoch oft nur für bestimmte Abmessungen und/oder Konfigurationen möglich. Die aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen weisen daher den Nachteil auf, dass die Anlagen in aller Regel kaum skalierbar sind. Dies stand bisher einer Anwendung solcher Umwandlungsverfahren im größeren Maßstab entgegen.Due to the high temperatures required for pyrolytic decomposition and the associated strong temperature gradients, the components of systems used to carry out such a conversion process are exposed to considerable thermal stress. These thermal stresses can lead to damage such as leaks, which is why the service life of such systems is often inadequate. Although the design of such a system can be optimized with regard to the thermal stresses that occur, this is often only possible for certain dimensions and/or configurations. The systems known from the state of the art therefore have the disadvantage that the systems are generally hardly scalable. This has so far prevented the use of such conversion processes on a larger scale.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Reaktorvorrichtung zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels thermochemischer Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials bereitzustellen, die in ihrer Größe skalierbar ist und eine ausreichende Lebensdauer aufweist.It is therefore an object of the invention to provide an improved reactor device for producing a pyrolysis product by means of thermochemical treatment of a carbonaceous starting material, which is scalable in size and has a sufficient service life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Reaktorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts unter Verwendung einer solchen Reaktorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a reactor device having the features of claim 1 and a method for producing a pyrolysis product using such a reactor device having the features of claim 13. Exemplary embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Es wird eine Reaktorvorrichtung zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels thermochemischer Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials vorgesehen, die eine Reaktorkammer sowie eine Vielzahl von Heizelementen aufweist, welche voneinander beabstandet in der Reaktorkammer angeordnet sind. Die Reaktorkammer weist einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf. In dem ersten Bereich sind eine oder mehrere Zuführöffnungen zum Zuführen des Ausgangsmaterials angeordnet. In dem zweiten Bereich sind eine oder mehrere Entnahmeöffnungen zum Entnehmen von thermochemisch behandeltem Material angeordnet. Die Heizelemente erstrecken sich jeweils von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich der Reaktorkammer. Die Reaktorvorrichtung ist dazu eingerichtet, das zu behandelnde Material im Laufe der thermochemischen Behandlung von dem ersten Bereich der Reaktorkammer entlang der Heizelemente in den zweiten Bereich zu bewegen. Die Reaktorvorrichtung ist ferner dazu eingerichtet, dabei mittels der Heizelemente im ersten Bereich der Reaktorkammer befindliches zu behandelndes Material auf eine erste Temperatur zu erhitzen und gleichzeitig im zweiten Bereich der Reaktorkammer befindliches zu behandelndes Material auf eine zweite Temperatur zu erhitzen, wobei die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist.A reactor device is provided for producing a pyrolysis product by means of thermochemical treatment of a carbonaceous starting material, which has a reactor chamber and a plurality of heating elements which are arranged at a distance from one another in the reactor chamber. The reactor chamber has a first region and a second region. In the first region, one or more feed openings for feeding the starting material are arranged. In the second region, one or more removal openings for removing thermochemically treated material are arranged. The heating elements each extend from the first region into the second region of the reactor chamber. The reactor device is designed to move the material to be treated from the first region of the reactor chamber along the heating elements into the second region during the thermochemical treatment. The reactor device is also designed to heat material to be treated located in the first region of the reactor chamber to a first temperature by means of the heating elements and at the same time to heat material to be treated located in the second region of the reactor chamber to a second temperature, the second temperature being higher than the first temperature.

Die Reaktorvorrichtung kann beispielsweise zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens verwendet werden. Das Pyrolyseprodukt kann zum Beispiel ein Pyrolyseöl, ein Pyrolysegas, ein Pyrolysekoks oder eine Kombination davon sein. Wie im Folgenden genauer ausgeführt kann die Herstellung des Pyrolyseprodukts beispielsweise eine Umwandlung eines noch nicht pyrolysierten Ausgangsmaterials und/oder eine Nachbehandlung eines bereits pyrolysierten Ausgangsmaterials und/oder eines durch Pyrolyse des Ausgangsmaterials gewonnenen Zwischenmaterials umfassen. Das kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial kann beispielsweise ein biogenes Ausgangsmaterial wie etwa Klärschlamm, Biomasse, Gülle, Mist, Stroh, Papier und/oder Pappe sein.The reactor device can be used, for example, to produce a pyrolysis product by means of the production method according to the invention. The pyrolysis product can be, for example, a pyrolysis oil, a pyrolysis gas, a pyrolysis coke or a combination thereof. As explained in more detail below, the production of the pyrolysis product can, for example, comprise a conversion of a starting material that has not yet been pyrolyzed and/or a post-treatment of a starting material that has already been pyrolyzed and/or an intermediate material obtained by pyrolysis of the starting material. The Carbon-containing starting material can, for example, be a biogenic starting material such as sewage sludge, biomass, liquid manure, dung, straw, paper and/or cardboard.

Eine thermochemische Behandlung im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise eine oder mehrere chemische Reaktionen umfassen, welche durch Zufuhr von Wärme initiiert und/oder angetrieben werden. Die thermochemische Behandlung kann eine thermochemische Umwandlung des Ausgangsmaterials in ein oder mehrere Umwandlungsprodukte umfassen, insbesondere die teilweise oder vollständige Pyrolyse (pyrolytische Zersetzung) des Ausgangsmaterials in ein oder mehrere Pyrolyseprodukte. Alternativ oder zusätzlich kann die thermochemische Behandlung eine thermochemische Nachbehandlung, zum Beispiel eine Veredelung oder Reformierung (reforming), eines teilweise oder vollständig pyrolysierten Materials umfassen, beispielsweise eines bereits teilweise oder vollständig pyrolysierten Ausgangsmaterials und/oder eines mittels der thermochemischen Behandlung aus dem Ausgangsmaterial gewonnenen teilweise oder vollständig pyrolysierten Zwischenmaterials (z.B. eines Umwandlungsprodukts). Die thermochemische Behandlung kann vollständig oder weitgehend unter Ausschluss von Sauerstoff stattfinden.A thermochemical treatment in the sense of the present disclosure can, for example, comprise one or more chemical reactions which are initiated and/or driven by the supply of heat. The thermochemical treatment can comprise a thermochemical conversion of the starting material into one or more conversion products, in particular the partial or complete pyrolysis (pyrolytic decomposition) of the starting material into one or more pyrolysis products. Alternatively or additionally, the thermochemical treatment can comprise a thermochemical post-treatment, for example a refinement or reforming, of a partially or fully pyrolyzed material, for example an already partially or fully pyrolyzed starting material and/or a partially or fully pyrolyzed intermediate material (e.g. a conversion product) obtained from the starting material by means of the thermochemical treatment. The thermochemical treatment can take place completely or largely in the absence of oxygen.

Die Reaktorkammer ist dazu eingerichtet, die thermochemische Behandlung des Ausgangsmaterials in einem von der Reaktorkammer umschlossenen Reaktionsvolumen durchzuführen. Die Reaktorkammer kann dazu ausgelegt sein, den für die thermochemische Behandlung erforderlichen Temperaturen und/oder Drücken Stand zu halten.The reactor chamber is designed to carry out the thermochemical treatment of the starting material in a reaction volume enclosed by the reactor chamber. The reactor chamber can be designed to withstand the temperatures and/or pressures required for the thermochemical treatment.

Der erste und der zweite Bereich können zum Beispiel Abschnitte oder Segmente der Reaktorkammer sein. Der erste und der zweite Bereich können aneinander angrenzen und insbesondere kontinuierlich ineinander übergehen. Anders ausgedrückt müssen der erste und der zweite nicht notwendigerweise strukturell oder baulich voneinander abgegrenzt sein. Der erste und der zweite Bereich können beispielsweise lediglich gedanklich voneinander abgegrenzte Abschnitte oder Segmente der Reaktorkammer sein (z.B. durch eine gedachte oder "virtuelle" Trennebene voneinander abgegrenzte Abschnitte oder Segmente). In einigen Ausgestaltungen kann der erste Bereich der Reaktorkammer oberhalb des zweiten Bereichs angeordnet sein, d.h. der erste Bereich kann ein oberer Bereich (zum Beispiel eine obere Hälfte) der Reaktorkammer sein und der zweite Bereich kann ein unterer Bereich (zum Beispiel eine untere Hälfte) der Reaktorkammer sein.The first and second regions can be, for example, sections or segments of the reactor chamber. The first and second regions can be adjacent to one another and in particular can merge continuously into one another. In other words, the first and second regions do not necessarily have to be structurally or structurally separated from one another. The first and second regions can, for example, only be sections or segments of the reactor chamber that are notionally separated from one another (e.g. sections or segments that are separated from one another by an imaginary or "virtual" dividing plane). In some embodiments, the first region of the reactor chamber can be arranged above the second region, i.e. the first region can be an upper region (e.g. an upper half) of the reactor chamber and the second region can be a lower region (e.g. a lower half) of the reactor chamber.

Der erste und der zweite Bereich der Reaktorkammer können die gleichen Abmessungen senkrecht zu einer Richtung vom ersten Bereich zum zweiten Bereich (zum Beispiel senkrecht zur Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials und/oder zu einer Längsrichtung der Heizelemente, im Folgenden auch als laterale Abmessungen bezeichnet) haben, zum Beispiel die gleiche Breite, den gleichen Innendurchmesser und/oder die gleiche Querschnittsfläche. Die Reaktorkammer kann beispielsweise im ersten Bereich, zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich sowie im zweiten Bereich durchgängig die gleichen lateralen Abmessungen haben. In manchen Beispielen weist die Reaktorkammer zwischen den Zuführöffnungen und den Entnahmeöffnungen, in einem Beispiel über ihre gesamte Länge bzw. Höhe, durchgängig die gleichen lateralen Abmessungen auf.The first and second regions of the reactor chamber may have the same dimensions perpendicular to a direction from the first region to the second region (for example perpendicular to the direction of movement of the material to be treated and/or to a longitudinal direction of the heating elements, hereinafter also referred to as lateral dimensions), for example the same width, the same inner diameter and/or the same cross-sectional area. The reactor chamber can, for example, have the same lateral dimensions throughout in the first region, between the first and the second region and in the second region. In some examples, the reactor chamber has the same lateral dimensions throughout between the feed openings and the removal openings, in one example over its entire length or height.

Die eine oder die mehreren Zuführungsöffnungen können beispielsweise in einer Seitenwand und/oder einer oberen Wand (z.B. einem Deckel) der Reaktorkammer angeordnet sein. Die eine oder die mehreren Entnahmeöffnungen können zum Beispiel in einer Seitenwand und/oder einer unteren Wand (z.B. einem Boden) der Reaktorkammer angeordnet sein. Die Reaktorkammer kann beispielsweise ein Volumen zwischen 0.1 m² und 1000 m² umschließen, in manchen Beispielen zwischen 1 m² und 100 m², in einem Beispiel zwischen 2 m² und 50 m². Eine Höhe der Reaktorkammer in Richtung vom ersten Bereich zum zweiten Bereich kann beispielsweise zwischen 0.5 m und 20 m, in manchen Beispielen zwischen 1 m und 10 m, in einem Beispiel zwischen 1,5 m und 8 m in einem Beispiel zwischen 2 m und 5 m betragen.The one or more feed openings can be arranged, for example, in a side wall and/or a top wall (e.g. a lid) of the reactor chamber. The one or more removal openings can be arranged, for example, in a side wall and/or a bottom wall (e.g. a floor) of the reactor chamber. The reactor chamber can, for example, enclose a volume between 0.1 m ² and 1000 m ² , in some examples between 1 m ² and 100 m ² , in one example between 2 m ² and 50 m ² . A height of the reactor chamber in the direction from the first region to the second region can, for example, be between 0.5 m and 20 m, in some examples between 1 m and 10 m, in one example between 1.5 m and 8 m, in one example between 2 m and 5 m.

Die Heizelemente sind voneinander beabstandet in der Reaktorkammer angeordnet, d.h. die Heizelemente sind durch Zwischenräume voneinander getrennt. Die Zwischenräume zwischen den Heizelementen können das Reaktionsvolumen für die thermochemische Behandlung des Ausgangsmaterials bilden. Anders ausgedrückt sind die Zwischenräume zwischen den Heizelementen so ausgestaltet, dass die Zwischenräume das zu behandelnde Material (z.B. das (unbehandelte) Ausgangsmaterial und/oder aus dem Ausgangsmaterial gewonnenes (teilweise behandeltes) Zwischenmaterial) und/oder das thermochemisch behandelte Material aufnehmen können. Die Zwischenräume können insbesondere so ausgestaltet sein, dass die Heizelemente (d.h. die in der Reaktorkammer befindlichen Teile der Heizelemente) vollständig von zu behandelndem Material und/oder thermochemisch behandelten Material umgeben sind, wenn die Reaktorkammer mit zu behandelndem Material und/oder thermochemisch behandeltem Material gefüllt ist. Die Heizelemente können in einer regelmäßigen Struktur, zum Beispiel in einer oder mehreren Reihen, angeordnet sein. Die Reaktorvorrichtung kann zum Beispiel mindestens zwei, mindestens drei oder mindestens vier Heizelemente aufweisen. Die Reaktorvorrichtung kann beispielsweise zwischen 5 und 500 Heizelemente, in manchen Beispielen zwischen 5 und 200 Heizelemente, in einem Beispiel zwischen 10 und 100 Heizelemente und in einem Beispiel zwischen 40 und 100 Heizelemente aufweisen.The heating elements are arranged at a distance from one another in the reactor chamber, i.e. the heating elements are separated from one another by gaps. The gaps between the heating elements can form the reaction volume for the thermochemical treatment of the starting material. In other words, the gaps between the heating elements are designed such that the gaps can accommodate the material to be treated (e.g. the (untreated) starting material and/or (partially treated) intermediate material obtained from the starting material) and/or the thermochemically treated material. The gaps can in particular be designed such that the heating elements (i.e. the parts of the heating elements located in the reactor chamber) are completely surrounded by material to be treated and/or thermochemically treated material when the reactor chamber is filled with material to be treated and/or thermochemically treated material. The heating elements can be arranged in a regular structure, for example in one or more rows. The reactor device can, for example, have at least two, at least three or at least four heating elements. For example, the reactor device may have between 5 and 500 heating elements, in some examples between 5 and 200 heating elements, in one example between 10 and 100 heating elements, and in one example between 40 and 100 heating elements.

Die Heizelemente erstrecken sich von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich der Reaktorkammer. Die Heizelemente können sich durch die gesamte Reaktorkammer (zum Beispiel von einer Wand der Reaktorkammer zu einer gegenüberliegenden Wand) oder durch einen Teil der Reaktorkammer erstrecken. Die Heizelemente (z.B. ein erstes Ende der Heizelemente) können beispielsweise jeweils an einer Wand der Reaktorkammer (z.B. an einer oberen Wand/Deckel) angeordnet sein (z.B. mit dieser in Kontakt oder an dieser befestigt sein) und von einer gegenüberliegenden Wand der Reaktorkammer (z.B. einer unteren Wand/Boden) beabstandet sein (d.h. ein (zweites) Ende der Heizelemente kann von der gegenüberliegenden Wand beabstandet sein). Die Heizelemente können vollständig oder teilweise in der Reaktorkammer angeordnet sein (d.h. Teile der Heizelemente können sich auch außerhalb der Reaktorkammer befinden). Die Heizelemente können beispielsweise eine Länge in Richtung von dem ersten Bereich zu dem zweiten Bereich der Reaktorkammer zwischen 1 m und 20 m, in manchen Beispielen zwischen 1 m und 10 m aufweisen, in einem Beispiel zwischen 2 m und 5 m. Eine Breite oder ein Durchmesser (z.B. ein Außendurchmesser) der Heizelemente kann zum Beispiel zwischen 1 cm und 50 cm, in manchen Beispielen zwischen 2 cm und 30 cm, in einem Beispiel zwischen 5 cm und 15 cm betragen.The heating elements extend from the first region into the second region of the reactor chamber. The heating elements may extend through the entire reactor chamber (for example from one wall of the reactor chamber to an opposite wall) or through a part of the reactor chamber. The heating elements (e.g. a first end of the heating elements) may, for example, each be arranged on (e.g. in contact with or attached to) a wall of the reactor chamber (e.g. on an upper wall/lid) and spaced from an opposite wall of the reactor chamber (e.g. a lower wall/floor) (i.e. a (second) end of the heating elements may be spaced from the opposite wall). The heating elements may be arranged entirely or partially in the reactor chamber (i.e. parts of the heating elements may also be located outside the reactor chamber). The heating elements may, for example, have a length in the direction from the first region to the second region of the reactor chamber between 1 m and 20 m, in some examples between 1 m and 10 m, in one example between 2 m and 5 m. A width or a diameter (e.g. an outer diameter) of the heating elements may, for example, be between 1 cm and 50 cm, in some examples between 2 cm and 30 cm, in one example between 5 cm and 15 cm.

Die Heizelemente sind dazu eingerichtet, erhitzt zu werden und der Reaktorkammer Wärme zuzuführen, zum Beispiel um das Ausgangsmaterial für die thermochemische Behandlung zu erhitzen. Die Heizelemente können passive Heizelemente sein, die dazu eingerichtet sind, durch Zuführen eines erhitzten Wärmeträgermediums (z.B. eines Wärmeträgerfluids) erhitzt zu werden, zum Beispiel um Wärme von dem Wärmeträgermedium in die Reaktorkammer zu übertragen. Die passiven Heizelemente können beispielsweise so ausgestaltet sein, dass das Wärmeträgermedium sich durch die Heizelemente bewegen kann (z.B. die Heizelemente durchlaufen oder durchströmen kann). Alternativ oder zusätzlich können einige oder alle Heizelemente aktive Heizelemente sein, die dazu eingerichtet sind, selbst Wärme zu erzeugen, zum Beispiel elektrische Heizelemente.The heating elements are designed to be heated and to supply heat to the reactor chamber, for example to heat the starting material for the thermochemical treatment. The heating elements can be passive heating elements that are designed to be heated by supplying a heated heat transfer medium (e.g. a heat transfer fluid), for example to transfer heat from the heat transfer medium into the reactor chamber. The passive heating elements can, for example, be designed such that the heat transfer medium can move through the heating elements (e.g. can pass through or flow through the heating elements). Alternatively or additionally, some or all of the heating elements can be active heating elements that are designed to generate heat themselves, for example electrical heating elements.

Die Reaktorvorrichtung ist dazu eingerichtet, das zu behandelnde Material (d.h. das Ausgangsmaterial und/oder daraus gewonnenes (teilweise behandeltes) Zwischenmaterial) im Laufe der thermochemischen Behandlung von dem ersten Bereich der Reaktorkammer entlang der Heizelemente in den zweiten Bereich zu bewegen. Anders ausgedrückt verbleibt das zu behandelnde Material während der thermochemischen Behandlung nicht statisch in der Reaktorkammer, sondern wird von der Reaktorvorrichtung in dieser, insbesondere durch diese bewegt. Die Bewegung des zu behandelnden Materials kann kontinuierlich oder schrittweise (z.B. durch wiederholtes Bewegen in mehreren Schritten) erfolgen. Die Bewegung des zu behandelnden Materials kann gerichtet oder unidirektional erfolgen, d.h. das zu behandelnde Material kann sich im Wesentlichen nur in Richtung das zweiten Bereichs bewegen, ohne dass ein Rücktransport in Richtung des ersten Bereichs erfolgt.The reactor device is designed to move the material to be treated (i.e. the starting material and/or (partially treated) intermediate material obtained therefrom) during the thermochemical treatment from the first region of the reactor chamber along the heating elements into the second region. In other words, the material to be treated does not remain static in the reactor chamber during the thermochemical treatment, but is moved by the reactor device in the reactor chamber, in particular through the reactor device. The movement of the material to be treated can be continuous or step-by-step (e.g. by repeated movement in several steps). The movement of the material to be treated can be directed or unidirectional, i.e. the material to be treated Material can essentially only move towards the second area without being transported back towards the first area.

Die Reaktorvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, dass zu behandelnde Material aktiv zu bewegen, zum Beispiel von dem ersten Bereich in Richtung des zweiten Bereichs zu schieben oder zu pressen. Hierzu kann die Reaktorvorrichtung eine oder mehrere Fördervorrichtungen wie zum Beispiel Förderschnecken aufweisen. Vorzugsweise sind die Fördervorrichtungen in Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials vor oder hinter den Heizelementen angeordnet, zum Beispiel vor oder hinter der Reaktorkammer. Anders ausgedrückt können entlang der Heizelemente, zum Beispiel parallel zu den Heizelementen, keine Fördervorrichtungen angeordnet sein. Bevorzugt erfolgt die Bewegung des zu behandelnden Materials zumindest teilweise passiv, insbesondere wie unten genauer ausgeführt zumindest teilweise aufgrund der Gravitation, zum Beispiel durch kontinuierliche oder schrittweise (z.B. wiederholte) Entnahme von thermochemisch behandeltem Material aus der Reaktorkammer.The reactor device can be designed to actively move the material to be treated, for example to push or press it from the first area towards the second area. For this purpose, the reactor device can have one or more conveying devices such as conveyor screws. The conveying devices are preferably arranged in front of or behind the heating elements in the direction of movement of the material to be treated, for example in front of or behind the reactor chamber. In other words, no conveying devices can be arranged along the heating elements, for example parallel to the heating elements. The movement of the material to be treated is preferably at least partially passive, in particular as explained in more detail below at least partially due to gravity, for example by continuous or step-by-step (e.g. repeated) removal of thermochemically treated material from the reactor chamber.

Die Reaktorvorrichtung ist ferner dazu eingerichtet, dabei (z.B. während das zu behandelnde Material im Laufe der thermochemischen Behandlung vom ersten Bereich in den zweiten Bereich bewegt wird) mittels der Heizelemente im ersten Bereich der Reaktorkammer befindliches zu behandelndes Material auf eine erste Temperatur zu erhitzen und gleichzeitig im zweiten Bereich der Reaktorkammer befindliches zu behandelndes Material auf eine zweite Temperatur zu erhitzen. Die zweite Temperatur ist höher als die erste Temperatur. Die unterschiedlichen Temperaturen des zu behandelnden Materials können zum Beispiel aus der Bewegung des zu behandelnden Materials (z.B. aus der unterschiedlich langen Aufenthaltsdauer in der Reaktorkammer) und/oder aus unterschiedlichen Temperaturen der Heizelemente im ersten und im zweiten Bereich der Reaktorkammer resultieren. Anders ausgedrückt kann die Reaktorvorrichtung dazu eingerichtet sein, die Heizelemente im ersten und im zweiten Bereich der Reaktorkammer auf unterschiedliche Temperaturen zu erhitzen, während das zu behandelnde Material bewegt wird. In einigen Ausgestaltungen kann die Reaktorvorrichtung dazu eingerichtet sein, das zu behandelnde Material in der Reaktorkammer so zu erhitzen, dass die Temperatur des zu behandelnden Materials vom ersten Bereich in den zweiten Bereich, in einem Beispiel entlang der gesamten Reaktorkammer, im Wesentlichen linear ansteigt.The reactor device is further configured to use the heating elements to heat material to be treated located in the first region of the reactor chamber to a first temperature (e.g. while the material to be treated is being moved from the first region to the second region during the thermochemical treatment) and to simultaneously heat material to be treated located in the second region of the reactor chamber to a second temperature. The second temperature is higher than the first temperature. The different temperatures of the material to be treated can result, for example, from the movement of the material to be treated (e.g. from the different length of time it spends in the reactor chamber) and/or from different temperatures of the heating elements in the first and second regions of the reactor chamber. In other words, the reactor device can be configured to heat the heating elements in the first and second regions of the reactor chamber to different temperatures while the material to be treated is being moved. In some embodiments, the reactor device may be configured to heat the material to be treated in the reactor chamber such that the temperature of the material to be treated increases substantially linearly from the first region to the second region, in one example along the entire reactor chamber.

Die Heizelemente können so ausgestaltet sein, dass die Heizelemente jeweils im ersten und im zweiten Bereich der Reaktorkammer auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt werden können (d.h. so dass die Heizelemente jeweils im ersten und im zweiten Bereich zum gleichen Zeitpunkt unterschiedliche Temperaturen aufweisen), zum Beispiel um das in den zwei Bereichen der Reaktionskammer befindliche Material auf unterschiedliche Temperaturen zu erhitzen.The heating elements can be designed in such a way that the heating elements can be heated to different temperatures in the first and second regions of the reactor chamber (ie so that the heating elements in the first and second regions have different temperatures at the same time), for example in order to heat the to heat material located in different areas of the reaction chamber to different temperatures.

Dies kann bei passiven Heizelementen beispielweise durch eine geeignete Führung des Wärmeträgermediums erreicht werden, etwa wie im Folgenden ausgeführt, indem das erhitztes Wärmeträgermedium an einem vom ersten Bereich abgewandten (zweiten) Ende des betreffenden Heizelements eingeleitet wird und nach Durchlaufen des Heizelements an einem vom zweiten Bereich abgewandten (ersten) Ende des betreffenden Heizelements abgeführt wird. Alternativ kann das erhitzte Wärmeträgermedium wie ebenfalls im Folgenden genauer ausgeführt im Inneren des betreffenden Heizelements vom ersten zum zweiten Ende eingeleitet und anschließend im Gegenstrom in einem äußeren Bereich des betreffenden Heizelements vom zweiten zum ersten Ende zurückgeleitet werden. Bei aktiven elektrischen Heizelementen kann dies beispielsweise durch eine geeignete Anordnung und/oder Ausgestaltung der Heizwedeln erreicht werden.In the case of passive heating elements, this can be achieved, for example, by suitably guiding the heat transfer medium, for example as explained below, in that the heated heat transfer medium is introduced at a (second) end of the heating element in question facing away from the first region and, after passing through the heating element, is discharged at a (first) end of the heating element in question facing away from the second region. Alternatively, the heated heat transfer medium can be introduced from the first to the second end inside the heating element in question, as also explained in more detail below, and then returned in countercurrent in an outer region of the heating element in question from the second to the first end. In the case of active electrical heating elements, this can be achieved, for example, by a suitable arrangement and/or design of the heating coils.

Die Heizelemente können dazu eingerichtet sein, im ersten Bereich auf eine erste Heizelement-Temperatur erhitzt zu werden und gleichzeitig im zweiten Bereich auf eine zweite Heizelement-Temperatur erhitzt zu werden, die größer als die erste Heizelement-Temperatur ist. Die erste Heizelement-Temperatur kann gleich der oder größer als die erste Temperatur des zu behandelnden Materials sein. Die zweite Heizelement-Temperatur kann gleich der oder größer als die zweite Temperatur des zu behandelnden Materials sein. In einigen Beispielen sind die Heizelemente dazu eingerichtet, so erhitzt zu werden, dass die Temperatur entlang des Heizelements im Wesentlichen linear ansteigt, zum Beispiel von der ersten Heizelement-Temperatur auf die zweite Heizelement-Temperatur.The heating elements may be configured to be heated to a first heating element temperature in the first region and simultaneously heated to a second heating element temperature in the second region that is greater than the first heating element temperature. The first heating element temperature may be equal to or greater than the first temperature of the material to be treated. The second heating element temperature may be equal to or greater than the second temperature of the material to be treated. In some examples, the heating elements are configured to be heated such that the temperature increases substantially linearly along the heating element, for example from the first heating element temperature to the second heating element temperature.

In einigen Ausgestaltungen kann die Reaktorvorrichtung dazu eingerichtet sein, ein erhitztes Wärmeträgermedium (z.B. ein erhitztes Wärmeträgerfluid) entgegen der Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials durch die Heizelemente zu leiten, d.h. im Gegenstrom zu dem zu behandelnden Material von dem zweiten Bereich der Reaktorkammer in den ersten Bereich. Die Reaktorvorrichtung kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, das Wärmeträgermedium von den zweiten Enden der Heizelemente zu den ersten Enden der Heizelemente zu leiten. Das Wärmeträgermedium (und somit die Heizelemente) kann im zweiten Bereich der Reaktorkammer eine höhere Temperatur als im ersten Bereich haben.In some embodiments, the reactor device can be configured to conduct a heated heat transfer medium (e.g. a heated heat transfer fluid) through the heating elements against the direction of movement of the material to be treated, i.e. in countercurrent to the material to be treated from the second region of the reactor chamber into the first region. The reactor device can, for example, be configured to conduct the heat transfer medium from the second ends of the heating elements to the first ends of the heating elements. The heat transfer medium (and thus the heating elements) can have a higher temperature in the second region of the reactor chamber than in the first region.

Die Heizelemente können jeweils ein doppelwandiges Rohr aufweisen, das ein Innenrohr und ein das Innenrohr umgebende Außenrohr umfasst. Das Innen- und das Außenrohr können beispielsweise als zylindrische Rohre ausgebildet sein. Das Innenrohr kann zumindest teilweise in dem Außenrohr aufgenommen sein, zum Beispiel in dieses eingesteckt oder eingeführt sein. Zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr kann sich ein Zwischenraum (zum Beispiel ein Spalt) befinden. Anders ausgedrückt kann die Außenseite des Innenrohr von der Innenseite des Außenrohrs beabstandet sein. Der Zwischenraum kann sich in Umfangsrichtung vollständig um das Innenrohr herum erstrecken. In manchen Ausgestaltungen kann das Innenrohr nicht mit dem Außenrohr in Kontakt sein. Vorzugsweise ist das Innenrohr gegenüber dem Außenrohr thermisch isoliert, zum Beispiel durch Vorsehen einer Isolationsschicht auf einer Innen- und/oder Außenseite des Innenrohres. In manchen Ausgestaltungen kann das Innenrohr als doppelwandiges Rohr ausgebildet sein und zum Beispiel ein inneres Innenrohr und ein äußeres Innenrohr aufweisen, wobei das innere Innenrohr zumindest teilweise in dem äußeren Innenrohr aufgenommen ist und das äußere Innenrohr zumindest teilweise in dem Außenrohr aufgenommen ist (d.h. die Heizelemente können jeweils ein dreiwandiges Rohr aufweisen). Die Isolationsschicht kann zwischen dem inneren Innenrohr und dem äußeren Innenrohr angeordnet sein.The heating elements can each have a double-walled tube comprising an inner tube and an outer tube surrounding the inner tube. The inner and outer tubes can be designed as cylindrical tubes, for example. The inner tube can have at least be partially accommodated in the outer tube, for example inserted or inserted into it. There can be a gap (for example a gap) between the inner tube and the outer tube. In other words, the outside of the inner tube can be spaced from the inside of the outer tube. The gap can extend completely around the inner tube in the circumferential direction. In some embodiments, the inner tube can not be in contact with the outer tube. Preferably, the inner tube is thermally insulated from the outer tube, for example by providing an insulation layer on an inside and/or outside of the inner tube. In some embodiments, the inner tube can be designed as a double-walled tube and, for example, have an inner inner tube and an outer inner tube, wherein the inner inner tube is at least partially accommodated in the outer inner tube and the outer inner tube is at least partially accommodated in the outer tube (ie the heating elements can each have a three-walled tube). The insulation layer can be arranged between the inner inner tube and the outer inner tube.

Das Innenrohr kann an einem ersten Ende des betreffenden Heizelements, insbesondere an einem von dem zweiten Bereich der Reaktorkammer abgewandten ersten (z.B. oberen) Ende des betreffenden Heizelements, eine Einlassöffnung zur Einleitung des erhitzten Wärmeträgermediums (z.B. eines erhitzen Wärmeträgerfluids) aufweisen. Das Innenrohr kann zum Beispiel am ersten Ende offen sein. Der Zwischenraum zwischen dem Innen- und dem Außenrohr kann an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des betreffenden Heizelements, insbesondere an einem von dem ersten Bereich der Reaktorkammer abgewandten zweiten (z.B. unteren) Ende des betreffenden Heizelements, mit dem Innenrohr in Fluidverbindung stehen. Dadurch kann das durch das Innenrohr eingeleitete Wärmeträgermedium durch den Zwischenraum vom zweiten Ende des betreffenden Heizelements in Richtung des ersten Endes (und somit entgegen der Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials) zurückgeleitet werden. Das Innenrohr kann zum Beispiel am zweiten Ende offen sein. Das Außenrohr kann eine Auslassöffnung zum Abführen des Wärmeträgermediums aufweisen, zum Beispiel am ersten Ende des betreffenden Heizelements. Somit kann das Wärmeträgermedium zum Beispiel an derselben Seite der Reaktorkammer eingeleitet und abgeführt werden.The inner tube can have an inlet opening for introducing the heated heat transfer medium (e.g. a heated heat transfer fluid) at a first end of the heating element in question, in particular at a first (e.g. upper) end of the heating element in question facing away from the second region of the reactor chamber. The inner tube can be open at the first end, for example. The space between the inner and outer tubes can be in fluid communication with the inner tube at a second end of the heating element in question opposite the first end, in particular at a second (e.g. lower) end of the heating element in question facing away from the first region of the reactor chamber. As a result, the heat transfer medium introduced through the inner tube can be guided back through the space from the second end of the heating element in question in the direction of the first end (and thus against the direction of movement of the material to be treated). The inner tube can be open at the second end, for example. The outer tube can have an outlet opening for discharging the heat transfer medium, for example at the first end of the heating element in question. This means that the heat transfer medium can, for example, be introduced and discharged on the same side of the reactor chamber.

Das erhitzte Wärmeträgermedium kann von der Einlassöffnung am ersten Ende des Heizelements durch das Innenrohr zum zweiten Ende des Heizelements geleitet werden und anschließend durch das Außenrohr (z.B. durch den Zwischenraum zwischen dem Außen- und dem Innenrohr) wieder zurück zum ersten Ende des Heizelements geleitet werden. Beim Zurückleiten durch das Außenrohr kann das Wärmeträgermedium über das Außenrohr Wärme in die Reaktorkammer übertragen. Das im Außenrohr zurückgeleitete Wärmeträgermedium kann im zweiten Bereich der Reaktorkammer eine höhere Temperatur als im ersten Bereich der Reaktorkammer haben. Das Wärmeträgermedium kann das Außenrohr im zweiten Bereich auf die zweiten Heizelement-Temperatur erhitzen und im ersten Bereich auf die (niedrigere) erste Heizelement-Temperatur.The heated heat transfer medium can be led from the inlet opening at the first end of the heating element through the inner tube to the second end of the heating element and then led through the outer tube (eg through the gap between the outer and inner tubes) back to the first end of the heating element. When led back through the outer tube, the heat transfer medium can transfer heat via the outer tube into the reactor chamber. The heat transfer medium returned in the outer tube can have a higher temperature in the second area of the reactor chamber than in the first area of the reactor chamber. The heat transfer medium can heat the outer tube in the second area to the second heating element temperature and in the first area to the (lower) first heating element temperature.

Die Reaktorvorrichtung kann ferner eine Abführkammer zum Abführen des Wärmeträgermediums aufweisen. Die Abführkammer kann zum Beispiel an einer dem ersten Bereich der Reaktorkammer benachbarten Seite (z.B. einer Oberseite und/oder einer Stirnseite) der Reaktorkammer angeordnet sein. In einigen Beispielen kann die Abführkammer direkt an die entsprechende Seite (z.B. Wand) der Reaktorkammer angrenzen. Die Reaktorkammer und die Abführkammer können beispielsweise durch eine gemeinsame Zwischenwand voneinander getrennt sein. In manchen Beispielen können weitere Elemente zwischen der Abführkammer und der Reaktorkammer angeordnet sein, zum Beispiel eine thermische Isolationsschicht. In manchen Beispielen können die Reaktor- und die Abführkammer in einem gemeinsamen Reaktorgehäuse angeordnet sein, welches zum Beispiel durch eine oder mehrere Zwischenwände in die Reaktor- und die Abführkammer unterteilt sein kann. Die Abführkammer kann mit den Heizelementen in Fluidverbindung stehen, zum Beispiel um das Wärmeträgermedium nach Durchlaufen der Heizelemente aufzunehmen. Beispielsweise können die Außenrohre der Heizelemente (z.B. die Zwischenräume zwischen den Innenrohren und den Außenrohren) jeweils am ersten Ende des betreffenden Heizelements mit der Abführkammer in Fluidverbindung stehen, zum Beispiel über eine entsprechende Auslassöffnung. Die Außenrohre der Heizelemente können zum Beispiel zur Abführkammer hin offen sein.The reactor device may further comprise a discharge chamber for discharging the heat transfer medium. The discharge chamber may, for example, be arranged on a side of the reactor chamber adjacent to the first region of the reactor chamber (e.g. a top side and/or a front side). In some examples, the discharge chamber may directly adjoin the corresponding side (e.g. wall) of the reactor chamber. The reactor chamber and the discharge chamber may, for example, be separated from one another by a common partition wall. In some examples, further elements may be arranged between the discharge chamber and the reactor chamber, for example a thermal insulation layer. In some examples, the reactor and the discharge chamber may be arranged in a common reactor housing, which may, for example, be divided into the reactor and the discharge chamber by one or more partition walls. The discharge chamber may be in fluid communication with the heating elements, for example to receive the heat transfer medium after it has passed through the heating elements. For example, the outer tubes of the heating elements (e.g. the spaces between the inner tubes and the outer tubes) can each be in fluid communication with the discharge chamber at the first end of the heating element in question, for example via a corresponding outlet opening. The outer tubes of the heating elements can, for example, be open towards the discharge chamber.

Die Heizelemente, insbesondere die Außenrohre der Heizelemente, können jeweils an einer Wand zwischen der Reaktorkammer und der Abführkammer befestigt sein, zum Beispiel an einer der Abführkammer zugewandten Wand der Reaktorkammer, an einer der Reaktorkammer zugewandten Wand der Abführkammer und/oder an einer gemeinsamen Zwischenwand zwischen der Reaktor- und der Abführkammer. Die Heizelemente (z.B. die Außenrohre) können beispielsweise mit der betreffenden Wand verschweißt sein. Vorzugsweise sind die Heizelemente (z.B. die Außenrohre) gasdicht mit der Wand verbunden, zum Beispiel um ein Austreten von Gas aus der Reaktorkammer in die Heizelemente und/oder die Abführkammer oder umgekehrt zu verhindern.The heating elements, in particular the outer tubes of the heating elements, can each be attached to a wall between the reactor chamber and the discharge chamber, for example to a wall of the reactor chamber facing the discharge chamber, to a wall of the discharge chamber facing the reactor chamber and/or to a common intermediate wall between the reactor and discharge chambers. The heating elements (e.g. the outer tubes) can, for example, be welded to the relevant wall. Preferably, the heating elements (e.g. the outer tubes) are connected to the wall in a gas-tight manner, for example to prevent gas from escaping from the reactor chamber into the heating elements and/or the discharge chamber or vice versa.

Die Innenrohre der Heizelemente können sich jeweils durch die Abführkammer hindurch zu der betreffenden Einlassöffnung erstrecken. Hierzu kann die Abführkammer entsprechende Öffnungen aufweisen, um die Innenrohre aufzunehmen. Die Innenrohre können gegenüber der Abführkammer thermisch isoliert sein, zum Beispiel durch Vorsehen einer Isolationsschicht auf einer Innen- und/oder Außenseite der Innenrohre.The inner tubes of the heating elements can each extend through the discharge chamber to the respective inlet opening. For this purpose, the discharge chamber can have corresponding openings to accommodate the inner tubes. The inner tubes can be thermally insulated from the discharge chamber, for example by providing an insulating layer on an inner and/or outer side of the inner pipes.

Die Innenrohre der Heizelemente können jeweils ein Halteelement zur Halterung des betreffenden Innenrohres in der Reaktorkammer aufweisen. Die Innenrohre können beispielsweise mittels des Halteelements auf einer von der Reaktorkammer abgewandten Seite der Abführkammer herausnehmbar (oder entnehmbar) eingehängt und/oder aufgelegt sein, beispielsweise an/auf der Abführkammer selbst (zum Beispiel an/auf einer entsprechenden Wand der Abführkammer) oder an/auf einem auf der betreffenden Seite der Abführkammer angeordneten anderen Element der Reaktorvorrichtung. In manchen Ausgestaltungen können die Innenrohre nicht mit dem Außenrohr des betreffenden Heizelements verbunden sein, sondern zum Beispiel freischwebend oder beweglich gelagert in diesem angeordnet sein. Dies kann beispielsweise einen separaten Austausch der Innenrohre der Heizelemente erleichtern und/oder eine unabhängige thermische Ausdehnung der Innen- und Außenrohre ermöglichen.The inner tubes of the heating elements can each have a holding element for holding the respective inner tube in the reactor chamber. The inner tubes can, for example, be removably (or detachably) suspended and/or placed on a side of the discharge chamber facing away from the reactor chamber by means of the holding element, for example on/on the discharge chamber itself (for example on/on a corresponding wall of the discharge chamber) or on/on another element of the reactor device arranged on the respective side of the discharge chamber. In some embodiments, the inner tubes cannot be connected to the outer tube of the respective heating element, but can be arranged in it, for example, so as to be free-floating or movably mounted. This can, for example, facilitate separate replacement of the inner tubes of the heating elements and/or enable independent thermal expansion of the inner and outer tubes.

Das Halteelement kann zum Beispiel auf einer Außenseite des betreffenden Innenrohres angeordnet sein. Das Halteelement kann beispielsweise ein umlaufender Kragen und/oder ein oder mehrere Vorsprünge (z.B. Stifte oder Kragensegmente) sein oder solche Elemente umfassen. Das Halteelement kann dazu eingerichtet sein, in ein entsprechendes Gegenstück eingehängt und/oder auf dieses aufgelegt zu werden. Das Gegenstück kann beispielsweise Teil einer Wand (z.B. einer oberen Wand) der Abführkammer sein, zum Beispiel eine Umrandung einer Öffnung zur Aufnahme des Innenrohres in der betreffenden Wand. In einem Beispiel kann die Wand der Abführkammer einen um die Öffnung zur Aufnahme des Innenrohres umlaufenden Vorsprung aufweisen und das Halteelement kann dazu eingerichtet sein, mit dem Vorsprung ineinander zu greifen, um das Innenrohr an der Wand der Abführkammer einzuhängen. Das Halteelement kann beispielsweise ein abgewinkelter umlaufender Kragen sein, der dazu eingerichtet ist, an dem Vorsprung eingehängt zu werden.The holding element can be arranged, for example, on an outer side of the respective inner tube. The holding element can be, for example, a circumferential collar and/or one or more projections (e.g. pins or collar segments) or can comprise such elements. The holding element can be designed to be hooked into and/or placed on a corresponding counterpart. The counterpart can be, for example, part of a wall (e.g. an upper wall) of the discharge chamber, for example a border of an opening for receiving the inner tube in the respective wall. In one example, the wall of the discharge chamber can have a projection surrounding the opening for receiving the inner tube and the holding element can be designed to engage with the projection in order to hang the inner tube on the wall of the discharge chamber. The holding element can be, for example, an angled circumferential collar that is designed to be hooked onto the projection.

Zwischen den Innenrohren und der Abführkammer kann jeweils eine Dichtung angeordnet sein, zum Beispiel um die Öffnung zur Aufnahme des Innenrohres abzudichten. Die Dichtung kann beispielsweise eine Stopfbuchsdichtung sein. Die Dichtung kann dazu eingerichtet sein, ein Austreten des Wärmeträgermediums aus der Abführkammer (zum Beispiel in die unten beschriebene Brennkammer und/oder in das Innenrohr) oder ein Eintreten des Wärmeträgermediums in die Abführkammer (zum Beispiel aus der Brennkammer und/oder aus dem Innenrohr) ganz oder teilweise zu verhindern.A seal can be arranged between each of the inner tubes and the discharge chamber, for example to seal the opening for receiving the inner tube. The seal can be a stuffing box seal, for example. The seal can be designed to completely or partially prevent the heat transfer medium from escaping from the discharge chamber (for example into the combustion chamber described below and/or into the inner tube) or from entering the discharge chamber (for example from the combustion chamber and/or from the inner tube).

Die Reaktorvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das erhitzte Wärmeträgermedium für die Heizelemente zu erzeugen. Hierzu kann die Reaktorvorrichtung Mittel zum Erzeugen des erhitzen Wärmeträgermediums aufweisen, beispielsweise Mittel zum Erhitzen eines bereits vorhandenen Wärmeträgermediums (wie etwa eines flüssigen Wärmeträgermediums, zum Beispiel eine Wärmequelle und einen Wärmetauscher) und/oder Mittel zum Erzeugen eines heißen Wärmeträgermediums (wie etwa eines gasförmigen Wärmeträgermediums) aufweisen. Die Reaktorvorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, das erhitzte Wärmeträgermedium mit einer Temperatur zwischen 500°C und 1200°C, in manchen Beispielen zwischen 650°C und 1000°C, in einem Beispiel zwischen 750°C und 900°C bereitzustellen. Die genannte Temperatur kann beispielsweise die Temperatur an einer Einlassöffnung der Heizelemente sein.The reactor device can be configured to generate the heated heat transfer medium for the heating elements. For this purpose, the reactor device can have means for generating the heated heat transfer medium, for example means for heating an already existing heat transfer medium (such as a liquid heat transfer medium, for example a heat source and a heat exchanger) and/or means for generating a hot heat transfer medium (such as a gaseous heat transfer medium). The reactor device can, for example, be configured to provide the heated heat transfer medium at a temperature between 500°C and 1200°C, in some examples between 650°C and 1000°C, in one example between 750°C and 900°C. The temperature mentioned can, for example, be the temperature at an inlet opening of the heating elements.

Die Reaktorvorrichtung kann insbesondere eine Brennkammer aufweisen, welche zur Verbrennung eines Brennstoffes wie beispielsweise Gas, insbesondere Pyrolysegas, ausgelegt ist. Die Brennkammer kann zum Beispiel auf einer von der Reaktorkammer abgewandten Seite der Abführkammer angeordnet sein, d.h. die Abführkammer kann zwischen der Reaktorkammer und der Brennkammer angeordnet sein. Die Abführkammer und die Brennkammer können beispielsweise durch eine gemeinsame Zwischenwand voneinander getrennt sein. In manchen Beispielen können weitere Elemente zwischen der Abführkammer und der Brennkammer angeordnet sein, zum Beispiel eine thermische Isolationsschicht. In manchen Beispielen können die Reaktor-, die Abführ- und/oder die Brennkammer in einem gemeinsamen Reaktorgehäuse angeordnet sein, welches zum Beispiel durch eine oder mehrere Zwischenwände in die entsprechenden Kammern unterteilt sein kann.The reactor device can in particular have a combustion chamber which is designed to burn a fuel such as gas, in particular pyrolysis gas. The combustion chamber can for example be arranged on a side of the discharge chamber facing away from the reactor chamber, i.e. the discharge chamber can be arranged between the reactor chamber and the combustion chamber. The discharge chamber and the combustion chamber can for example be separated from one another by a common partition wall. In some examples, further elements can be arranged between the discharge chamber and the combustion chamber, for example a thermal insulation layer. In some examples, the reactor, the discharge and/or the combustion chamber can be arranged in a common reactor housing, which can for example be divided into the corresponding chambers by one or more partition walls.

Die Brennkammer kann mit Einlassöffnungen der Heizelemente, insbesondere mit den Einlassöffnungen der Innenrohre der Heizelemente, in Fluidverbindung stehen, zum Beispiel um das erhitzte Wärmeträgermedium den Heizelementen zuzuführen. In einem Beispiel kann das erhitzte Wärmeträgermedium ein Verbrennungsprodukt, insbesondere ein Rauchgas, aus der Verbrennung des Brennstoffs in der Brennkammer sein. Die Brennkammer kann mit den Heizelementen so in Fluidverbindung stehen, dass das Verbrennungsprodukt aus der Brennkammer in die Heizelemente entweichen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Brennkammer auch dazu eingerichtet sein, mittels eines Wärmetauschers ein bereits vorhandenes Wärmeträgermedium zu erhitzen.The combustion chamber can be in fluid communication with inlet openings of the heating elements, in particular with the inlet openings of the inner tubes of the heating elements, for example in order to supply the heated heat transfer medium to the heating elements. In one example, the heated heat transfer medium can be a combustion product, in particular a flue gas, from the combustion of the fuel in the combustion chamber. The combustion chamber can be in fluid communication with the heating elements in such a way that the combustion product can escape from the combustion chamber into the heating elements. Alternatively or additionally, the combustion chamber can also be designed to heat an already existing heat transfer medium by means of a heat exchanger.

Die von dem ersten Bereich der Reaktorkammer abgewandten zweiten (z.B. unteren) Enden der Heizelemente können jeweils frei schwebend und/oder beweglich gelagert in der Reaktorkammer angeordnet sein, insbesondere so, dass eine ungehinderte thermische Längsausdehnung der Heizelemente (z.B. in Längs- bzw. axialer Richtung des doppelwandigen Rohres) möglich ist. Die zweiten Enden der Heizelemente können zum Beispiel von anderen Elementen der Reaktorvorrichtung, insbesondere von den Wänden der Reaktorkammer, beabstandet angeordnet sein und/oder können mit einem oder mehreren anderen Elementen derart in Kontakt sein, dass eine Bewegung bzw. Ausdehnung der Heizelemente in Längsrichtung möglich ist. Der Abstand zwischen den zweiten Enden der Heizelemente und der ihnen gegenüberliegenden Wand der Reaktorkammer kann beispielsweise zwischen 5 cm und 50 cm betragen. In manchen Beispielen kann die Reaktorkammer eine Führungsvorrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet sind, die Heizelemente (zum Beispiel deren zweite Enden) seitlich zu führen. Die Führungsvorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine seitliche Bewegung der Heizelemente (z.B. senkrecht zur Längsrichtung) zu verhindern und/oder zu begrenzen. Die Führungsvorrichtung kann seitlich mit den zweiten Enden der Heizelemente in Kontakt sein, aber eine Bewegung bzw. Ausdehnung der Heizelemente in Längsrichtung erlauben.The second (eg lower) ends of the heating elements facing away from the first region of the reactor chamber can each be arranged freely floating and/or movably mounted in the reactor chamber, in particular so that an unhindered thermal Longitudinal expansion of the heating elements (e.g. in the longitudinal or axial direction of the double-walled tube) is possible. The second ends of the heating elements can, for example, be arranged at a distance from other elements of the reactor device, in particular from the walls of the reactor chamber, and/or can be in contact with one or more other elements in such a way that movement or expansion of the heating elements in the longitudinal direction is possible. The distance between the second ends of the heating elements and the wall of the reactor chamber opposite them can, for example, be between 5 cm and 50 cm. In some examples, the reactor chamber can have a guide device that is designed to guide the heating elements (e.g. their second ends) laterally. The guide device can, for example, be designed to prevent and/or limit lateral movement of the heating elements (e.g. perpendicular to the longitudinal direction). The guide device can be in contact with the second ends of the heating elements laterally, but allow movement or expansion of the heating elements in the longitudinal direction.

Vorzugsweise ist der erste Bereich der Reaktorkammer oberhalb des zweiten Bereichs der Reaktorkammer angeordnet ist, d.h. der erste Bereich kann ein oberer Bereich (zum Beispiel ein oberes Drittel, eine obere Hälfte oder obere zweite Drittel) der Reaktorkammer sein und der zweite Bereich kann ein unterer Bereich (zum Beispiel ein unteres Drittel, eine untere Hälfte oder untere zwei Drittel) der Reaktorkammer sein. Der erste und der zweite Bereich können so relativ zueinander angeordnet sein, dass das zu behandelnde Material sich zwischen den Heizelementen zumindest teilweise, in manchen Beispielen alleine aufgrund der Gravitation (d.h. ohne zusätzliche Mittel zum aktiven Transport) von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich bewegen kann. Die Heizelemente können in der Reaktorkammer abschnittsweise oder entlang ihrer gesamten Länge in vertikaler Richtung (d.h. parallel zur Richtung der Gravitation) verlaufen, zum Beispiel so, dass das zu behandelnde Material in den Zwischenräumen zwischen den Heizelementen senkrecht nach unten sacken, rutschen, fließen und/oder fallen kann.Preferably, the first region of the reactor chamber is arranged above the second region of the reactor chamber, i.e. the first region can be an upper region (for example an upper third, an upper half or an upper second third) of the reactor chamber and the second region can be a lower region (for example a lower third, a lower half or a lower two thirds) of the reactor chamber. The first and second regions can be arranged relative to one another in such a way that the material to be treated can move between the heating elements at least partially, in some examples solely due to gravity (i.e. without additional means for active transport) from the first region to the second region. The heating elements can run in the reactor chamber in sections or along their entire length in a vertical direction (i.e. parallel to the direction of gravity), for example in such a way that the material to be treated can sag, slide, flow and/or fall vertically downwards in the spaces between the heating elements.

Die Reaktorvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, thermochemisch behandeltes Material durch die eine oder die mehreren Entnahmeöffnungen aus der Reaktorkammer zu entnehmen. Hierzu kann die Reaktorvorrichtung beispielsweise eine entsprechend ausgebildete Entnahmevorrichtung aufweisen. Die Entnahmevorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die eine oder die mehreren Entnahmeöffnungen ganz oder teilweise zu öffnen, um thermochemisch behandeltes Material aus der Reaktorkammer zu entnehmen, und/oder ganz oder teilweise zu verschließen, um die Entnahme (zum Beispiel das Herausfallen und/oder Herausfließen/-strömen) von thermochemisch behandeltem Material zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann die Entnahmevorrichtung auch eine oder mehrere Fördervorrichtungen aufweisen, um Material durch die eine oder die mehreren Entnahmeöffnungen zu entnehmen (zum Beispiel zu transportieren). Die Entnahmevorrichtung kann insbesondere eine oder mehrere Abräumvorrichtungen (als Beispiel einer Fördervorrichtung) aufweisen, die jeweils in und/oder benachbart zu einer Entnahmeöffnung angeordnet sind. Die Abräumvorrichtungen können jeweils dazu eingerichtet sein, thermochemisch behandeltes Material derart abzutragen und/oder abzuräumen (z.B. zu entfernen und/oder wegzubewegen), dass weiteres thermochemisch behandeltes Material in die und/oder durch die entsprechende Entnahmeöffnung nachkommen (z.B. nachsacken, -rutschen oder -fließen) kann. Die Entnahmevorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das entnommene Material einer Separationsvorrichtung wie unten beschrieben zuzuführen.The reactor device can be designed to remove thermochemically treated material from the reactor chamber through the one or more removal openings. For this purpose, the reactor device can, for example, have a correspondingly designed removal device. The removal device can, for example, be designed to open the one or more removal openings completely or partially in order to remove thermochemically treated material from the reactor chamber and/or to close them completely or partially in order to prevent the removal (for example the falling out and/or flowing out) of thermochemically treated material. control. Alternatively or additionally, the removal device can also have one or more conveyor devices to remove (for example transport) material through the one or more removal openings. The removal device can in particular have one or more clearing devices (as an example of a conveyor device), each of which is arranged in and/or adjacent to a removal opening. The clearing devices can each be set up to remove and/or clear (e.g. remove and/or move away) thermochemically treated material in such a way that further thermochemically treated material can follow (e.g. sink, slide or flow) into and/or through the corresponding removal opening. The removal device can be set up to feed the removed material to a separation device as described below.

Vorzugsweise ist die Reaktorvorrichtung dazu eingerichtet, das thermochemisch behandelte Material derart zu entnehmen, dass das zu behandelnde Material sich zwischen den Heizelementen zumindest teilweise, in manchen Beispielen alleine aufgrund der Gravitation von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich bewegt. Die Reaktorvorrichtung kann beispielweise dazu eingerichtet sein, das zu behandelnde Material im unteren (zweiten) Bereich der Reaktorkammer zu entnehmen, wodurch das in der Reaktorkammer verbleibende Material in der Reaktorkammer nach unten sacken, rutschen, fließen und/oder fallen kann und sich dadurch vom ersten Bereich in Richtung des zweiten Bereichs bewegen kann. Die Reaktorvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, kontinuierlich und/oder schrittweise thermochemisches Material zu entnehmen, zum Beispiel mit einer im Wesentlichen konstanten Entnahmerate oder durch Entnehmen von Material (z.B. von einer bestimmten Materialmenge) zu unterschiedlichen Zeitpunkten (z.B. in regelmäßigen Abständen).Preferably, the reactor device is configured to remove the thermochemically treated material such that the material to be treated moves between the heating elements at least partially, in some examples solely due to gravity, from the first region to the second region. The reactor device can, for example, be configured to remove the material to be treated in the lower (second) region of the reactor chamber, whereby the material remaining in the reactor chamber can sag, slide, flow and/or fall downwards in the reactor chamber and can thereby move from the first region towards the second region. The reactor device can be configured to remove thermochemical material continuously and/or step by step, for example at a substantially constant removal rate or by removing material (e.g. from a certain amount of material) at different times (e.g. at regular intervals).

Die Reaktorvorrichtung kann eine oder mehrere Fördervorrichtungen aufweisen, die jeweils dazu eingerichtet sind, Ausgangsmaterial von einer der einen oder der mehreren Zuführöffnungen in Zwischenräume zwischen den Heizelementen in der Reaktorkammer zu transportieren, zum Beispiel im ersten Bereich der Reaktorkammer. Die Fördervorrichtungen können sich beispielsweise von der betreffenden Zuführungsöffnung in die Zwischenräume zwischen den Heizelementen hinein erstrecken. Die Fördervorrichtung können jeweils eine Förderschnecke zum Transport des Ausgangsmaterials aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die Fördervorrichtung zum Beispiel jeweils eine Bandfördervorrichtung, eine Rollenfördervorrichtung, eine Kettenfördervorrichtung und/oder ein Förderrohr aufweisen. In machen Beispielen können die Heizelemente in mehreren Reihen angeordnet sein und jede der Fördervorrichtungen kann sich in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Reihen von Heizelementen hinein erstrecken, vorzugsweise entlang der gesamten Länge der betreffenden Reihen.The reactor device may comprise one or more conveyor devices, each of which is configured to transport starting material from one of the one or more feed openings into the spaces between the heating elements in the reactor chamber, for example in the first region of the reactor chamber. The conveyor devices may, for example, extend from the respective feed opening into the spaces between the heating elements. The conveyor devices may each comprise a conveyor screw for transporting the starting material. Alternatively or additionally, the conveyor devices may, for example, comprise a belt conveyor device, a roller conveyor device, a chain conveyor device and/or a conveyor pipe. In some examples, the heating elements may be arranged in several rows and each of the conveyor devices may extend into the space between two adjacent rows of heating elements, preferably along the entire length of the rows concerned.

Die Reaktorvorrichtung ist dazu ausgelegt, das zu behandelnde Material auf Temperaturen, insbesondere auf die erste und die zweite Temperatur, zu erhitzen, die für das zu behandelnde Ausgangsmaterial und die durchzuführende thermochemische Behandlung geeignet sind. Insbesondere kann die Reaktorvorrichtung dazu ausgelegt sein, dass zu behandelnde Material im Laufe der thermochemischen Behandlung entsprechend eines (räumlichen und/oder zeitlichen) Temperaturverlaufs zu erhitzen, der für das zu behandelnde Ausgangsmaterial und die durchzuführende thermochemische Behandlung geeignet ist. Beispielsweise können die Heizelemente so ausgelegt sein, dass der Temperaturverlauf entlang der Heizelemente, insbesondere die erste und die zweite Heizelement-Temperatur, für das zu behandelnde Ausgangsmaterial und die durchzuführende thermochemische Behandlung geeignet sind.The reactor device is designed to heat the material to be treated to temperatures, in particular to the first and second temperatures, which are suitable for the starting material to be treated and the thermochemical treatment to be carried out. In particular, the reactor device can be designed to heat the material to be treated during the thermochemical treatment according to a (spatial and/or temporal) temperature profile that is suitable for the starting material to be treated and the thermochemical treatment to be carried out. For example, the heating elements can be designed such that the temperature profile along the heating elements, in particular the first and second heating element temperatures, are suitable for the starting material to be treated and the thermochemical treatment to be carried out.

Die zweite Temperatur kann beispielsweise gewählt sein, um ein in dem zweiten Bereich der Reaktorkammer befindliches Pyrolyseprodukt nachzubehandeln (zum Beispiel zu veredeln oder zu reformieren). Die entsprechende Temperatur kann auch als Nachbehandlungstemperatur bezeichnet werden. Die zweite Temperatur (Nachbehandlungstemperatur) kann zum Beispiel zwischen 450°C und 950°C, in manchen Beispielen zwischen 450°C und 800°C, in manchen Beispielen zwischen 500°C und 750°C, in einem Beispiel zwischen 550°C und 700°C betragen. Hierzu können die Heizelemente im zweiten Bereich der Reaktorkammer beispielsweise auf eine zweite Heizelement-Temperatur erhitzt werden, die gleich oder größer als die zweite Temperatur ist, zum Beispiel auf eine zweite Heizelement-Temperatur zwischen 450°C und 1050°C, in manchen Beispielen zwischen 450°C und 900°C, in manchen Beispielen zwischen 500°C und 850°C, in einem Beispiel zwischen 550°C und 800°C.The second temperature can be selected, for example, to post-treat (for example, to refine or reform) a pyrolysis product located in the second region of the reactor chamber. The corresponding temperature can also be referred to as post-treatment temperature. The second temperature (post-treatment temperature) can be, for example, between 450°C and 950°C, in some examples between 450°C and 800°C, in some examples between 500°C and 750°C, in one example between 550°C and 700°C. For this purpose, the heating elements in the second region of the reactor chamber can be heated, for example, to a second heating element temperature which is equal to or greater than the second temperature, for example to a second heating element temperature between 450°C and 1050°C, in some examples between 450°C and 900°C, in some examples between 500°C and 850°C, in one example between 550°C and 800°C.

Die erste Temperatur kann beispielsweise gewählt sein, um in dem ersten Bereich der Reaktorkammer befindliches Ausgangsmaterial zumindest teilweise, in manchen Beispielen vollständig oder im Wesentlichen vollständig zu pyrolysieren. Die entsprechende Temperatur kann auch als Pyrolysetemperatur bezeichnet werden. In anderen Beispielen kann die erste Temperatur gewählt sein, um in dem ersten Bereich der Reaktorkammer befindliches Ausgangsmaterial vorzubehandeln (zum Beispiel zu erwärmen) und/oder nachzubehandeln. Die erste Temperatur kann zum Beispiel zwischen 200°C und 600°C, in manchen Beispielen zwischen 200°C und 550°C, in manchen Beispielen zwischen 350°C und 550°C, in einem Beispiel zwischen 400°C und 500°C betragen. Hierzu können die Heizelemente im ersten Bereich der Reaktorkammer beispielsweise auf eine erste Heizelement-Temperatur erhitzt werden, die gleich oder größer als die erste Temperatur ist, zum Beispiel auf eine erste Heizelement-Temperatur zwischen 250°C und 650°C, in manchen Beispielen zwischen 250°C und 600°C, in manchen Beispielen zwischen 400°C und 600°C, in einem Beispiel zwischen 450°C und 550°C.The first temperature can be selected, for example, to at least partially, in some examples completely or essentially completely pyrolyze starting material located in the first region of the reactor chamber. The corresponding temperature can also be referred to as pyrolysis temperature. In other examples, the first temperature can be selected to pretreat (for example heat) and/or post-treat starting material located in the first region of the reactor chamber. The first temperature can be, for example, between 200°C and 600°C, in some examples between 200°C and 550°C, in some examples between 350°C and 550°C, in one example between 400°C and 500°C. For this purpose, the heating elements in the first region of the reactor chamber can be heated, for example, to a first heating element temperature that is equal to or greater than the first temperature, for example to a first heating element temperature between 250°C and 650°C, in some examples between 250°C and 600°C, in some examples between 400°C and 600°C, in one example between 450°C and 550°C.

Die zweite Temperatur kann mindestens 20°C, in einigen Beispielen mindestens 50°C, vorzugsweise mindestens 100°C, in einem Beispiel mindestens 150°C und in einem Beispiel mindestens 200°C höher als die erste Temperatur sein. Die erste und die zweite Temperatur können beispielsweise die Temperatur der festen Bestandteile des Materials sein. Gasförmige Bestandteile des Materials können möglicherweise eine andere Temperatur, insbesondere eine niedrigere Temperatur aufweisen. Die Heizelemente können dazu eingerichtet sein, auf die erste und die zweite Heizelement-Temperatur erhitzt zu werden, während die Reaktorkammer in Betrieb ist, zum Beispiel während die Reaktorkammer mit Ausgangsmaterial und/oder thermochemisch behandeltem Material gefüllt ist, während das Ausgangsmaterial in der Reaktorkammer thermochemisch behandelt wird und/oder während das Ausgangsmaterial und/oder das thermochemisch behandelte Material sich durch die Reaktorkammer bewegt.The second temperature may be at least 20°C, in some examples at least 50°C, preferably at least 100°C, in one example at least 150°C and in one example at least 200°C higher than the first temperature. The first and second temperatures may, for example, be the temperature of the solid components of the material. Gaseous components of the material may possibly have a different temperature, in particular a lower temperature. The heating elements may be configured to be heated to the first and second heating element temperatures while the reactor chamber is in operation, for example while the reactor chamber is filled with starting material and/or thermochemically treated material, while the starting material is being thermochemically treated in the reactor chamber and/or while the starting material and/or the thermochemically treated material is moving through the reactor chamber.

Die Reaktorvorrichtung kann eine Separationsvorrichtung aufweisen, die dazu eingereicht ist, feste und gasförmige Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials voneinander zu trennen. Die Separationsvorrichtung kann mit der einen oder den mehreren Entnahmeöffnungen verbunden sein, zum Beispiel um der Separationsvorrichtung thermochemisch behandeltes Material zuzuführen. Die gasförmigen Bestandteile können kondensierbare und/oder nicht-kondensierbare Bestandteile umfassen. In manchen Ausgestaltungen kann die Separationsvorrichtung ferner dazu eingerichtet sein, kondensierbare Bestandteile (z.B. flüssige Bestandteile und/oder gasförmige, aber verflüssigbare (z.B. bei Normalbedingungen flüssige) Bestandteile) und nicht-kondensierbare Bestandteile (z.B. bei Normalbedingungen gasförmige Bestandteile) des thermochemisch behandelten Materials voneinander zu trennen.The reactor device can have a separation device that is designed to separate solid and gaseous components of the thermochemically treated material from one another. The separation device can be connected to the one or more removal openings, for example to supply thermochemically treated material to the separation device. The gaseous components can comprise condensable and/or non-condensable components. In some embodiments, the separation device can also be designed to separate condensable components (e.g. liquid components and/or gaseous but liquefiable (e.g. liquid under normal conditions) components) and non-condensable components (e.g. gaseous components under normal conditions) of the thermochemically treated material from one another.

Die Separationsvorrichtung kann eine Separationskammer aufweisen. In einem unteren Bereich der Separationskammer kann eine Feststoff-Entnahmevorrichtung zur Entnahme von festen Bestandteilen des thermochemisch behandelten Materials aus dem unteren Bereich (z.B. vom Boden) der Separationskammer angeordnet sein. Die Feststoff-Entnahmevorrichtung kann Förder-/Transportmittel wie zum Beispiel eine Förderschnecke, eine Bandfördervorrichtung, eine Rollenfördervorrichtung und/oder eine Kettenfördervorrichtung zum Abtransport der festen Bestandteile aufweisen. Im oberen Bereich der Separationskammer kann eine Gas-Entnahmevorrichtung zur Entnahme von gasförmigen Bestandteilen des thermochemisch behandelten Materials aus dem oberen Bereich (z.B. unterhalb einer oberen Begrenzung/eines Deckels) der Separationskammer angeordnet sein. Die Gas-Entnahmevorrichtung kann beispielsweise ein Austrittsrohr umfassen, welches dazu eingerichtet ist, die gasförmigen Bestandteile aus der Reaktorvorrichtung und/oder dem Reaktorgehäuse herauszuleiten.The separation device can have a separation chamber. A solids removal device can be arranged in a lower region of the separation chamber for removing solid components of the thermochemically treated material from the lower region (e.g. from the floor) of the separation chamber. The solids removal device can have conveying/transport means such as a screw conveyor, a belt conveyor, a roller conveyor and/or a chain conveyor for removing the solid components. A gas removal device can be arranged in the upper region of the separation chamber for removing gaseous components of the thermochemically treated material from the upper region (e.g. below an upper boundary/lid) of the separation chamber. The gas removal device may, for example, comprise an outlet pipe which is designed to lead the gaseous components out of the reactor device and/or the reactor housing.

Die Separationsvorrichtung kann zum Beispiel an einer dem zweiten Bereich der Reaktorkammer benachbarten Seite der Reaktorkammer angeordnet sein. In manchen Beispielen kann die Separationsvorrichtung oder ein oder mehrere Teile davon mit der Reaktorkammer, der Abführkammer und/oder der Brennkammer in einem gemeinsamen Reaktorgehäuse angeordnet sein.The separation device can, for example, be arranged on a side of the reactor chamber adjacent to the second region of the reactor chamber. In some examples, the separation device or one or more parts thereof can be arranged with the reactor chamber, the discharge chamber and/or the combustion chamber in a common reactor housing.

Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts unter Verwendung einer Reaktorvorrichtung nach einem der hierin beschriebenen Beispiele vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Zuführen eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials, insbesondere eines biogenen Ausgangsmaterials, in den ersten Bereich der Reaktorkammer durch die einen oder die mehreren Zuführöffnungen. Das Ausgangsmaterial wird durch Erhitzen des Ausgangsmaterials mittels der Vielzahl von Heizelementen thermochemisch behandelt, um das Pyrolyseprodukt herzustellen. Während des thermochemischen Behandelns bewegt sich das Ausgangsmaterial von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich der Reaktorkammer.A method for producing a pyrolysis product using a reactor device according to any of the examples described herein is further provided. The method comprises feeding a carbonaceous starting material, in particular a biogenic starting material, into the first region of the reactor chamber through the one or more feed openings. The starting material is thermochemically treated by heating the starting material by means of the plurality of heating elements to produce the pyrolysis product. During the thermochemical treatment, the starting material moves from the first region to the second region of the reactor chamber.

Die Herstellung eines Pyrolyseprodukts im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise eine Umwandlung, insbesondere eine teilweise oder vollständige Pyrolyse, eines noch nicht oder noch nicht vollständig pyrolysierten Ausgangsmaterials umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Herstellung eines Pyrolyseprodukts auch eine Nachbehandlung, zum Beispiel eine Veredelung oder Reformierung, eines teilweise oder vollständig pyrolysierten Materials umfassen. Dabei kann das teilweise oder vollständig pyrolysierte Material beispielsweise das Ausgangsmaterial sein (d.h. die Herstellung des Pyrolyseprodukt kann z.B. die Veredelung oder Reformierung des Ausgangsmaterial umfassen oder sein). Alternativ kann das teilweise oder vollständig pyrolysierte Material beispielsweise ein durch Umwandlung des Ausgangsmaterials als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnenes Zwischenmaterial sein (d.h. die Herstellung de Pyrolyseprodukt kann z.B. sowohl eine Pyrolyse als auch eine Veredelung/Reformierung umfassen).The production of a pyrolysis product within the meaning of the present disclosure can, for example, comprise a conversion, in particular a partial or complete pyrolysis, of a starting material that has not yet been or has not yet been fully pyrolyzed. Alternatively or additionally, the production of a pyrolysis product can also comprise a post-treatment, for example a refinement or reforming, of a partially or fully pyrolyzed material. The partially or fully pyrolyzed material can, for example, be the starting material (i.e. the production of the pyrolysis product can, for example, comprise or be the refinement or reforming of the starting material). Alternatively, the partially or fully pyrolyzed material can, for example, be an intermediate material obtained by converting the starting material as part of the process according to the invention (i.e. the production of the pyrolysis product can, for example, comprise both pyrolysis and refinement/reforming).

Das Ausgangsmaterial kann ein festes Material sein. Das Ausgangsmaterial kann zum Beispiel in stückiger Form, beispielsweise als Granulat und/oder Pellets, zugeführt werden. Die Stück- oder Partikelgröße (z.B. die durchschnittliche Stück- oder Partikelgröße) des Ausgangsmaterials kann beispielsweise zwischen 1 mm und 20 mm, in manchen Beispielen zwischen 3 mm und 10 mm betragen. Das Ausgangsmaterial kann ein biogenes Material sein, d.h. ganz oder teilweise biologischen Ursprungs sein. Das Ausgangsmaterial kann insbesondere Klärschlamm, Biomasse (z.B. pflanzliche Biomasse) Gülle, Mist, Stroh, Papier und/oder Pappe umfassen oder daraus bestehen. Das Ausgangsmaterial kann noch nicht pyrolysiert sein (d.h. kein pyrolysiertes Material umfassen). Alternativ kann das Ausgangsmaterial bereits ganz oder teilweise pyrolysiert sein. Das Ausgangsmaterial kann zum Beispiel mittels einer oder mehrerer Fördervorrichtungen wie oben beschrieben zugeführt werden.The starting material may be a solid material. The starting material may be supplied in lumpy form, for example as granules and/or pellets. The piece or particle size (e.g. the average piece or particle size) of the starting material may be, for example, between 1 mm and 20 mm, in some examples between 3 mm and 10 mm. The starting material may be a biogenic material, i.e. be of biological origin in whole or in part. The starting material can in particular comprise or consist of sewage sludge, biomass (eg plant biomass), liquid manure, dung, straw, paper and/or cardboard. The starting material can not yet be pyrolysed (ie not comprise any pyrolysed material). Alternatively, the starting material can already be fully or partially pyrolysed. The starting material can be fed, for example, by means of one or more conveying devices as described above.

Mittels der Vielzahl von Heizelementen wird das Ausgangsmaterial in der Reaktorkammer erhitzt. Die Heizelemente können beispielsweise durch Zuführen eines erhitzten Wärmeträgermediums wie oben beschrieben erhitzt werden. Dies kann die Verbrennung eines Brennstoffes in einer Brennkammer wie oben beschrieben umfassen, wobei der Brennstoff vorzugsweise ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Pyrolyseprodukt, insbesondere Pyrolysegas umfasst oder daraus besteht.The starting material in the reactor chamber is heated by means of the plurality of heating elements. The heating elements can be heated, for example, by supplying a heated heat transfer medium as described above. This can comprise the combustion of a fuel in a combustion chamber as described above, wherein the fuel preferably comprises or consists of a pyrolysis product produced by means of the method according to the invention, in particular pyrolysis gas.

Das Ausgangsmaterial (bzw. das zu behandelnde Material) wird auf eine Temperatur erhitzt, welche für die Durchführung der thermochemischen Behandlung ausreichend ist, z.B. auf eine Temperatur, die ausreichend hoch ist, um die mit der thermochemischen Behandlung verknüpften chemischen Reaktionen zu initiieren und/oder ablaufen zu lassen. Die Verweildauer des Ausgangsmaterials in der Reaktorkammer, z.B. die Verweildauer in dem ersten Bereich und/oder die Verweildauer in dem zweiten Bereich, wird ebenfalls so gewählt, dass die Verweildauer für die thermochemische Behandlung ausreichend ist, zum Beispiel um das gesamte Ausgangsmaterial oder zumindest einen Teil davon thermochemisch zu behandeln, zum Beispiel ganz oder teilweise zu pyrolysieren und/oder ganz oder teilweise zu reformieren. Das Ausgangsmaterial bzw. das zu behandelnde Material kann kontinuierlich erhitzt werden, während es sich von dem ersten in den zweiten Bereich der Reaktorkammer bewegt, zum Beispiel so, dass die Temperatur des Materials im Laufe der thermochemischen Behandlung monoton ansteigt.The starting material (or the material to be treated) is heated to a temperature which is sufficient to carry out the thermochemical treatment, e.g. to a temperature which is sufficiently high to initiate and/or allow the chemical reactions associated with the thermochemical treatment to proceed. The residence time of the starting material in the reactor chamber, e.g. the residence time in the first region and/or the residence time in the second region, is also selected such that the residence time is sufficient for the thermochemical treatment, for example to thermochemically treat all of the starting material or at least part of it, for example to pyrolyze it in whole or in part and/or to reform it in whole or in part. The starting material or the material to be treated can be heated continuously as it moves from the first to the second region of the reactor chamber, for example such that the temperature of the material increases monotonically over the course of the thermochemical treatment.

Das thermochemische Behandeln des Ausgangsmaterials kann das Erhitzen des Ausgangsmaterials auf eine Pyrolysetemperatur im ersten Bereich der Reaktorkammer umfassen, um das Ausgangsmaterial (insbesondere ein noch nicht pyrolysiertes Ausgangsmaterial oder noch nicht pyrolysierte Bestandteile des Ausgangsmaterials) ganz oder teilweise zu pyrolysieren. Dadurch kann ein ganz oder teilweise pyrolysiertes Zwischenmaterial gewonnen werden. Die Pyrolyse kann dabei im ersten und/oder im zweiten Bereich der Reaktorkammer stattfinden. Das thermochemische Behandeln kann ferner das Erhitzen des zumindest teilweise pyrolysierten (Zwischen-)Materials im zweiten Bereich der Reaktorkammer auf eine Nachbehandlungstemperatur umfassen, um ein in dem zumindest teilweise pyrolysierten Material enthaltenes Pyrolyseprodukt (z.B. ein Pyrolyseöl, ein Pyrolysegas und/oder ein Pyrolysekoks) nachzubehandeln (z.B. zu veredeln oder zu reformieren). Die Nachbehandlungstemperatur kann höher als die Pyrolysetemperatur sein, zum Beispiel mindestens 20°C, in einigen Beispielen mindestens 50°C, in einem Beispiel mindestens 100°C höher als die Pyrolysetemperatur.The thermochemical treatment of the starting material can comprise heating the starting material to a pyrolysis temperature in the first region of the reactor chamber in order to completely or partially pyrolyze the starting material (in particular a starting material that has not yet been pyrolyzed or components of the starting material that have not yet been pyrolyzed). This makes it possible to obtain a completely or partially pyrolyzed intermediate material. The pyrolysis can take place in the first and/or second region of the reactor chamber. The thermochemical treatment can further comprise heating the at least partially pyrolyzed (intermediate) material in the second region of the reactor chamber to a post-treatment temperature in order to obtain a material in the at least partially pyrolyzed material. to post-treat (eg refine or reform) a pyrolysis product (eg a pyrolysis oil, a pyrolysis gas and/or a pyrolysis coke) contained therein. The post-treatment temperature may be higher than the pyrolysis temperature, for example at least 20°C, in some examples at least 50°C, in one example at least 100°C higher than the pyrolysis temperature.

Die Pyrolyse und das Nachbehandeln können kontinuierlich ineinander übergehen, d.h. in einem gemeinsamen, nicht klar unterteilbaren Prozess erfolgen. Beispielsweise kann das zu behandelnde Material kontinuierlich erhitzt werden, während es sich durch die Reaktorkammer bewegt, z.B. so dass es zunächst im ersten Bereich die Pyrolysetemperatur erreicht und dann weiter erhitzt wird, so dass es im zweiten Bereich dann die Nachbehandlungstemperatur erreicht. Im ersten Teil der thermochemischen Behandlung, der beispielweise etwa die ersten zwei Drittel der Behandlungsdauer bzw. Verweildauer in der Reaktorkammer ausmachen kann, kann überwiegend die Pyrolyse des Ausgangsmaterials erfolgen. Anschließend kann im zweiten Teil der thermochemischen Behandlung, die beispielsweise etwa das letzte Drittel der Behandlungsdauer bzw. Verweildauer in der Reaktorkammer ausmachen kann, überwiegend die Nachbehandlung des im ersten Teil pyrolysierten Materials erfolgen. Entsprechend können beispielsweise die oberen zwei Drittel der Reaktorkammer (welche zum Beispiel dem ersten Bereich entsprechen können) eine "Pyrolysezone" bilden, in der überwiegend Pyrolyse stattfindet, und das untere Drittel der Reaktorkammer (welches zum Beispiel dem zweiten Bereich entsprechen kann), eine "Nachbehandlungszone" bilden, in der überwiegend eine Nachbehandlung stattfindet.Pyrolysis and post-treatment can merge continuously, i.e. take place in a common process that cannot be clearly divided. For example, the material to be treated can be heated continuously as it moves through the reactor chamber, e.g. so that it first reaches the pyrolysis temperature in the first area and is then heated further so that it then reaches the post-treatment temperature in the second area. In the first part of the thermo-chemical treatment, which can, for example, make up the first two thirds of the treatment time or residence time in the reactor chamber, the pyrolysis of the starting material can predominantly take place. Then, in the second part of the thermo-chemical treatment, which can, for example, make up the last third of the treatment time or residence time in the reactor chamber, the post-treatment of the material pyrolyzed in the first part can predominantly take place. Accordingly, for example, the upper two thirds of the reactor chamber (which may correspond, for example, to the first region) may form a "pyrolysis zone" in which predominantly pyrolysis takes place, and the lower third of the reactor chamber (which may correspond, for example, to the second region) may form a "post-treatment zone" in which predominantly post-treatment takes place.

In manchen Beispielen umfasst das Ausgangsmaterial bereits ganz oder teilweise pyrolysiertes Material. Dies ganz beispielsweise zuvor in einer anderen Reaktorvorrichtung pyrolysiert worden sein. Das thermochemische Behandeln des Ausgangsmaterials kann das Erhitzen des teilweise pyrolysierten Materials im ersten Bereich und/oder im zweiten Bereich der Reaktorkammer auf eine Nachbehandlungstemperatur umfassen, um ein in dem zumindest teilweise pyrolysierten Material enthaltenes Pyrolyseprodukt nachzubehandeln. Das Verfahren kann ferner das Pyrolysieren von noch nicht pyrolysierten Bestandteilen des Ausgangsmaterials umfassen, zum Beispiel wie oben beschrieben.In some examples, the starting material comprises material that has already been completely or partially pyrolyzed. This may, for example, have previously been pyrolyzed in another reactor device. The thermochemical treatment of the starting material may comprise heating the partially pyrolyzed material in the first region and/or in the second region of the reactor chamber to a post-treatment temperature in order to post-treat a pyrolysis product contained in the at least partially pyrolyzed material. The method may further comprise pyrolyzing constituents of the starting material that have not yet been pyrolyzed, for example as described above.

Die Pyrolysetemperatur und/oder die Nachbehandlungstemperatur können abhängig von dem zu behandelnden Ausgangsmaterial und der durchzuführenden thermochemischen Behandlung gewählt werden. Die Pyrolysetemperatur kann zum Beispiel zwischen 200°C und 600°C, in manchen Beispielen zwischen 200°C und 550°C, in manchen Beispielen zwischen 350°C und 550°C, in einem Beispiel zwischen 400°C und 500°C betragen. Die Nachbehandlungstemperatur kann zum Beispiel zwischen 450°C und 950°C, in manchen Beispielen zwischen 450°C und 800°C, in manchen Beispielen zwischen 500°C und 750°C, in einem Beispiel zwischen 550°C und 700°C betragen. Die genannten Temperaturen können beispielsweise die Temperatur der festen Bestandteile des Materials angeben. Gasförmigen Bestandteile des Materials können eine andere Temperatur, insbesondere eine niedrigere Temperatur aufweisen.The pyrolysis temperature and/or the post-treatment temperature can be selected depending on the starting material to be treated and the thermo-chemical treatment to be carried out. The pyrolysis temperature can be, for example, between 200°C and 600°C, in some examples between 200°C and 550°C, in some examples between 350°C and 550°C, in one example between 400°C and 500°C. The post-treatment temperature can be, for example, between 450°C and 950°C, in some examples between 450°C and 800°C, in some examples between 500°C and 750°C, in one example between 550°C and 700°C. The temperatures mentioned can, for example, indicate the temperature of the solid components of the material. Gaseous components of the material can have a different temperature, in particular a lower temperature.

Die Verweildauer des Materials in der Reaktorkammer (z.B. die Zeit vom Zuführen des Ausgangsmaterials bis zur Entnahme des Pyrolyseprodukts aus der Reaktorkammer) kann ebenfalls abhängig von dem zu behandelnden Ausgangsmaterial und der durchzuführenden thermochemischen Behandlung gewählt werden. Die Verweildauer kann zum Beispiel zwischen 30 Minuten und 10 Stunden, in manchen Beispielen zwischen 1 Stunde und 5 Stunden, in einem Beispiel zwischen 1 Stunde und 3 Stunden und in einem Beispiel zwischen 1,5 Stunden und 2,5 Stunden betragen. Die Pyrolysetemperatur, die Nachbehandlungstemperatur und/oder die Verweildauer des Materials können als Parameter genutzt werden, um die Zusammensetzung und/oder die Qualität des thermochemisch behandelten Materials und/oder des Pyrolyseprodukts zu verändern, zum Beispiel um die relativen Anteile von festen, kondensierbaren und/oder nicht-kondensierbaren Anteilen und/oder die Qualität und/oder chemische Zusammensetzung dieser Anteile zu verändern.The residence time of the material in the reactor chamber (e.g. the time from feeding the starting material to removing the pyrolysis product from the reactor chamber) can also be chosen depending on the starting material to be treated and the thermochemical treatment to be carried out. The residence time can, for example, be between 30 minutes and 10 hours, in some examples between 1 hour and 5 hours, in one example between 1 hour and 3 hours and in one example between 1.5 hours and 2.5 hours. The pyrolysis temperature, the post-treatment temperature and/or the residence time of the material can be used as parameters to change the composition and/or the quality of the thermochemically treated material and/or the pyrolysis product, for example to change the relative proportions of solid, condensable and/or non-condensable fractions and/or the quality and/or chemical composition of these fractions.

Das thermochemische Behandeln kann ein thermokatalytisches Behandeln unter Verwendung eines Katalysators umfassen. Insbesondere kann das Nachbehandeln ein thermokatalytisches Nachbehandeln sein oder umfassen. In manchen Ausgestaltungen kann dabei das zumindest teilweise pyrolysierte Material, insbesondere ein fester Bestandteil des zumindest teilweise pyrolysierten Materials (z.B. ein Pyrolysekoks) als Katalysator dienen. Dieser kann beispielsweise in einer porösen Form und/oder Struktur (zum Beispiel einer Schüttung) im zweiten Bereich der Reaktorkammer vorliegen und zum Beispiel als Katalysator für eine thermokatalytische Nachbehandlung gasförmiger Bestandteile des zumindest teilweise pyrolysierten Materials dienen.The thermochemical treatment can comprise a thermocatalytic treatment using a catalyst. In particular, the post-treatment can be or comprise a thermocatalytic post-treatment. In some embodiments, the at least partially pyrolyzed material, in particular a solid component of the at least partially pyrolyzed material (e.g. a pyrolysis coke) can serve as a catalyst. This can, for example, be present in a porous form and/or structure (e.g. a bed) in the second region of the reactor chamber and can, for example, serve as a catalyst for a thermocatalytic post-treatment of gaseous components of the at least partially pyrolyzed material.

Während des thermochemischen Behandelns bewegt sich das Ausgangsmaterial von dem ersten Bereich der Reaktorkammer in den zweiten Bereich. Anders ausgedrückt bewegt sich das Material (z.B. seine festen und/oder gasförmigen Bestandteile) während seiner Umwandlung aus dem Ausgangsmaterial in das Pyrolyseprodukt von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich. Die Bewegung kann kontinuierlich oder schrittweise erfolgen, zum Beispiel wie oben für die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben.During the thermochemical treatment, the starting material moves from the first region of the reactor chamber to the second region. In other words, the material (eg its solid and/or gaseous components) moves from the first region to the second region during its conversion from the starting material to the pyrolysis product. The movement can be continuous or stepwise, for example as described above for the device according to the invention.

Die Bewegung erfolgt dabei vorzugsweise zumindest teilweise passiv, insbesondere zumindest teilweise aufgrund der Gravitation. Beispielsweise kann der erste Bereich der Reaktorkammer oberhalb des zweiten Bereichs angeordnet sein. Das Material (insbesondere seine festen Bestandteile) kann sich während des thermochemischen Behandelns in der Reaktorkammer nach unten bewegen, z.B. nach unten sacken, rutschen, fließen und/oder fallen. Hierzu kann beispielweise thermochemisch behandeltes Material (z.B. das fertige Pyrolyseprodukt) aus der Reaktorkammer (z.B. an deren Boden) entnommen werden, in manchen Beispielen kontinuierlich. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegung auch zumindest teilweise aufgrund einer Druckdifferenz erfolgen, wobei die Druckdifferenz beispielsweise durch die Entstehung gasförmiger Bestandteile hervorgerufen werden kann. In manchen Beispielen kann die Bewegung des Materials alternativ oder zusätzlich auch zumindest teilweise aktiv erfolgen, zum Beispiel durch eine oder mehrere Förder-/Transportvorrichtungen innerhalb und/oder außerhalb der Reaktorkammer.The movement is preferably at least partially passive, in particular at least partially due to gravity. For example, the first region of the reactor chamber can be arranged above the second region. The material (in particular its solid components) can move downwards in the reactor chamber during the thermochemical treatment, e.g. sag, slide, flow and/or fall. For this purpose, thermochemically treated material (e.g. the finished pyrolysis product) can be removed from the reactor chamber (e.g. from its bottom), in some examples continuously. Alternatively or additionally, the movement can also occur at least partially due to a pressure difference, whereby the pressure difference can be caused, for example, by the formation of gaseous components. In some examples, the movement of the material can alternatively or additionally also occur at least partially actively, for example by one or more conveying/transport devices inside and/or outside the reactor chamber.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENSHORT DESCRIPTION OF THE CHARACTERS

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1a: eine Reaktorvorrichtung zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels thermochemischer Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials gemäß einem Beispiel in einer Seitenansicht;
Fig. 1b: die Reaktorvorrichtung aus Fig. 1a in Draufsicht;
Fig. 2a: eine Reaktorvorrichtung zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels thermochemischer Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials gemäß einem weiteren Beispiel in einer ersten Seitenansicht;
Fig. 2b: die Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a in einer zweiten Seitenansicht;
Fig. 3: ein Heizelement der Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a, 2b in einer vergrößerten Seitenansicht;
Fig. 4: die Abführkammer der Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a, 2b in einer vergrößerten Seitenansicht;
Fig. 5: den ersten Bereich der Reaktorkammer der Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a, 2b in Draufsicht;
Fig. 6: den zweiten Bereich der Reaktorkammer der Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a, 2b in Draufsicht;
Fig. 7a: die Entnahmevorrichtung der Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a, 2b in Draufsicht;
Fig. 7b: die Entnahmevorrichtung aus Fig. 7a in einer Seitenansicht;
Fig. 7c: die Entnahmevorrichtung aus Fig. 7a in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 8: ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts gemäß einem Beispiel;
Fig. 9a: eine Entnahmevorrichtung der Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a, 2b mit linear beweglichen Abräumschiebern gemäß einem weiteren Beispiel in einer Seitenansicht;
Fig. 9b: die Entnahmevorrichtung aus Fig. 9a in Draufsicht;
Fig. 10a: eine Entnahmevorrichtung der Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a, 2b mit einem rotierbaren Abräumarm gemäß einem weiteren Beispiel in einer Seitenansicht; und
Fig. 10b: die Entnahmevorrichtung aus Fig. 10a in Draufsicht.

The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. The figures show schematically:

Fig. 1a : a reactor device for producing a pyrolysis product by means of thermochemical treatment of a carbonaceous starting material according to an example in a side view;
Fig. 1b : the reactor device from Fig. 1a in top view;
Fig. 2a : a reactor device for producing a pyrolysis product by means of thermochemical treatment of a carbonaceous starting material according to a further example in a first side view;
Fig. 2b : the reactor device from Fig. 2a in a second side view;
Fig.3 : a heating element of the reactor device made of Fig. 2a , 2 B in an enlarged side view;
Fig.4 : the discharge chamber of the reactor device Fig. 2a , 2 B in an enlarged side view;
Fig.5 : the first area of the reactor chamber of the reactor device Fig. 2a , 2 B in top view;
Fig.6 : the second region of the reactor chamber of the reactor device Fig. 2a , 2 B in top view;
Fig. 7a : the removal device of the reactor device from Fig. 2a , 2 B in top view;
Fig. 7b : the removal device from Fig. 7a in a side view;
Fig. 7c : the removal device from Fig. 7a in a perspective view;
Fig.8 : a flow chart of a process for producing a pyrolysis product according to an example;
Fig. 9a : a device for removing the reactor device from Fig. 2a , 2 B with linearly movable clearing slides according to another example in a side view;
Fig. 9b : the removal device from Fig. 9a in top view;
Fig. 10a : a device for removing the reactor device from Fig. 2a , 2 B with a rotatable clearing arm according to another example in a side view; and
Fig. 10b : the removal device from Fig. 10a in top view.

BESCHREIBUNG DER FIGURENDESCRIPTION OF THE FIGURES

Fig. 1a und 1b zeigen schematische Darstellungen (nicht maßstabsgetreu) einer Reaktorvorrichtung 100 zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels thermochemischer Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials gemäß einem Beispiel. Die Reaktorvorrichtung 100 (im Folgenden auch als Vorrichtung 100 bezeichnet) ist dabei in Fig. 1a in einer Seitenansicht (z.B. entlang der y-Achse in Fig. 1b) dargestellt und in Fig. 1b in Draufsicht (z.B. entlang der z-Achse in Fig. 1a). In manchen Beispielen ist die Vorrichtung 100 so angeordnet, dass die z-Achse in Fig. 1a der Vertikalen entspricht (d.h. mit der Richtung der Gravitation zusammenfällt). Die Vorrichtung 100 kann beispielsweise zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Pyrolyseprodukt gemäß einem der hierin beschriebenen Beispiele verwendet werden, zum Beispiel zur Durchführung des unten in Bezug auf Fig. 8 beschriebenen Verfahrens 800. Fig. 1a and 1b show schematic representations (not to scale) of a reactor device 100 for producing a pyrolysis product by means of thermochemical treatment of a carbonaceous starting material according to an example. The reactor device 100 (hereinafter also referred to as device 100) is in Fig. 1a in a side view (e.g. along the y-axis in Fig. 1b ) and in Fig. 1b in plan view (e.g. along the z-axis in Fig. 1a ). In some examples, the device 100 is arranged so that the z-axis in Fig. 1a corresponds to the vertical (ie coincides with the direction of gravity). The device 100 can, for example, be used to carry out a method for producing a pyrolysis product according to one of the examples described herein be used, for example, to carry out the process described below in relation to Fig.8 described method 800.

Die Vorrichtung 100 weist eine Reaktorkammer 102 auf, die aus einem temperaturbeständigen Material wie etwa Metall, zum Beispiel Stahl, hergestellt ist. Die Reaktorkammer 102 kann zudem eine oder mehrere thermische Isolationsschichten (nicht dargestellt) aufweisen (z.B. an ihrer Außen- und/oder Innenseite), um das Innere der Reaktorkammer 102 thermisch zu isolieren.The device 100 comprises a reactor chamber 102 made of a temperature-resistant material such as metal, for example steel. The reactor chamber 102 may also comprise one or more thermal insulation layers (not shown) (e.g. on its outside and/or inside) to thermally insulate the interior of the reactor chamber 102.

Die Reaktorkammer weist eine Zuführöffnung 104 sowie eine Entnahmeöffnung 106 auf. Die Zuführöffnung 104 ist in einem ersten Bereich 102-I der Reaktorkammer, im Beispiel der Fig. 1a in einem oberen Bereich der Reaktorkammer 102, angeordnet. Der erste/obere Bereich 102-I kann zum Beispiel eine obere Hälfte, ein oberes Drittel oder die zwei oberen Drittel der Reaktorkammer 102 umfassen. Durch die Zuführöffnung 104 kann kohlenstoffhaltiges Ausgangsmaterial 108A der Reaktorkammer 102 zugeführt werden, zum Beispiel wie unten für das Verfahren 800 beschrieben. Die Entnahmeöffnung 106 ist in einem zweiten Bereich 102-I der Reaktorkammer, im Beispiel der Fig. 1a in einem unteren Bereich (z.B. in einer unteren Hälfte) der Reaktorkammer 102 angeordnet. Der zweite/untere Bereich 102-I kann beispielsweise die nicht im ersten Bereich 102-I enthaltenen Teile oder Bereiche der Reaktorkammer 102 umfassen, zum Beispiel eine untere Hälfte, die zwei unteren Drittel oder ein unteres Drittel der Reaktorkammer 102. Durch die Entnahmeöffnung 106 kann thermochemisch behandeltes Material 108B (welches das herzustellende Pyrolyseprodukt sein oder enthalten kann) aus der Reaktorkammer 102 entnommen werden.The reactor chamber has a feed opening 104 and a removal opening 106. The feed opening 104 is in a first region 102-I of the reactor chamber, in the example of the Fig. 1a in an upper region of the reactor chamber 102. The first/upper region 102-I can comprise, for example, an upper half, an upper third or the two upper thirds of the reactor chamber 102. Carbonaceous starting material 108A can be fed to the reactor chamber 102 through the feed opening 104, for example as described below for the method 800. The removal opening 106 is in a second region 102-I of the reactor chamber, in the example of the Fig. 1a arranged in a lower region (eg in a lower half) of the reactor chamber 102. The second/lower region 102-I can, for example, comprise the parts or regions of the reactor chamber 102 not contained in the first region 102-I, for example a lower half, the two lower thirds or a lower third of the reactor chamber 102. Thermochemically treated material 108B (which can be or contain the pyrolysis product to be produced) can be removed from the reactor chamber 102 through the removal opening 106.

Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Vielzahl von länglichen Heizelementen 110 auf, die durch Zwischenräume 112 voneinander beabstandet in der Reaktorkammer 102 angeordnet sind. Die Vorrichtung 100 kann zum Beispiel zwischen 10 und 100 Heizelemente aufweisen. Die Heizelemente 110 erstrecken sich jeweils von dem oberen Bereich 102-I in den unteren Bereich 102-II der Reaktorkammer 102, nämlich von einer oberen Wand oder Begrenzung (z.B. Deckel) der Reaktorkammer 102 nach unten in Richtung der unteren Wand (z.B. Boden) der Reaktorkammer 102. Die unteren Enden der Heizelemente 110 sind dabei frei schwebend in der Reaktorkammer 102 angeordnet, so dass sich die Heizelemente 110 in Längsrichtung ungehindert thermisch ausdehnen können. Anders ausgedrückt sind die unteren Enden der Heizelemente zumindest von der unteren Wand der Reaktorkammer 102 beabstandet angeordnet.The device 100 further comprises a plurality of elongate heating elements 110 which are arranged in the reactor chamber 102 at a distance from one another by gaps 112. The device 100 can comprise, for example, between 10 and 100 heating elements. The heating elements 110 each extend from the upper region 102-I into the lower region 102-II of the reactor chamber 102, namely from an upper wall or boundary (e.g. lid) of the reactor chamber 102 downwards towards the lower wall (e.g. floor) of the reactor chamber 102. The lower ends of the heating elements 110 are arranged freely floating in the reactor chamber 102 so that the heating elements 110 can thermally expand unhindered in the longitudinal direction. In other words, the lower ends of the heating elements are arranged at a distance from at least the lower wall of the reactor chamber 102.

Die Heizelemente 110 sind dazu eingerichtet, erhitzt zu werden. Die Heizelemente 110 können zum Beispiel dazu eingerichtet sein, ein erhitztes Wärmeträgermedium aufzunehmen (z.B. zu leiten), um dadurch (passiv) erhitzt zu werden, beispielsweise wie bei der unten beschriebenen Reaktorvorrichtung 200 aus Fig. 2a bis 7b. Alternativ oder zusätzlich können die Heizelemente 110 auch dazu eingerichtet sein, sich aktiv zu erhitzen und hierzu beispielsweise einen oder mehrere elektrische Glühwendel (nicht dargestellt) aufweisen.The heating elements 110 are designed to be heated. The heating elements 110 can, for example, be designed to receive (eg, conduct) a heated heat transfer medium in order to be (passively) heated thereby, for example as in the reactor device 200 described below from Fig. 2a to 7b Alternatively or additionally, the heating elements 110 can also be designed to heat themselves actively and for this purpose can have, for example, one or more electrical filaments (not shown).

Die Vorrichtung 100 ist dazu eingerichtet, das zu behandelnde Material (d.h. das Ausgangsmaterial 108A sowie noch nicht vollständig thermochemisch behandeltes Zwischenmaterial) im Laufe der thermochemischen Behandlung von dem oberen Bereich 102-I entlang der Heizelemente 110 in den zweiten Bereich 102-II zu bewegen. Dabei wird das zu behandelnde Material mittels der Heizelemente 110 im oberen Bereich 102-I auf eine erste Temperatur erhitzt und im unteren Bereich 102-II auf eine zweite Temperatur erhitzt, wobei die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist. Anders ausgedrückt weist das zu behandelnde Material in der Reaktorkammer 102 einen Temperaturgradienten von unten nach oben auf, wird also sukzessive heißer während es sich durch die Reaktorkammer von oben nach unten bewegt. Die erste Temperatur kann beispielsweise zwischen 350° und 550°C betragen und die zweite Temperatur zwischen 500°C und 750°C.The device 100 is designed to move the material to be treated (i.e. the starting material 108A and intermediate material that has not yet been completely thermochemically treated) from the upper region 102-I along the heating elements 110 into the second region 102-II during the thermochemical treatment. The material to be treated is heated to a first temperature in the upper region 102-I by means of the heating elements 110 and to a second temperature in the lower region 102-II, the second temperature being higher than the first temperature. In other words, the material to be treated in the reactor chamber 102 has a temperature gradient from bottom to top, i.e. it becomes successively hotter as it moves through the reactor chamber from top to bottom. The first temperature can be, for example, between 350° and 550°C and the second temperature between 500°C and 750°C.

Um das zu behandelnde Material zu bewegen, kann die Vorrichtung 100 beispielsweise dazu eingerichtet sein, weiteres Ausgangsmaterial durch die Zuführöffnung 104 zuzuführen, zum Beispiel um das zu behandelnde Material durch die Reaktorkammer 102 zu drücken oder zu pressen. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung auch dazu eingerichtet sein, thermochemisch behandeltes Material aus der Entnahmeöffnung zu entnehmen, zum Beispiel damit das in der Reaktorkammer 102 verbliebene Material sukzessive weiter nach unten sacken, rutschen, fließen und/oder fallen kann. Das Zuführen und/oder Entnehmen von Material kann kontinuierlich oder schrittweise erfolgen.In order to move the material to be treated, the device 100 can, for example, be set up to feed further starting material through the feed opening 104, for example to push or press the material to be treated through the reactor chamber 102. Alternatively or additionally, the device can also be set up to remove thermochemically treated material from the removal opening, for example so that the material remaining in the reactor chamber 102 can gradually sink, slide, flow and/or fall further downwards. The feeding and/or removal of material can take place continuously or step by step.

Die Heizelemente 110 können dazu eingerichtet sein, im oberen Bereich 102-I und im unteren Bereich 102-II zum gleichen Zeitpunkt auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt zu werden, zum Beispiel auf eine erste Heizelement-Temperatur im oberen Bereich 102-I und auf eine zweite Heizelement-Temperatur 102-II im unteren Bereich, wobei die zweite Heizelement-Temperatur höher als die erste Temperatur sein kann, z.B. mindestens 50°C, in manchen Beispielen mindestens 100°C höher als die erste Temperatur. Je nach Ausgangsmaterial und durchzuführender thermochemischer Behandlung kann die erste Heizelement-Temperatur beispielsweise zwischen 400°C und 600°C betragen und die zweite Heizelement-Temperatur zwischen 500°C und 850°C. In manchen Ausgestaltungen können die Heizelemente 110 einen im wesentlichen linearen Temperaturgradienten entlang ihrer Länge aufweisen.The heating elements 110 can be configured to be heated to different temperatures in the upper region 102-I and in the lower region 102-II at the same time, for example to a first heating element temperature in the upper region 102-I and to a second heating element temperature 102-II in the lower region, wherein the second heating element temperature can be higher than the first temperature, e.g. at least 50°C, in some examples at least 100°C higher than the first temperature. Depending on the starting material and the thermochemical treatment to be carried out, the first heating element temperature can be, for example, between 400°C and 600°C and the second heating element temperature between 500°C and 850°C. In some embodiments, the heating elements 110 may have a substantially linear temperature gradient along their length.

Mittels der Heizelemente 110 kann das Ausgangsmaterial 108A erhitzt und thermochemisch behandelt werden, um das thermochemisch behandelte Material 108B herzustellen. Währenddessen wird das zu behandelnde Material durch die Reaktorkammer 102 bewegt. Durch die Bewegung des Materials (sowie gegebenenfalls durch die lokal unterschiedliche Temperatur der Heizelement 110) kann das zu behandelnde Material im oberen Bereich 102-I und im unteren Bereich 102-II auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt werden, zum Beispiel um sukzessive verschiedene Verfahrensschritte der thermochemischen Behandlung zu durchlaufen. Beispielsweise kann durch die Entnahmeöffnung 106 kontinuierlich thermochemisch behandeltes Material entnommen werden, so dass das durch die Zuführöffnung 104 zugeführte Ausgangsmaterial 108A in der Reaktorkammer 102 langsam nach unten sackt (d.h. vom oberen Bereich 102-I in den unteren Bereich 102-II). Währenddessen wird das Material kontinuierlich erhitzt und dadurch thermochemisch behandelt, so dass das Ausgangsmaterial 108A sukzessive in das thermochemisch behandelte Material 108B umgewandelt wird. Dies ist in Fig. 1a durch das gepunktete Muster illustriert, wobei die von oben nach unten anwachsenden Punktgröße den fortschreitenden Behandlungsprozess andeutet.By means of the heating elements 110, the starting material 108A can be heated and thermochemically treated in order to produce the thermochemically treated material 108B. During this process, the material to be treated is moved through the reactor chamber 102. Due to the movement of the material (and possibly due to the locally different temperature of the heating elements 110), the material to be treated can be heated to different temperatures in the upper region 102-I and in the lower region 102-II, for example in order to successively undergo different process steps of the thermochemical treatment. For example, thermochemically treated material can be continuously removed through the removal opening 106, so that the starting material 108A fed through the feed opening 104 slowly sinks downwards in the reactor chamber 102 (ie from the upper region 102-I to the lower region 102-II). During this time, the material is continuously heated and thereby thermochemically treated, so that the starting material 108A is successively converted into the thermochemically treated material 108B. This is in Fig. 1a illustrated by the dotted pattern, with the dot size increasing from top to bottom indicating the progressive treatment process.

Fig. 2a und 2b zeigen schematische Darstellungen einer Reaktorvorrichtung 200 zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels thermochemischer Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials gemäß einem weiteren Beispiel. Die Reaktorvorrichtung 200 (im Folgenden auch als Vorrichtung 200 bezeichnet) ist dabei in Fig. 2a im Querschnitt in einer ersten Seitenansicht (z.B. entlang der y-Achse in Fig. 2b) dargestellt und in Fig. 2b im Querschnitt in einer zweiten Seitenansicht (z.B. entlang der x-Achse in Fig. 2a). In manchen Beispielen ist die Vorrichtung 200 so angeordnet, dass die z-Achse in Fig. 2a und 2b der Vertikalen entspricht (d.h. mit der Richtung der Gravitation zusammenfällt). Die Vorrichtung 200 kann beispielsweise zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Pyrolyseprodukt gemäß einem der hierin beschriebenen Beispiele, zum Beispiel des unten in Bezug auf Fig. 8 beschriebenen Verfahrens 800 verwendet werden. Fig. 2a and 2 B show schematic representations of a reactor device 200 for producing a pyrolysis product by means of thermochemical treatment of a carbonaceous starting material according to a further example. The reactor device 200 (hereinafter also referred to as device 200) is in Fig. 2a in cross-section in a first side view (e.g. along the y-axis in Fig. 2b ) and in Fig. 2b in cross-section in a second side view (e.g. along the x-axis in Fig. 2a ). In some examples, the device 200 is arranged so that the z-axis in Fig. 2a and 2 B corresponds to the vertical (ie coincides with the direction of gravity). The device 200 can, for example, be used to carry out a process for producing a pyrolysis product according to one of the examples described herein, for example the process described below with reference to Fig.8 described method 800.

Die Vorrichtung 200 ist ähnlich der Vorrichtung 100 aus Fig. 1a, 1b ausgebildet, wobei entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Die Vorrichtung 200 weist ebenfalls eine Reaktorkammer 102 sowie eine Vielzahl von Heizelementen 110 auf, die voneinander beabstandet in der Reaktorkammer 102 angeordnet sind und sich von einem ersten/oberen Bereich 102-I der Reaktorkammer 102 in einem zweiten/unteren Bereich 102-II der Reaktorkammer 102 erstrecken.The device 200 is similar to the device 100 of Fig. 1a, 1b formed, wherein corresponding elements are provided with the same reference numerals. The device 200 also has a reactor chamber 102 and a plurality of heating elements 110 which are arranged spaced apart from one another in the reactor chamber 102 and extend from a first/upper region 102-I of the reactor chamber 102 into a second/lower region 102-II of the reactor chamber 102.

Im Beispiel der Fig. 2a, 2b ist die Reaktorkammer 102 in einem Reaktorgehäuse 200A angeordnet, welches durch Zwischenwände in eine Brennkammer 202, eine Abführkammer 204, die Reaktorkammer 102 und eine Separationskammer 206A einer Separationsvorrichtung 206 unterteilt ist. Das Reaktorgehäuse 200A ist aus einem temperaturbeständigen Material wie etwa Metall, zum Beispiel Stahl, hergestellt. Das Reaktorgehäuse 200A kann mehrstückig ausgebildet sein. Das Reaktorgehäuse 200A kann mehrwandig ausgebildet sein und zum Beispiel eine Innen- und eine Außenwand aufweisen. Das Reaktorgehäuse 200A kann zudem eine oder mehrere thermische Isolationsschichten 200B aufweisen, z.B. wie in Fig. 2a, 2b gezeigt zwischen einer Innenwand und einer Außenwand des Reaktorgehäuses 200A. Die thermischen Isolationsschichten 200B können zum Beispiel aus einer Hochtemperaturwolle wie etwa Erdalkalisilikatwolle, Aluminiumsilikatwolle oder polykristalliner Wolle ausgebildet sein.In the example of Fig. 2a , 2 B the reactor chamber 102 is arranged in a reactor housing 200A, which is divided by partition walls into a combustion chamber 202, a discharge chamber 204, the reactor chamber 102 and a separation chamber 206A of a separation device 206. The reactor housing 200A is made of a temperature-resistant material such as metal, for example steel. The reactor housing 200A can be made of several pieces. The reactor housing 200A can be made of several walls and have, for example, an inner and an outer wall. The reactor housing 200A can also have one or more thermal insulation layers 200B, eg as in Fig. 2a , 2 B shown between an inner wall and an outer wall of the reactor housing 200A. The thermal insulation layers 200B may be formed, for example, from a high temperature wool such as alkaline earth silicate wool, aluminum silicate wool or polycrystalline wool.

Die Reaktorkammer 102 weist in einem ersten/oberen Bereich 102-I eine Vielzahl von Zuführöffnungen 104 auf, durch die Ausgangsmaterial dem oberen Bereich 102-I der Reaktorkammer 102 zugeführt werden kann, zum Beispiel mittels einer Zuführvorrichtung 220 wie unten in Bezug auf Fig. 5 genauer beschrieben.The reactor chamber 102 has a plurality of feed openings 104 in a first/upper region 102-I through which starting material can be fed to the upper region 102-I of the reactor chamber 102, for example by means of a feed device 220 as described below with reference to Fig.5 described in more detail.

Zum Entnehmen von thermochemisch behandeltem Material weist die Reaktorkammer 102 in einem zweiten/unteren Bereich 102-II eine Entnahmeöffnung 106 auf, nämlich im Beispiel der Fig. 2a, 2b einen nach unten zur Separationskammer 206A hin offenen Boden. Oberhalb der Entnahmeöffnung 106 ist wie unten in Bezug auf Fig. 6 genauer erläutert eine Führungsvorrichtung 602 für die Heizelemente 110 angeordnet. In der Entnahmeöffnung 106 ist eine Entnahmevorrichtung 208 angeordnet, die dazu eingerichtet ist, feste Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials vom Boden der Reaktorkammer 102 zu entnehmen und der Separationsvorrichtung 206 zuzuführen. Die Entnahmevorrichtung 208 kann zum Beispiel von einem Motor 210 angetrieben werden und wird unten in Bezug auf Fig. 7a-7c genauer beschrieben. Die Vorrichtung 200 ist dazu eingerichtet, in der Reaktorkammer 102 befindliches Material von dem oberen Bereich 102-I in den unteren Bereich 102-II zu bewegen, indem mittels der Entnahmevorrichtung 200 Material vom Boden der Reaktorkammer 102 entnommen wird, so dass darüber befindliches Material unter dem Einfluss der Gravitation nach unten sacken, rutschen, fließen und/oder fallen kann.For removing thermochemically treated material, the reactor chamber 102 has a removal opening 106 in a second/lower region 102-II, namely in the example of Fig. 2a , 2 B a bottom open towards the separation chamber 206A. Above the removal opening 106 is as below with respect to Fig.6 In more detail, a guide device 602 is arranged for the heating elements 110. In the removal opening 106, a removal device 208 is arranged, which is designed to remove solid components of the thermochemically treated material from the bottom of the reactor chamber 102 and to supply them to the separation device 206. The removal device 208 can be driven, for example, by a motor 210 and is described below with reference to Fig. 7a-7c described in more detail. The device 200 is designed to move material located in the reactor chamber 102 from the upper region 102-I to the lower region 102-II by removing material from the bottom of the reactor chamber 102 by means of the removal device 200, so that material located above can sink, slide, flow and/or fall downwards under the influence of gravity.

Die Vorrichtung 200 weist eine Separationsvorrichtung 206 auf, die dazu eingerichtet ist, feste und gasförmige Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials voneinander zu trennen. Die Separationsvorrichtung 206 umfasst die unterhalb der Reaktionskammer 102 angeordnete Separationskammer 206A. Im unteren Bereich der Separationskammer 206A ist eine Förderschnecke 212 angeordnet, die zum Beispiel von einem weiteren Motor 214 angetrieben werden kann. Die Förderschecke 212 ist dazu eingerichtet, feste Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials vom Boden der Separationskammer 206A aus dem Reaktorgehäuse 200A nach außen zu befördern. Die Separationsvorrichtung 206 weist ferner ein Austrittsrohr 216 auf, dessen Einlassöffnung im oberen Bereich der Separationskammer 206A angeordnet ist. Durch das Austrittsrohr 216 können gasförmige Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials, die sich zum Beispiel im oberen Bereich der Separationskammer 206A sammeln können, aus dem Reaktorgehäuse 200A nach außen gelangen. In manchen Beispielen kann die Separationsvorrichtung 206 dazu eingerichtet sein, durch das Austrittsrohr 216 nach außen gelangende gasförmige Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials weiter in kondensierbare und nicht-kondensierbare Bestandteile zu trennen.The device 200 has a separation device 206, which is designed to separate solid and gaseous components of the thermochemically treated material from one another. The separation device 206 comprises the separation chamber 206A arranged below the reaction chamber 102. In the lower region of the separation chamber 206A, a conveyor screw 212 is arranged, which can be driven, for example, by a further motor 214. can be driven. The conveyor screw 212 is designed to convey solid components of the thermochemically treated material from the bottom of the separation chamber 206A out of the reactor housing 200A. The separation device 206 also has an outlet pipe 216, the inlet opening of which is arranged in the upper region of the separation chamber 206A. Gaseous components of the thermochemically treated material, which can collect, for example, in the upper region of the separation chamber 206A, can escape from the reactor housing 200A through the outlet pipe 216. In some examples, the separation device 206 can be designed to further separate gaseous components of the thermochemically treated material that escape through the outlet pipe 216 into condensable and non-condensable components.

Über die Vorrichtung 200 verteilt sind eine Vielzahl von Sensoren 218 angeordnet, die zum Beispiel zur Überwachung und/oder Steuerung der Vorrichtung 200 verwenden werden können. Die Sensoren 218 können beispielsweise jeweils einen Drucksensor und/oder einen Temperatursensor aufweisen, zum Beispiel um einen Druck bzw. eine Temperatur in der Reaktorkammer 102, der Brennkammer 202 und/oder der Separationskammer 206A zu messen.A plurality of sensors 218 are arranged distributed over the device 200, which can be used, for example, to monitor and/or control the device 200. The sensors 218 can, for example, each have a pressure sensor and/or a temperature sensor, for example to measure a pressure or a temperature in the reactor chamber 102, the combustion chamber 202 and/or the separation chamber 206A.

Fig. 3 zeigt eines der Heizelemente 110 der Reaktorvorrichtung aus Fig. 2a, 2b gemäß einem Beispiel in einer vergrößerten Seitenansicht, wobei der einfacheren Darstellung wegen lediglich das obere und das untere Ende des Heizelements 110 dargestellt sein, während der Mittelteil des Heizelements 110 wie durch die durchbrochenen Linien angedeutet weggelassen wurde. Fig.3 shows one of the heating elements 110 of the reactor device of Fig. 2a , 2 B according to an example in an enlarged side view, wherein for the sake of simplicity only the upper and lower ends of the heating element 110 are shown, while the middle part of the heating element 110 has been omitted as indicated by the broken lines.

Das Heizelement 110 ist als doppelwandiges Rohr ausgebildet und weist ein Innenrohr 302 auf, welches von einem Außenrohr 304 umgeben ist. Das Innenrohr 302 und das Außenrohr 304 sind ebenfalls aus einem hitzebeständigen Material ausgebildet. Das Innenrohr 302 und das Außenrohr 304 können beispielsweise zylindrische Rohre sein, d.h. senkrecht zu ihrer Achse einen elliptischen und insbesondere kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Das Innenrohr 302 kann beispielweise einen Innendurchmesser zwischen 2 cm und 20 cm, in einem Beispiel zwischen 4 cm und 10 cm aufweisen. Das Außenrohr kann beispielsweise einen Innendurchmesser zwischen 4 cm und 40 cm, in einem Beispiel zwischen 6 cm und 20 cm aufweisen. Eine Länge des Heizelement 110 (entlang der z-Richtung in Fig. 2a und 3) kann zum Beispiel zwischen 1 m und 10 m, in manchen Beispielen zwischen 2 m und 5 m, in einem Beispiel zwischen 3 m und 4 m betragen. Die Länge der Heizelemente 110 kann beispielsweise abhängig von der durchzuführenden thermochemischen Behandlung gewählt werden. Soll lediglich eine Nachbehandlung bereits pyrolysierten Materials durchgeführt werden, kann eine kürzere Länge gewählt werden, zum Beispiel zwischen 1 m und 2 m. Soll zusätzlich zur Nachbehandlung das Ausgangsmaterial zunächst pyrolysiert werde kann eine größere Länge gewählt werden, zum Beispiel zwischen 2 m und 5 m.The heating element 110 is designed as a double-walled tube and has an inner tube 302 which is surrounded by an outer tube 304. The inner tube 302 and the outer tube 304 are also made of a heat-resistant material. The inner tube 302 and the outer tube 304 can be cylindrical tubes, for example, i.e. have an elliptical and in particular circular cross-section perpendicular to their axis. The inner tube 302 can have an inner diameter of between 2 cm and 20 cm, in one example between 4 cm and 10 cm. The outer tube can have an inner diameter of between 4 cm and 40 cm, in one example between 6 cm and 20 cm. A length of the heating element 110 (along the z-direction in Fig. 2a and 3 ) can be, for example, between 1 m and 10 m, in some examples between 2 m and 5 m, in one example between 3 m and 4 m. The length of the heating elements 110 can be selected, for example, depending on the thermochemical treatment to be carried out. If only a post-treatment of already pyrolyzed material is to be carried out, a shorter length can be selected, for example between 1 m and 2 m. If, in addition to the After treatment, the starting material is first pyrolyzed, a longer length can be chosen, for example between 2 m and 5 m.

Das Innenrohr 302 ist an seinem oberen Ende offen, wodurch eine Einlassöffnung 302A gebildet wird. Durch diese kann ein Wärmeträgermedium, zum Beispiel ein Wärmeträgerfluid wie ein heißes Gas oder eine heiße Flüssigkeit eingeleitet werden, um das Heizelement 110 zu erhitzen, zum Beispiel aus der Brennkammer 102 wie unten in Bezug auf Fig. 4 beschrieben. An der Außenseite des Innenrohres 302 ist eine Isolationsschicht 306, zum Beispiel aus Hochtemperaturwolle, angeordnet, um das Innenrohr 302 gegenüber dem Außenrohr 304 thermisch zu isolieren. Zwischen der Isolationsschicht 306 und dem Außenrohr 304 verbleibt ein Zwischenraum (z.B. ein Spalt) 308, der vom unteren Ende des Innenrohres 302 zum oberen Ende des Außenrohres 304 verläuft. In manchen Ausgestaltungen kann auf der Außenseite der Isolationsschicht 306 eine weitere Schicht (zum Beispiel aus Metall) angeordnet sein, um die Isolationsschicht 306 von dem Zwischenraum 308 und dem darin befindlichen Wärmeträgermedium zu trennen. Die weitere Schicht kann ebenfalls als Rohr ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann das Innenrohr 302 wie in Fig. 3 dargestellt als doppelwandiges Rohr ausgebildet sein, wobei die Isolationsschicht 306 zwischen einem inneren Rohr und einem äußeren Rohr des Innenrohres 302 angeordnet ist.The inner tube 302 is open at its upper end, thereby forming an inlet opening 302A. Through this, a heat transfer medium, for example a heat transfer fluid such as a hot gas or a hot liquid, can be introduced to heat the heating element 110, for example from the combustion chamber 102 as described below with reference to Fig.4 described. An insulation layer 306, for example made of high-temperature wool, is arranged on the outside of the inner tube 302 in order to thermally insulate the inner tube 302 from the outer tube 304. Between the insulation layer 306 and the outer tube 304 there remains a gap (e.g. a gap) 308 which runs from the lower end of the inner tube 302 to the upper end of the outer tube 304. In some embodiments, a further layer (for example made of metal) can be arranged on the outside of the insulation layer 306 in order to separate the insulation layer 306 from the gap 308 and the heat transfer medium located therein. The further layer can also be designed as a tube. In other words, the inner tube 302 can be as in Fig.3 shown as a double-walled tube, wherein the insulation layer 306 is arranged between an inner tube and an outer tube of the inner tube 302.

Das untere Ende des Innenrohres 302 ist ebenfalls offen und steht mit dem Inneren des Außenrohres 304, genauer gesagt mit dem Zwischenraum 308 zwischen dem Innenrohr 302 und dem Außenrohr 304, in Fluidverbindung. Der Zwischenraum 308 kann beispielsweise eine Breite zwischen 1 cm und 10 cm, in einem Beispiel 2 cm und 5 cm aufweisen. Das obere Ende des Außenrohres 304 ist ebenfalls offen, wodurch eine Auslassöffnung 304A gebildet wird. Durch diese kann das Wärmeträgermedium nach dem Durchlaufen des Heizelements 110 aus dem Zwischenraum 308 entweichen, zum Beispiel in den Abführkammer 104 wie unten in Bezug auf Fig. 4 beschrieben.The lower end of the inner tube 302 is also open and is in fluid communication with the interior of the outer tube 304, more precisely with the gap 308 between the inner tube 302 and the outer tube 304. The gap 308 can, for example, have a width between 1 cm and 10 cm, in one example 2 cm and 5 cm. The upper end of the outer tube 304 is also open, thereby forming an outlet opening 304A. Through this, the heat transfer medium can escape from the gap 308 after passing through the heating element 110, for example into the discharge chamber 104 as described below with reference to Fig.4 described.

Das durch das Innenrohr 302 eingeleitete Wärmeträgermedium tritt am unteren Ende des Heizelements 110 in den Zwischenraum 308 ein und läuft durch diesen zurück zur Auslassöffnung 304A. Das Wärmeträgermedium kann Wärme auf das Außenrohr (und von dort auf in der Reaktorkammer 102 befindliches Material) übertragen, zum Beispiel durch Wärmestrahlung und/oder Wärmeleitung. Das heiße Wärmeträgermedium kommt zunächst mit dem unteren Bereich oder Abschnitt des Außenrohres 304 in Kontakt. Während das Wärmeträgermedium durch den Zwischenraum 308 zurückläuft, kann das Wärmeträgermedium durch den Wärmeübertrag auf das Außenrohr 304 abkühlen. Das Wärmeträgermedium kann daher im oberen Bereich oder Abschnitt des Zwischenraums 308 eine niedrigere Temperatur als im unteren Bereich des Zwischenraums 308 aufweisen. Dadurch kann der untere Bereich des Außenrohres 304 auf eine höhere Temperatur als der obere Bereich des Außenrohres 304 erhitzt werden. Die Temperaturdifferenz des Wärmeträgermedium zwischen dem unteren und dem oberen Bereich des Zwischenraums 308 kann beispielsweise mindestens 50°C, in manchen Beispielen mindestens 100°C, in einem Beispiel mindestens 200°C betragen (z.B. während die Vorrichtung 200 in Betrieb ist, z.B. während Material durch die Reaktorkammer 102 bewegt wird).The heat transfer medium introduced through the inner tube 302 enters the intermediate space 308 at the lower end of the heating element 110 and runs through it back to the outlet opening 304A. The heat transfer medium can transfer heat to the outer tube (and from there to material located in the reactor chamber 102), for example by thermal radiation and/or thermal conduction. The hot heat transfer medium first comes into contact with the lower region or section of the outer tube 304. While the heat transfer medium runs back through the intermediate space 308, the heat transfer medium can cool down due to the heat transfer to the outer tube 304. The heat transfer medium can therefore have a lower temperature in the upper region or section of the intermediate space 308 than in the lower region of the intermediate space 308. As a result, the lower region of the outer tube 304 can be heated to a higher temperature than the upper region of the outer tube 304. The temperature difference of the heat transfer medium between the lower and upper regions of the intermediate space 308 can be, for example, at least 50°C, in some examples at least 100°C, in one example at least 200°C (eg while the device 200 is in operation, eg while material is being moved through the reactor chamber 102).

Das Innenrohr 302 kann wie in Fig. 3 gezeigt freischwebend in dem Außenrohr 304 angeordnet sein, wobei das untere Ende des Innenrohres 304 vom Außenrohr 304 beabstandet angeordnet ist. In manchen Ausgestaltungen sind das Innenrohr 302 und das Außenrohr 304 nicht fest miteinander verbunden, zum Beispiel so, dass das Innenrohr 302 aus dem Außenrohr 304 entnommen werden kann. Beispielsweise kann wie in Fig. 3 gezeigt weder das Innenrohr 302 noch die Isolation 306 mit dem Außenrohr 304 in Kontakt sein. Dies kann beispielsweise einen separaten Austausch des Innenrohres 302 sowie eine unabhängige thermische Ausdehnung der Rohr 302, 304 ermöglichen.The inner tube 302 can be as in Fig.3 shown can be arranged freely floating in the outer tube 304, wherein the lower end of the inner tube 304 is arranged at a distance from the outer tube 304. In some embodiments, the inner tube 302 and the outer tube 304 are not firmly connected to one another, for example in such a way that the inner tube 302 can be removed from the outer tube 304. For example, as in Fig.3 As shown, neither the inner tube 302 nor the insulation 306 are in contact with the outer tube 304. This can, for example, enable a separate replacement of the inner tube 302 and an independent thermal expansion of the tubes 302, 304.

In manchen Beispielen kann in dem Zwischenraum 308, insbesondere im oberen Bereich des Zwischenraums 308, ein oder mehrere Strömungsführungsmittel (nicht dargestellt) angeordnet sein, zum Beispiel um einen Strömungsweg (insbesondere eine Länge des Strömungswegs), eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder ein Turbulenzverhalten des Wärmeträgermediums und/oder eine Kontaktfläche für das Wärmeträgermedium zu verändern. Dadurch kann beispielsweise die Verweildauer des Wärmeträgermediums in dem Zwischenraum 308 und/oder der Wärmeübertrag zwischen dem Wärmeträgermedium und dem Außenrohr beeinflusst werden. Die Strömungsführungsmittel können beispielsweise dazu eingerichtet sein, den Strömungsweg, die Strömungsgeschwindigkeit und/oder das Turbulenzverhalten des Wärmeträgermediums und/oder die Kontaktfläche für das Wärmeträgermedium derart zu verändern, dass eine Abnahme der Temperatur und/oder des Volumens des Wärmeträgermediums entlang des Zwischenraums 308 ganz oder teilweise kompensiert wird, um einen homogeneren oder gleichbleibenden Wärmeübertrag entlang des Heizelements 110 zu erreichen. In einem Beispiel sind die Strömungsführungsmittel dazu eingerichtet, die Strömungsgeschwindigkeit des (z.B. gasförmigen) Wärmeträgermediums entlang des Zwischenraums 308 aufrechtzuerhalten (z.B. konstant zu halten).In some examples, one or more flow guide means (not shown) can be arranged in the intermediate space 308, in particular in the upper region of the intermediate space 308, for example in order to change a flow path (in particular a length of the flow path), a flow velocity and/or a turbulence behavior of the heat transfer medium and/or a contact area for the heat transfer medium. This can, for example, influence the residence time of the heat transfer medium in the intermediate space 308 and/or the heat transfer between the heat transfer medium and the outer tube. The flow guide means can, for example, be designed to change the flow path, the flow velocity and/or the turbulence behavior of the heat transfer medium and/or the contact area for the heat transfer medium in such a way that a decrease in the temperature and/or the volume of the heat transfer medium along the intermediate space 308 is fully or partially compensated in order to achieve a more homogeneous or constant heat transfer along the heating element 110. In one example, the flow guiding means are configured to maintain (e.g. keep constant) the flow velocity of the (e.g. gaseous) heat transfer medium along the gap 308.

Das Strömungsführungsmittel kann beispielsweise ein spiral- oder wendelförmig ausgebildeter Wirbulator sein, zum Beispiel ein spiralförmiges Leitblech. Der Wirbulator kann beispielsweise zwischen 1 und 50 Windungen, in einem Beispiel zwischen 2 und 10 Windungen aufweisen. In manchen Beispielen kann eine Steigung des Wirbulators in Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums (d.h. von unten nach oben) abnehmen, zum Beispiel kontinuierlich oder schrittweise. Der Wirbulator kann beispielsweise in einem ersten Bereich des Zwischenraums 308 (zum Beispiel einem mittleren Bereich, beispielsweise einem mittleren Drittel) eine erste Steigung aufweisen und in einem zweiten Bereich des Zwischenraums 308 stromabwärts des ersten Bereichs (zum Beispiel in einem oberen Bereich, beispielsweise einem oberen Drittel) eine zweite Steigung, wobei die erste Steigung größer als die zweite Steigung ist. Die erste Steigung kann zum Beispiel zwischen 120% und 200%, in einem Beispiel zwischen 130% und 170% der zweiten Steigung sein. Die erste Steigung kann zum Beispiel zwischen 0.5 m und 1.0 m pro Windung, in einem Beispiel zwischen 0.7 m und 0.8 m pro Windung betragen. Die zweite Steigung kann zum Beispiel zwischen 0.25 m und 0.75 m pro Windung, in einem Beispiel zwischen 0.4 m und 0.6 m pro Windung betragen. Die Steigung des Wirbulators kann über den ersten und den zweiten Bereich jeweils konstant sein. In manchen Beispielen kann der Wirbulator im ersten Bereich und im zweiten Bereich als getrennte Bauteile ausgebildet sein oder anders ausgedrückt ein erster Wirbulator mit der ersten Steigung im ersten Bereich angeordnet sein und ein zweiter Wirbulator mit der zweiten Steigung im zweiten Bereich angeordnet sein.The flow guide means can be, for example, a spiral or helical turbulator, for example a spiral-shaped guide plate. The turbulator can, for example, have between 1 and 50 turns, in one example between 2 and 10 turns In some examples, a slope of the swirlator can decrease in the flow direction of the heat transfer medium (ie from bottom to top), for example continuously or step by step. The swirlator can have a first slope, for example in a first region of the intermediate space 308 (for example a middle region, for example a middle third) and a second slope in a second region of the intermediate space 308 downstream of the first region (for example in an upper region, for example an upper third), wherein the first slope is greater than the second slope. The first slope can be, for example, between 120% and 200%, in one example between 130% and 170% of the second slope. The first slope can be, for example, between 0.5 m and 1.0 m per turn, in one example between 0.7 m and 0.8 m per turn. The second pitch can be, for example, between 0.25 m and 0.75 m per turn, in one example between 0.4 m and 0.6 m per turn. The pitch of the swirlator can be constant across the first and second regions. In some examples, the swirlator can be formed as separate components in the first region and in the second region, or in other words, a first swirlator with the first pitch can be arranged in the first region and a second swirlator with the second pitch can be arranged in the second region.

In manchen Ausgestaltungen können in dem Zwischenraum 308 eine Vielzahl von azimutal (in Umfangsrichtung) versetzten Strömungsführungsmitteln, insbesondere eine Vielzahl von azimutal versetzten Wirbulatoren angeordnet sein, zum Beispiel zwischen 3 und 20 Strömungsführungsmitteln, in einem Beispiel zwischen 5 und 15 Strömungsführungsmitteln. Die Strömungsführungsmittel bzw. Wirbulatoren können beispielsweise dazu ausgebildet sein, den Zwischenraum 308 in eine Vielzahl von Kanälen zu unterteilen. Die Strömungsführungsmittel bzw. Wirbulatoren können jeweils parallel zueinander verlaufen.In some embodiments, a plurality of azimuthally (in the circumferential direction) offset flow guide means, in particular a plurality of azimuthally offset turbulators, can be arranged in the intermediate space 308, for example between 3 and 20 flow guide means, in one example between 5 and 15 flow guide means. The flow guide means or turbulators can, for example, be designed to divide the intermediate space 308 into a plurality of channels. The flow guide means or turbulators can each run parallel to one another.

Zur Halterung in der Reaktorvorrichtung 200 weist das Innenrohr 302 an seinem oberen Ende ein Halteelement, nämlich einen umlaufenden, abgewinkelten Kragen 310 auf, mittels dessen das Innenrohr 302 wie unten in Bezug auf Fig. 4 beschrieben in einer Zwischenwand 204A zwischen der Brennkammer 202 und der Abführkammer 204 eingehängt werden kann. Das Außenrohr 304 kann wie ebenfalls unten in Bezug auf Fig. 4 beschrieben an seinem oberen Ende mit einer Zwischenwand 204B zwischen der Abführkammer 204 und der Reaktorkammer 102 verschweißt sein. An seinem unteren Ende weist das Außenrohr 304 ein Führungselement 312 auf, um das Heizelement 110 mittels der im unteren Bereich 102-II der Reaktorkammer 102 angeordneten Führungsvorrichtung 602 seitlich zu führen wie unten in Bezug auf Fig. 6 genauer beschrieben.For mounting in the reactor device 200, the inner tube 302 has a holding element at its upper end, namely a circumferential, angled collar 310, by means of which the inner tube 302 can be held as described below with reference to Fig.4 described in an intermediate wall 204A between the combustion chamber 202 and the discharge chamber 204. The outer tube 304 can also be used as described below with respect to Fig.4 described at its upper end to an intermediate wall 204B between the discharge chamber 204 and the reactor chamber 102. At its lower end, the outer tube 304 has a guide element 312 in order to guide the heating element 110 laterally by means of the guide device 602 arranged in the lower region 102-II of the reactor chamber 102, as described below with reference to Fig.6 described in more detail.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der Reaktorvorrichtung 200 im Bereich der Abführkammer 204 gemäß einem Beispiel. Die Abführkammer 204 wird durch eine obere Zwischenwand 204A in dem Reaktorgehäuse 200A von der Brennkammer 202 getrennt, wobei auf der Zwischenwand 204A eine thermische Isolationsschicht 402 angeordnet ist. Von der Reaktorkammer 102-I ist die Abführkammer 204 durch eine untere Zwischenwand 204B in dem Reaktorgehäuse 200A getrennt. Die Abführkammer 204 kann beispielsweise eine Höhe (z.B. einen Abstand zwischen der unteren und der oberen Zwischenwand 204A, 204B) zwischen 10 cm und 50 cm, in einem Beispiel zwischen 20 cm und 30 cm aufweisen. Aus der Abführkammer 204 führt ein Abführrohr 404 aus dem Reaktorgehäuse 200A hinaus. Fig.4 shows an enlarged side view of the reactor device 200 in the region of the discharge chamber 204 according to an example. The discharge chamber 204 is separated from the combustion chamber 202 by an upper partition 204A in the reactor housing 200A, with a thermal insulation layer 402 arranged on the partition 204A. The discharge chamber 204 is separated from the reactor chamber 102-I by a lower partition 204B in the reactor housing 200A. The discharge chamber 204 can, for example, have a height (e.g. a distance between the lower and upper partitions 204A, 204B) between 10 cm and 50 cm, in one example between 20 cm and 30 cm. A discharge pipe 404 leads from the discharge chamber 204 out of the reactor housing 200A.

Die Abführkammer 204 weist in der oberen und der unteren Zwischenwand 204A, 204B Öffnungen auf, in denen die oberen Enden der Heizelemente 110 angeordnet sind. Die Einlassöffnungen 302A der Innenrohre 302 sind mit der Brennkammer 202 in Fluidverbindung, um ein erhitztes Wärmeträgermedium in die Innenrohre 302 einzuleiten, zum Beispiel so, dass ein bei Verbrennung eines Brennstoffs (zum Beispiel eines gasförmigen Brennstoffs wie Pyrolysegas) in der Brennkammer 202 entstehendes heißes Rauchgas als Wärmeträgermedium in die Innenrohre 302 eingeleitet werden kann. Zur Halterung der Innenrohre 302 ist der umlaufende Kragen 310 jeweils auf einem Gegenstück, nämlich einen umlaufenden ringförmigen Vorsprung um die entsprechende Öffnung in der Zwischenwand 204A aufgelegt. Der Kragen 310 ist wie in Fig. 3 zu sehen nach unten abgewinkelt, so dass die Innenrohre 302 in der Zwischenwand 204A eingehängt werden können. Zwischen dem Kragen 310 und dem ringförmigen Vorsprung ist eine Dichtung 406, zum Beispiel eine Stopfbuchsdichtung, angeordnet. Diese kann dazu eingerichtet sein, das Austreten des Wärmeträgermediums von der Brennkammer 202 in die Abführkammer 204 und umgekehrt zu verhindern. Vorzugsweise sind die Innenrohre 302 nicht an der Zwischenwand 204A befestigt, sondern lediglich aufgelegt bzw. eingehängt, so dass die Innenrohre 302 ohne weiteres entnommen werden können.The discharge chamber 204 has openings in the upper and lower intermediate walls 204A, 204B in which the upper ends of the heating elements 110 are arranged. The inlet openings 302A of the inner tubes 302 are in fluid communication with the combustion chamber 202 in order to introduce a heated heat transfer medium into the inner tubes 302, for example in such a way that a hot flue gas produced during combustion of a fuel (for example a gaseous fuel such as pyrolysis gas) in the combustion chamber 202 can be introduced into the inner tubes 302 as a heat transfer medium. To hold the inner tubes 302, the circumferential collar 310 is placed on a counterpart, namely a circumferential annular projection around the corresponding opening in the intermediate wall 204A. The collar 310 is as in Fig.3 angled downwards so that the inner tubes 302 can be hung in the intermediate wall 204A. A seal 406, for example a stuffing box seal, is arranged between the collar 310 and the annular projection. This can be designed to prevent the heat transfer medium from escaping from the combustion chamber 202 into the discharge chamber 204 and vice versa. Preferably, the inner tubes 302 are not attached to the intermediate wall 204A, but are simply placed or hung on it so that the inner tubes 302 can be easily removed.

Die Außenrohre 304 sind an der unteren Zwischenwand 204B befestigt, so dass der Zwischenraum 308 über die Auslassöffnung 304A mit der Abführkammer 204 in Fluidverbindung stehen. Die Außenrohre 304 können zum Beispiel mit der Zwischenwand 204B verschweißt sein. Um die Reaktorkammer 202 gegenüber der Abführkammer 204 abzudichten, ist die Schweißverbindung (z.B. Schweißnaht) 408 vorzugsweise gasdicht ausgebildet, zum Beispiel um das Austreten von bei der thermochemischen Behandlung entstehenden gasförmigen Bestandteilen aus der Reaktorkammer 202 in die Abführkammer 204 zu verhindern. Über die Abführkammer 204 und das Abführrohr 404 kann das Wärmeträgermedium nach Durchlaufen der Heizelemente 110 aus dem Reaktorgehäuse 200A geleitet werden. Das Wärmeträgermedium kann in einigen Beispielen anschließend wieder der Brennkammer 202 zugeführt werden, zum Beispiel um das Wärmeträgermedium erneut zu erhitzen und in die Heizelemente 110 einzuleiten. Alternativ oder zusätzlich kann das Wärmeträgermedium auch zum Vorwärmen eines anderen Mediums, insbesondere eines Wärmeträgermediums oder eines Brennstoffs, verwendet werden.The outer tubes 304 are attached to the lower intermediate wall 204B so that the intermediate space 308 is in fluid communication with the discharge chamber 204 via the outlet opening 304A. The outer tubes 304 can, for example, be welded to the intermediate wall 204B. In order to seal the reactor chamber 202 from the discharge chamber 204, the welded connection (e.g. weld seam) 408 is preferably designed to be gas-tight, for example to prevent gaseous components arising during the thermochemical treatment from escaping from the reactor chamber 202 into the discharge chamber 204. The heat transfer medium can be led out of the reactor housing 200A via the discharge chamber 204 and the discharge tube 404 after passing through the heating elements 110. In some examples, the heat transfer medium can then be fed back to the combustion chamber 202. supplied, for example to reheat the heat transfer medium and introduce it into the heating elements 110. Alternatively or additionally, the heat transfer medium can also be used to preheat another medium, in particular a heat transfer medium or a fuel.

Die Brennkammer 202 ist dazu eingerichtet, einen Brennstoff, insbesondere einen gasförmigen Brennstoff wie Pyrolysegas, darin zu verbrennen. Im Beispiel der Fig. 2a, 2b weist die Brennkammer 202 eine einzige Kammer (Brennraum) auf, in der der Brennstoff verbrannt wird. Diese Kammer ist zugleich mit den Innenrohren 302 in Fluidverbindung, so dass bei der Verbrennung entstehendes heißes Rauchgas als Wärmeträgermedium in die Heizelemente 110 eingeleitet werden kann. In anderen Beispielen kann ein Wärmeträgermedium verwendet werden, welches getrennt vom Brennraum geführt wird. Die Brennkammer 202 kann zum Beispiel einen Wärmetauscher aufweisen, der dazu eingerichtet ist, Wärme aus dem Brennraum auf das Wärmeträgermedium zu übertragen, ehe dieses in die Innenrohre 302 eingeleitet wird.The combustion chamber 202 is designed to burn a fuel, in particular a gaseous fuel such as pyrolysis gas. In the example of Fig. 2a , 2 B the combustion chamber 202 has a single chamber (combustion chamber) in which the fuel is burned. This chamber is also in fluid communication with the inner tubes 302, so that hot flue gas produced during combustion can be introduced into the heating elements 110 as a heat transfer medium. In other examples, a heat transfer medium can be used which is guided separately from the combustion chamber. The combustion chamber 202 can, for example, have a heat exchanger which is designed to transfer heat from the combustion chamber to the heat transfer medium before it is introduced into the inner tubes 302.

Fig. 5 zeigt den ersten/oberen Bereich 102-I der Reaktorkammer 102 der Reaktorvorrichtung 200 gemäß einem Beispiel in Draufsicht. Die Heizelemente 110 sind in der Reaktorkammer 102 in mehreren parallelen Reihen angeordnet. Die Anordnung der Heizelemente 110 ist in die Form der Reaktorkammer 102 eingepasst, so dass die Heizelemente 110 im Wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche der Reaktorkammer 102 ausfüllen. Die Heizelemente 110 sind voneinander beabstandet angeordnet, so dass zwischen den Heizelementen 110 Zwischenräume 112 verbleiben. Diese Zwischenräume 112 bilden das eigentliche Reaktionsvolumen der Reaktorkammer, um das Ausgangsmaterial aufzunehmen und die thermochemische Behandlung durchzuführen. Die Zwischenräume 112 sind so ausgebildet, dass sie die Heizelemente 110 seitlich vollständig umgeben. Wird die Reaktorkammer 102 vollständig mit zu behandelndem gefüllt, sind die Heizelemente 110 somit auf allen Seiten von zu behandelndem Material umgeben. Fig.5 shows the first/upper region 102-I of the reactor chamber 102 of the reactor device 200 according to an example in plan view. The heating elements 110 are arranged in the reactor chamber 102 in several parallel rows. The arrangement of the heating elements 110 is fitted into the shape of the reactor chamber 102 so that the heating elements 110 essentially fill the entire cross-sectional area of the reactor chamber 102. The heating elements 110 are arranged at a distance from one another so that gaps 112 remain between the heating elements 110. These gaps 112 form the actual reaction volume of the reactor chamber in order to accommodate the starting material and to carry out the thermo-chemical treatment. The gaps 112 are designed such that they completely surround the heating elements 110 on the sides. If the reactor chamber 102 is completely filled with material to be treated, the heating elements 110 are thus surrounded on all sides by material to be treated.

Die Abstände zwischen benachbarten Heizelementen 110 können beispielsweise zwischen 2 cm und 40 cm, in manchen Beispielen zwischen 5 cm und 30 cm, in einem Beispiel zwischen 10 cm und 20 cm betragen. Der Abstand zwischen benachbarten Heizelementen 110 derselben Reihe kann kleiner sein als der Abstand zwischen benachbarten Reihen. Der Abstand zwischen den äußersten Heizelementen 110 und der Innenwand (innere Seitenwand) der Reaktorkammer 102 kann zum Beispiel zwischen ebenfalls zwischen 2 cm und 40 cm, in manchen Beispielen zwischen 2 cm und 20 cm, in einem Beispiel zwischen 5 cm und 15 cm betragen. Der Abstand zwischen den äußersten Heizelementen 110 und der Innenwand (innere Seitenwand) der Reaktorkammer 102 kann kleiner als der Abstand zwischen benachbarten Heizelementen 110 sein, zum Beispiel kleiner als der Abstand zwischen benachbarten Reihen von Heizelementen 110 und/oder kleiner als der Abstand zwischen benachbarten Heizelementen 110 derselben Reihe.The distances between adjacent heating elements 110 can be, for example, between 2 cm and 40 cm, in some examples between 5 cm and 30 cm, in one example between 10 cm and 20 cm. The distance between adjacent heating elements 110 of the same row can be smaller than the distance between adjacent rows. The distance between the outermost heating elements 110 and the inner wall (inner side wall) of the reactor chamber 102 can be, for example, also between 2 cm and 40 cm, in some examples between 2 cm and 20 cm, in one example between 5 cm and 15 cm. The distance between the outermost heating elements 110 and the inner wall (inner side wall) of the reactor chamber 102 can be smaller than the distance between adjacent Heating elements 110, for example, smaller than the distance between adjacent rows of heating elements 110 and/or smaller than the distance between adjacent heating elements 110 of the same row.

Die Reaktorkammer 102 weist eine Vielzahl von Zuführöffnungen 104 auf, die beispielsweise als Flansch ausgebildet sein können. Die Vorrichtung 200 weist eine Zuführvorrichtung 220 zum Zuführen von Ausgangsmaterial durch die Zuführöffnungen 104 auf. Die Zuführvorrichtung 220 kann wie in Fig. 2b gezeigt eine oder mehrere Kammern 222 zum Aufnehmen von Ausgangsmaterial aufweisen. Die Kammern 222 sind über eine oder mehrere Schleusen 224 miteinander verbunden. Die Schleusen 224 können ein Stellglied wie zum Beispiel einen Schieber oder eine Klappe aufweisen, um die betreffende Schleuße 224 zu schließen. Die Zuführvorrichtung 220 kann ferner einen Materialkasten 226 zum Bereitstellen von Ausgangsmaterial aufweisen, der mit den Kammern 222 über eine Zuleitung wie zum Beispiel ein Rohr verbunden sein kann.The reactor chamber 102 has a plurality of feed openings 104, which can be designed as a flange, for example. The device 200 has a feed device 220 for feeding starting material through the feed openings 104. The feed device 220 can be designed as in Fig. 2b shown have one or more chambers 222 for receiving starting material. The chambers 222 are connected to one another via one or more locks 224. The locks 224 can have an actuator such as a slide or a flap to close the respective lock 224. The feed device 220 can further have a material box 226 for providing starting material, which can be connected to the chambers 222 via a supply line such as a pipe.

Die Zuführvorrichtung 220 weist eine Vielzahl von Fördervorrichtungen 228 auf, die jeweils dazu eingerichtet sind, Ausgangsmaterial von einer der Zuführöffnungen 104 in die Zwischenräume 112 zwischen den Heizelementen 110 zu transportieren. Im Beispiel der Fig. 5 sind die Fördervorrichtungen 228 als Förderschnecken 228 ausgebildet. Die Förderschnecken 228 erstrecken sich jeweils von dem Materialkasten 226 durch die jeweilige Zuführöffnung 104 in die Zwischenräume 112, zum Beispiel bis zu einer gegenüberliegenden Seitenwand der Reaktorkammer 102. Die Förderschnecken 228 können jeweils durch einen Motor 230 angetrieben werden, um Ausgangsmaterial aus dem Materialkasten 226 in den oberen Bereich 102-I der Reaktorkammer 102 zu transportieren.The feed device 220 has a plurality of conveyor devices 228, each of which is designed to transport starting material from one of the feed openings 104 into the gaps 112 between the heating elements 110. In the example of Fig.5 the conveying devices 228 are designed as conveyor screws 228. The conveyor screws 228 each extend from the material box 226 through the respective feed opening 104 into the intermediate spaces 112, for example up to an opposite side wall of the reactor chamber 102. The conveyor screws 228 can each be driven by a motor 230 in order to transport starting material from the material box 226 into the upper region 102-I of the reactor chamber 102.

In manchen Ausgestaltungen kann die Zuführvorrichtung 220 Sensoren 232 aufweisen, die dazu eingerichtet sein, die Menge an zu behandelndem Material (bzw. Material im Allgemeinen) in der Reaktorkammer 102 zu bestimmen, zum Beispiel um die Zufuhr von Ausgangsmaterial zu steuern. Im Beispiel der Fig. 5 sind die Sensoren 232 an dem von den Zuführöffnungen 104 abgewandten Ende der Förderschnecken 228 angeordnet. Die Sensoren 232 sind dazu eingerichtet zu erkennen, ob Material (zum Beispiel Ausgangsmaterial oder zu behandelndes Material) an diesen (distalen) Ende der Förderschnecken 228 ankommt. Dies kann darauf hindeuten, dass die Reaktorkammer 102 vollständig oder im Wesentlichen vollständig mit Material gefüllt ist. Die Zuführvorrichtung 220 kann dazu eingerichtet sein, Ausgangsmaterial zuzuführen, bis Material am distalen Ende der Förderschnecken 228 ankommt, zum Beispiel bis einer oder mehrere der Sensoren 232 melden, dass Material am betreffenden Sensor detektiert wird. Daraufhin kann die Zuführvorrichtung 220, zum Beispiel mittels der Schleuße(n) 224 die Zufuhr von Ausgangsmaterial unterbrechen, beispielsweise bis einer oder mehrere der Sensoren 232 melden, dass kein Material mehr am betreffenden Sensor detektiert wird. Die Sensoren 232 können beispielsweise als Drehflügelsensoren ausgebildet sein.In some embodiments, the feed device 220 may comprise sensors 232 which are designed to determine the amount of material to be treated (or material in general) in the reactor chamber 102, for example to control the supply of starting material. In the example of Fig.5 the sensors 232 are arranged at the end of the conveyor screws 228 facing away from the feed openings 104. The sensors 232 are designed to detect whether material (for example starting material or material to be treated) arrives at this (distal) end of the conveyor screws 228. This may indicate that the reactor chamber 102 is completely or essentially completely filled with material. The feed device 220 may be designed to feed starting material until material arrives at the distal end of the conveyor screws 228, for example until one or more of the sensors 232 report that material is detected at the relevant sensor. The feed device 220 may then, for example by means of the Lock(s) 224 interrupt the supply of starting material, for example until one or more of the sensors 232 report that no more material is detected at the sensor in question. The sensors 232 can be designed as rotary vane sensors, for example.

Fig. 6 zeigt den zweiten/unteren Bereich 102-II der Reaktorkammer 102 der Reaktorvorrichtung 200 gemäß einem Beispiel in Draufsicht. Im unteren Bereich 102-II der Reaktorkammer 102, zum Beispiel wie in Fig. 2a, 2b gezeigt oberhalb der Entnahmeöffnung 106 bzw. oberhalb des Bodens der Reaktorkammer 102 ist eine Führungsvorrichtung 602 angeordnet, um die unteren Enden der Heizelemente 110 seitlich zu führen. Der Übersichtlichkeit halber ist von der Führungsvorrichtung 602 in Fig. 6 lediglich ein Teil im linken Bereich der Reaktorkammer 102 gezeigt, wohingegen von den Heizelementen 110 lediglich diejenigen im mittleren und rechten Bereich der Reaktorkammer 102 gezeigt sind. Die Führungsvorrichtung 602 kann sich aber wie aus Fig. 2a, 2b ersichtlich über die gesamte Breite der Reaktorkammer 102 erstrecken. Fig.6 shows the second/lower region 102-II of the reactor chamber 102 of the reactor device 200 according to an example in plan view. In the lower region 102-II of the reactor chamber 102, for example as in Fig. 2a , 2 B As shown above the removal opening 106 or above the bottom of the reactor chamber 102, a guide device 602 is arranged to guide the lower ends of the heating elements 110 laterally. For the sake of clarity, the guide device 602 is not shown in Fig.6 only a part in the left area of the reactor chamber 102 is shown, whereas of the heating elements 110 only those in the middle and right area of the reactor chamber 102 are shown. The guide device 602 can, however, as shown in Fig. 2a , 2 B visibly extend over the entire width of the reactor chamber 102.

Die Führungsvorrichtung 602 kann eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, die jeweils dazu eingerichtet sind, das untere Ende eines Heizelements, zum Beispiel das Führungselement 312, aufzunehmen. Die Führungsvorrichtung 602 kann zum Beispiel wie in Fig. 6 dargestellt als Gitter ausgebildet sein, wobei die Umrandungen der Öffnungen beispielsweise durch Querstreben miteinander verbunden sein können. Die Öffnungen können dazu eingerichtet sein, eine seitliche Bewegung der Heizelemente 110 zu verhindern oder zu begrenzen.The guide device 602 may have a plurality of openings, each of which is adapted to receive the lower end of a heating element, for example the guide element 312. The guide device 602 may, for example, be as shown in Fig.6 shown as a grid, wherein the borders of the openings can be connected to one another, for example by cross braces. The openings can be designed to prevent or limit lateral movement of the heating elements 110.

Gleichzeitig kann die Führungsvorrichtung 602 aber dazu eingerichtet sein, eine ungehinderte thermische Ausdehnung der Heizelemente 110 in Längsrichtung (z-Richtung) zu ermöglichen. Beispielsweise können die Heizelemente 110 bzw. die Führungselemente 312 frei schwebend oder beweglich gelagert in der jeweiligen Öffnung angeordnet sein, so dass sich das Heizelement 110 bzw. das Führungselement 312 zumindest in Längsrichtung relativ zu der Öffnung frei bewegen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Führungsvorrichtung 602 als Ganze frei beweglich sein, zum Beispiel frei schwebend oder beweglich gelagert in der Reaktorkammer 102 angeordnet sein oder gehalten werden. In diesem Fall können die Heizelemente 110 bzw. das Führungselement 312 starr mit der Führungsvorrichtung 602, z.B. den Öffnungen, verbunden sein. Beispielsweise können die Führungselemente 312 an der Führungsvorrichtung 602 befestigt sein oder umgekehrt. Die Führungsvorrichtung 602 kann dazu eingerichtet sein, mit einer Seitenwand der Reaktorkammer 102 in Kontakt zu kommen (oder zu sein), um eine seitliche Bewegung der Heizelement 110 zu verhindern oder zu begrenzen.At the same time, however, the guide device 602 can be designed to allow unhindered thermal expansion of the heating elements 110 in the longitudinal direction (z-direction). For example, the heating elements 110 or the guide elements 312 can be arranged freely floating or movably mounted in the respective opening, so that the heating element 110 or the guide element 312 can move freely at least in the longitudinal direction relative to the opening. Alternatively or additionally, the guide device 602 can be freely movable as a whole, for example arranged or held freely floating or movably mounted in the reactor chamber 102. In this case, the heating elements 110 or the guide element 312 can be rigidly connected to the guide device 602, e.g. the openings. For example, the guide elements 312 can be attached to the guide device 602 or vice versa. The guide device 602 may be configured to come into contact with (or be in contact with) a side wall of the reactor chamber 102 to prevent or limit lateral movement of the heating element 110.

In manchen Ausgestaltungen kann zusätzlich zu den Heizelementen 110 ein Strukturelement 604 in der Reaktorkammer 102 angeordnet sein, zum Beispiel im Zentrum der Reaktorkammer 102. Das Strukturelement 604 kann zum Beispiel als Halterung für die Führungsvorrichtung 602 und/oder als Verdrängungselement dienen. Das Strukturelement 604 kann beispielweise als Rohr ausgestaltet sein. Das Strukturelement 604 kann an seinem unteren Ende ein Haltemittel aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, die Führungsvorrichtung 602 zu halten. Beispielsweise kann das Strukturelement 604 als Aufhängung für die Führungsvorrichtung 602. Hierzu kann das Strukturelement 604 zum Beispiel ein Haltemittel aufweisen, in das die Führungsvorrichtung 602 eingehängt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können auch die Heizelemente 110 als Halterung oder Aufhängung für die Führungsvorrichtung dienen.In some embodiments, in addition to the heating elements 110, a structural element 604 can be arranged in the reactor chamber 102, for example in the center of the reactor chamber 102. The structural element 604 can serve, for example, as a holder for the guide device 602 and/or as a displacement element. The structural element 604 can be designed, for example, as a tube. The structural element 604 can have a holding means at its lower end, which is designed to hold the guide device 602. For example, the structural element 604 can serve as a suspension for the guide device 602. For this purpose, the structural element 604 can, for example, have a holding means into which the guide device 602 can be suspended. Alternatively or additionally, the heating elements 110 can also serve as a holder or suspension for the guide device.

Fig. 7a, 7b und 7c zeigen die Entnahmevorrichtung 208 der Vorrichtung 200 gemäß einem Beispiel. In Fig. 7a ist die Entnahmevorrichtung 208 in Draufsicht gezeigt, in Fig. 7b in einer Seitenansicht und in Fig. 7c in einer perspektivischen Ansicht. Die Entnahmevorrichtung 208 ist wie in Fig. 2a, 2b gezeigt in oder benachbart zu der Entnahmeöffnung 106 angeordnet. Die Entnahmevorrichtung 208 ist dazu eingerichtet, feste Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials vom Boden der Reaktorkammer 102 zu entnehmen und der Separationsvorrichtung 206 zuzuführen. Fig. 7a, 7b and 7c show the removal device 208 of the device 200 according to an example. In Fig. 7a the removal device 208 is shown in plan view, in Fig. 7b in a side view and in Fig. 7c in a perspective view. The removal device 208 is as in Fig. 2a , 2 B shown arranged in or adjacent to the removal opening 106. The removal device 208 is designed to remove solid components of the thermochemically treated material from the bottom of the reactor chamber 102 and feed them to the separation device 206.

Die Entnahmevorrichtung 208 kann wie in Fig. 7a, 7b gezeigt beispielsweise als drehbar gelagertes Rad oder Scheibe ausgebildet sein (oder ein solches/eine solche umfassen), welches/welche durch den Motor 210 antrieben bzw. gedreht werden kann. Das Rad bzw. die Scheibe kann eine Vielzahl von Öffnungen 208A aufweisen, durch die sowohl feste als auch gasförmige Bestandteile aus der Reaktorkammer 102 in die Separationskammer 206A fallen bzw. entweichen können. Das Rad bzw. die Scheibe können als Abräumvorrichtung ausgebildet sein und dazu eingerichtet sein, thermochemisch behandeltes Material derart abzutragen und/oder abzuräumen (z.B. zu entfernen und/oder wegzubewegen), dass weiteres thermochemisch behandeltes Material in die und/oder durch die Entnahmeöffnung 106 nachkommen (z.B. nachsacken oder nachfließen) kann. Im Beispiel der Fig. 7a-7c weist die Entnahmevorrichtung 208 (z.B. das Rad bzw. die Scheibe) eine Vielzahl von Blättern oder Schaufeln 208B auf, die in Umfangsrichtung miteinander überlappen und in axialer Richtung durch Öffnungen 208A in Form von Spalten voneinander beabstandet sind. Die Blätter 208B können dazu eingerichtet sein, in der Reaktorkammer 102 befindliches festes Material abzutragen (zum Beispiel abzutrennen oder abzuschneiden), wenn die Entnahmevorrichtung 208 gedreht wird. Hierzu können die Blätter 208B an ihren oberen, zu den Spalten 208B benachbarten Enden eine scharfe Kante oder Klinge aufweisen. Das abgetrennte oder abgeschnittene Material kann anschließend durch die Spalte 208B in die Separationskammer 206A fallen oder befördert werden. Dadurch kann in der Reaktorkammer 102 verbleibendes Material nach unten nachrutschen und sich so von erstem Bereich 102-I in den zweiten Bereich 102-II bewegen. Die Form der Blätter 208B, insbesondere die Ausdehnung und/oder die Steigung bzw. der Neigungswinkel der Blätter 208B in Umfangsrichtung, kann so angepasst sein, dass die Entnahmerate der festen Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials über die Entnahmeöffnung 106 im Wesentlichen gleich ist (zum Beispiel um weniger als ±20%, in einem Beispiel um weniger als ±10% variiert). Somit kann zum Beispiel eine im Wesentlichen gleiche Fließgeschwindigkeit des zu behandelnden Materials in den Zwischenräumen 112 zwischen den Heizelementen 110 erreicht werden. Beispielsweise kann die Ausdehnung und/oder die Steigung bzw. der Neigungswinkel der Blätter 208B in Umfangsrichtung als Funktion des Radius variieren, d.h. sich in radialer Richtung von innen nach außen verändern.The removal device 208 can be as in Fig. 7a, 7b shown, for example, be designed as a rotatably mounted wheel or disk (or comprise such a disk), which can be driven or rotated by the motor 210. The wheel or disk can have a plurality of openings 208A through which both solid and gaseous components can fall or escape from the reactor chamber 102 into the separation chamber 206A. The wheel or disk can be designed as a clearing device and be set up to remove and/or clear away thermochemically treated material (e.g. to remove and/or move it away) in such a way that further thermochemically treated material can follow into and/or through the removal opening 106 (e.g. to sink or flow in). In the example of Fig. 7a-7c the removal device 208 (e.g. the wheel or the disk) has a plurality of blades or vanes 208B which overlap one another in the circumferential direction and are spaced apart from one another in the axial direction by openings 208A in the form of gaps. The blades 208B can be designed to remove (for example, separate or cut off) solid material located in the reactor chamber 102 when the removal device 208 is rotated. For this purpose, the blades 208B can have a sharp edge or blade at their upper ends adjacent to the gaps 208B. The separated or cut off material can then fall or be transported through the gap 208B into the separation chamber 206A. As a result, material remaining in the reactor chamber 102 can slide downwards and thus move from the first region 102-I into the second region 102-II. The shape of the blades 208B, in particular the extent and/or the slope or the angle of inclination of the blades 208B in the circumferential direction, can be adapted such that the removal rate of the solid components of the thermochemically treated material via the removal opening 106 is essentially the same (for example, varies by less than ±20%, in one example by less than ±10%). Thus, for example, an essentially equal flow rate of the material to be treated can be achieved in the gaps 112 between the heating elements 110. For example, the extent and/or the pitch or inclination angle of the blades 208B may vary in the circumferential direction as a function of the radius, ie, change in the radial direction from the inside to the outside.

Die Vorrichtung 200 kann dazu eingerichtet sein, mittels der Entnahmevorrichtung 208 kontinuierlich Material aus der Reaktorkammer zu entnehmen, zum Beispiel indem das Rad/die Scheibe kontinuierlich gedreht wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung 200 auch dazu eingerichtet sein, Material schritt- bzw. stückweise aus der Reaktorkammer zu entnehmen, beispielsweise indem das Rad/die Scheibe in bestimmten, z.B. regelmäßigen Abständen, gedreht wird, zum Beispiel jeweils um einen bestimmten Drehwinkel.The device 200 can be set up to continuously remove material from the reactor chamber by means of the removal device 208, for example by continuously rotating the wheel/disk. Alternatively or additionally, the device 200 can also be set up to remove material step by step or piece by piece from the reactor chamber, for example by rotating the wheel/disk at certain, e.g. regular, intervals, for example by a certain angle of rotation in each case.

Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 800 zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts gemäß einem Beispiel. Das Verfahren 800 kann mit einer Reaktorvorrichtung nach einem der hierin beschriebenen Beispiele ausführt werden, zum Beispiel der Vorrichtung 100 aus Fig. 1a, 1b oder der Vorrichtung 200 aus Fig. 2a, 2b. Letztere wird im Folgenden zur beispielhaften Illustration des Verfahrens 800 herangezogen. Die Ausführung des Verfahrens 800 ist nicht auf die durch das Flussdiagramm in Fig. 8 angedeutete Abfolge beschränkt. Soweit technisch möglich können die Schritte des Verfahrens 800 in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden und insbesondere auch zumindest teilweise gleichzeitig. Beispielsweise können die Schritte 802, 804 und 806 zumindest teilweise gleichzeitig ausgeführt werden. Fig.8 shows a flow chart of a method 800 for producing a pyrolysis product according to an example. The method 800 can be carried out with a reactor device according to any of the examples described herein, for example the device 100 of Fig. 1a, 1b or the device 200 from Fig. 2a , 2 B . The latter is used below to illustrate the method 800 by way of example. The execution of the method 800 is not limited to the flow chart in Fig.8 As far as technically possible, the steps of the method 800 can be carried out in any order and in particular at least partially simultaneously. For example, steps 802, 804 and 806 can be carried out at least partially simultaneously.

Das Verfahren 800 kann dazu verwendet werden, aus einem kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterial ein Pyrolyseprodukt, insbesondere ein veredeltes oder reformierte Pyrolyseprodukt (z.B. ein Pyrolyseprodukt mit einer erhöhten Qualität und/oder einem erhöhten Brennwert) herzustellen. Das Pyrolyseprodukt kann beispielsweise ein Pyrolyseöl, insbesondere ein veredeltes oder reformiertes Pyrolyseöl sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Pyrolyseprodukt auch andere Bestandteile wie zum Beispiel Pyrolysekoks und/oder Pyrolysegas umfassen oder diese können als Nebenprodukte des Verfahrens 800 entstehen.The method 800 can be used to produce a pyrolysis product, in particular a refined or reformed pyrolysis product (eg a pyrolysis product with an increased quality and/or an increased calorific value) from a carbonaceous starting material. The pyrolysis product can be, for example, a pyrolysis oil, in particular a refined or reformed pyrolysis oil. Alternatively or additionally, the pyrolysis product can also comprise other components such as pyrolysis coke and/or pyrolysis gas, or these can be produced as byproducts of the method 800.

In Schritt 802 wird das kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial durch die Zuführöffnungen 104 in den ersten/oberen Bereich 102-I der Reaktorkammer 102 zugeführt, beispielsweise mittels der Zuführvorrichtung 220. Das kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial kann insbesondere in biogenes Material sein (d.h. zumindest teilweise biologischen Ursprungs sein), zum Beispiel Klärschlamm und/oder Biomasse. Das Ausgangsmaterial kann in stückiger Form zugeführt werden, zum Beispiel als Granulat und/oder Pellets. Die Stückgröße des Granulats bzw. der Pellets kann beispielsweise zwischen 3 mm und 10 mm betragen. Das Ausgangsmaterial kann beim Zuführen in die Reaktorkammer 102 eine Temperatur von weniger als 100°C, beispielsweise Raumtemperatur haben. Das Ausgangsmaterial kann in dem Materialkasten 226 bereitgestellt werden, zum Beispiel aus der/den Kammer(n) 222, und kann mittels der Förderschnecken 228 durch die Zuführöffnungen 104 in den oberen Bereich 102-I transportiert werden.In step 802, the carbonaceous starting material is fed through the feed openings 104 into the first/upper region 102-I of the reactor chamber 102, for example by means of the feed device 220. The carbonaceous starting material can in particular be biogenic material (i.e. at least partially of biological origin), for example sewage sludge and/or biomass. The starting material can be fed in piece form, for example as granules and/or pellets. The piece size of the granules or pellets can be, for example, between 3 mm and 10 mm. The starting material can have a temperature of less than 100°C, for example room temperature, when fed into the reactor chamber 102. The starting material can be provided in the material box 226, for example from the chamber(s) 222, and can be transported by means of the conveyor screws 228 through the feed openings 104 into the upper region 102-I.

In Schritt 804 wird das Ausgangsmaterial in der Reaktorkammer 102 thermochemisch behandelt, um das Pyrolyseprodukt herzustellen. Hierzu wird das Ausgangsmaterial mittels der Heizelemente 110 auf eine für die Durchführung der thermochemischen Behandlung geeignete Temperatur erhitzt. Im Beispiel der Vorrichtung 200 kann hierzu in der Brennkammer 202 ein Brennstoff verbrannt werden und das dabei entstehende Rauchgas durch die Einlassöffnungen 302 in die Heizelemente 110 eingeleitet werden, um diese zu erhitzen. Der Brennstoff kann zum Beispiel ein gasförmiger Brennstoff wie beispielsweise Erdgas sein. Vorzugsweise umfasst der Brennstoff ein zum Beispiel mittels des Verfahrens 800 hergestelltes Pyrolyseprodukt (z.B. Pyrolysegas). In einem Beispiel kann der Brennstoff vollständig aus einem oder mehreren mittels des Verfahrens 800 hergestellten Pyrolyseprodukten, insbesondere Pyrolysegas, bestehen. Somit kann das Verfahren 800 vollständig oder im Wesentlichen selbsterhaltend betrieben werden. Der Brennstoff kann beispielsweise mittels der Separationsvorrichtung 206 gewonnen und von dieser der Brennkammer 202 zugeführt werden.In step 804, the starting material is thermochemically treated in the reactor chamber 102 to produce the pyrolysis product. For this purpose, the starting material is heated by means of the heating elements 110 to a temperature suitable for carrying out the thermochemical treatment. In the example of the device 200, a fuel can be burned in the combustion chamber 202 and the resulting flue gas can be introduced through the inlet openings 302 into the heating elements 110 to heat them. The fuel can be, for example, a gaseous fuel such as natural gas. Preferably, the fuel comprises a pyrolysis product (e.g. pyrolysis gas) produced, for example, by means of the method 800. In one example, the fuel can consist entirely of one or more pyrolysis products produced by means of the method 800, in particular pyrolysis gas. The method 800 can thus be operated completely or essentially self-sustaining. The fuel can, for example, be obtained by means of the separation device 206 and fed from there to the combustion chamber 202.

Während der thermochemischen Behandlung bewegt sich das Ausgangsmaterial von dem ersten Bereich 102-I der Reaktorkammer 102 in den zweiten Bereich 102-II. Im Beispiel der Vorrichtung 200 kann hierzu mittels der Entnahmevorrichtung 208 bereits thermochemisch behandeltes Material am Boden der Reaktorkammer 102 entnommen werden, zum Beispiel als Teil des unten beschriebenen Schritts 806. Das darüber befindliche Ausgangsmaterial kann aufgrund der Gravitation in der Reaktorkammer 102 nach unten sacken oder rutschen und sich so während der thermochemischen Behandlung sukzessive von oben nach unten durch die Reaktorkammer 102 bewegen. Die Entnahmerate (z.B. die Entnahmemenge und/oder Entnahmehäufigkeit) kann so gewählt werden, dass die Verweildauer des Materials in der Reaktorkammer 102 für die durchzuführende Behandlung geeignet ist. Die Verweildauer kann zum Beispiel zwischen 1 Stunde und 5 Stunden, in einem Beispiel zwischen 2 Stunden und 3 Stunden betragen. Die Materialdurchsatz durch die Reaktorvorrichtung 200 (zum Beispiel die Zuführrate von Ausgangsmaterial und/oder die Entnahmerate von thermochemisch behandeltem Material) kann zum Beispiel zwischen 100 kg/Stunde und 50 t/Stunde, in einem Beispiel zwischen 1 t/Stunde und 10 t/Stunde betragen.During the thermochemical treatment, the starting material moves from the first area 102-I of the reactor chamber 102 into the second area 102-II. In the example of the device 200, material that has already been thermochemically treated can be removed from the bottom of the reactor chamber 102 by means of the removal device 208, for example as part of the step 806 described below. The starting material located above can sink or slide downwards in the reactor chamber 102 due to gravity and thus move successively from top to bottom through the reactor chamber 102 during the thermochemical treatment. The removal rate (e.g. the removal amount and/or removal frequency) can be selected so that the residence time of the material in the reactor chamber 102 is suitable for the treatment to be carried out. The Residence time may be, for example, between 1 hour and 5 hours, in one example between 2 hours and 3 hours. The material throughput through the reactor device 200 (for example, the feed rate of starting material and/or the removal rate of thermochemically treated material) may be, for example, between 100 kg/hour and 50 t/hour, in one example between 1 t/hour and 10 t/hour.

Die Temperatur der Heizelemente 110 und/oder der Temperaturverlauf entlang der Heizelemente 110 können so gewählt werden, dass das Material eine für die durchzuführende thermochemischen Behandlung geeignete Temperaturkurve durchläuft, während es sich von oben nach unten durch die Reaktorkammer 102 bewegt. Dies kann zum einen durch eine geeignete Ausgestaltung und/oder Anordnung der Heizelemente 110 erreichen werden, beispielsweise durch eine geeignete Wahl der Abmessungen der Heizelemente 110 (z.B. ihrer Länge und/oder ihres Durchmessers), des Abstands zwischen den Heizelementen 110 und/oder zwischen den Heizelementen und der Seitenwand der Reaktorkammer 102 und/oder durch das Vorsehen von Strömungsführungsmitteln in den Heizelementen 110. Alternativ oder zusätzlich kann dies erreicht werden, indem eine Temperatur und/oder eine Durchflussrate des Wärmeträgermediums (z.B. des Rauchgases aus der Brennkammer 202) geeignet gewählt wird. Die Rauchgastemperatur kann beispielsweise durch die der Brennkammer 202 zugeführte Luftmenge und/oder Brennstoffmenge beeinflusst werden. Die Temperatur des in die Heizelemente 110 eingeleiteten Wärmeträgermediums (z.B. an der Einlassöffnung 302A) kann zum Beispiel zwischen 500°C und 1200°C, in manchen Beispielen zwischen 650°C und 1000°C, in manchen Beispielen zwischen 750°C und 900°C, in einem Beispiel zwischen 830°C und 870°C betragen. Die Durchflussgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums durch die Heizelemente 110, z.B. im Innenrohr 302 und/oder im Außenrohr 304, kann zum Beispiel zwischen 2 m/s und 20 m/s, in einem Beispiel zwischen 5 m/s und 15 m/s betragen. Die Temperatur des aus den Heizelemente 110 austretenden Wärmeträgermediums (z.B. an der Austrittsöffnung 304A) kann zum Beispiel zwischen 250°C und 650°C, in manchen Beispielen zwischen 350°C und 600°C, in manchen Beispielen zwischen 400°C und 550°C, in einem Beispiel zwischen 430°C und 470°C betragen.The temperature of the heating elements 110 and/or the temperature profile along the heating elements 110 can be selected such that the material passes through a temperature curve suitable for the thermochemical treatment to be carried out as it moves from top to bottom through the reactor chamber 102. This can be achieved on the one hand by a suitable design and/or arrangement of the heating elements 110, for example by a suitable choice of the dimensions of the heating elements 110 (e.g. their length and/or their diameter), the distance between the heating elements 110 and/or between the heating elements and the side wall of the reactor chamber 102 and/or by providing flow guide means in the heating elements 110. Alternatively or additionally, this can be achieved by suitably selecting a temperature and/or a flow rate of the heat transfer medium (e.g. the flue gas from the combustion chamber 202). The flue gas temperature can be influenced, for example, by the amount of air and/or fuel supplied to the combustion chamber 202. The temperature of the heat transfer medium introduced into the heating elements 110 (e.g. at the inlet opening 302A) can be, for example, between 500°C and 1200°C, in some examples between 650°C and 1000°C, in some examples between 750°C and 900°C, in one example between 830°C and 870°C. The flow rate of the heat transfer medium through the heating elements 110, e.g. in the inner tube 302 and/or in the outer tube 304, can be, for example, between 2 m/s and 20 m/s, in one example between 5 m/s and 15 m/s. The temperature of the heat transfer medium exiting the heating elements 110 (e.g. at the outlet opening 304A) can be, for example, between 250°C and 650°C, in some examples between 350°C and 600°C, in some examples between 400°C and 550°C, in one example between 430°C and 470°C.

Das Ausgangsmaterial kann noch nicht (oder auch noch nicht vollständig) pyrolysiertes Material sein, zum Beispiel im Wesentlichen unbehandelter Klärschlamm und/oder Biomasse. Das thermochemische Behandeln in Schritt 804 kann zunächst ein Pyrolysieren des Ausgangsmaterials in Schritt 804A und anschließend ein Nachbehandeln des pyrolysierten Materials in Schritt 804B umfassen. Beide Schritte (d.h. das Pyrolysieren und das Nachbehandeln) erfolgen während das Material sich durch die Reaktorkammer 102 nach unten bewegt. Das Pyrolysieren und das Nachbehandeln können im Wesentlichen kontinuierlich (d.h. ohne eindeutige Trennung) ineinander übergehen bzw. zu einem durchgängigen Umwandlungsprozess verschmelzen. Die thermochemische Behandlung kann unter vollständigen Ausschluss oder im Wesentlichen unter Ausschluss von Sauerstoff erfolgen.The starting material may be material that has not yet been (or not yet fully) pyrolyzed, for example substantially untreated sewage sludge and/or biomass. The thermochemical treatment in step 804 may first comprise pyrolyzing the starting material in step 804A and then post-treating the pyrolyzed material in step 804B. Both steps (ie, pyrolyzing and post-treating) occur while the material moves downward through the reactor chamber 102. The pyrolyzing and post-treating may be carried out substantially continuously (ie, without clear separation) or merge into one another in a continuous conversion process. The thermochemical treatment can be carried out with complete exclusion or essentially with exclusion of oxygen.

Um das Ausgangsmaterial zu pyrolysieren, wird das Ausgangsmaterial zunächst im ersten/oberen Bereich 102-I mittels der Heizelemente 110 auf eine Pyrolysetemperatur erhitzt, d.h. auf eine (erste) Temperatur, die für eine teilweise oder vollständige pyrolytische Zersetzung des Ausgangsmaterial geeignet ist. Abhängig vom verwendeten Ausgangsmaterial kann die Pyrolysetemperatur zum Beispiel zwischen 350°C und 550°C, in einem Beispiel zwischen 400°C und 500°C betragen. Um das Ausgangsmaterial auf die Pyrolysetemperatur zu erhitzen, können die Heizelemente 110 im oberen Bereich 102-I auf eine (erste) Heizelement-Temperatur erhitzt werden, die größer oder gleich der Pyrolysetemperatur ist. Die erste Heizelement-Temperatur kann zum Beispiel zwischen 400°C und 600°C, in einem Beispiel zwischen 450°C und 550°C betragen. Die erste Heizelement-Temperatur kann beispielsweise die Temperatur der Außenwand des Außenrohres 304 im ersten Bereich 102-I sein.In order to pyrolyze the starting material, the starting material is first heated in the first/upper region 102-I by means of the heating elements 110 to a pyrolysis temperature, i.e. to a (first) temperature that is suitable for partial or complete pyrolytic decomposition of the starting material. Depending on the starting material used, the pyrolysis temperature can be, for example, between 350°C and 550°C, in one example between 400°C and 500°C. In order to heat the starting material to the pyrolysis temperature, the heating elements 110 in the upper region 102-I can be heated to a (first) heating element temperature that is greater than or equal to the pyrolysis temperature. The first heating element temperature can be, for example, between 400°C and 600°C, in one example between 450°C and 550°C. The first heating element temperature may, for example, be the temperature of the outer wall of the outer tube 304 in the first region 102-I.

Für die Nachbehandlung des (teilweise oder vollständig) pyrolysierten Materials in Schritt 804B wird das Material im zweiten Bereich 102-II der Reaktorkammer 102 mittels der Heizelemente 110 auf eine Nachbehandlungstemperatur erhitzt, welche im Allgemeinen höher als die Pyrolysetemperatur ist. Die Nachbehandlung kann beispielsweise dazu dienen, dass pyrolysierte Material, insbesondere ein oder mehrere darin enthaltene Pyrolyseprodukte, zu veredeln oder zu reformieren, zum Beispiel um deren chemische Zusammensetzung (z.B. Kettenlänge und/oder Anteile von chemischen Elementen wie Kohlenstoff, Sauerstoff und/oder Wasserstoff), Qualität und/oder Brennwert zu verändern. Abhängig vom verwendeten Ausgangsmaterial kann die Nachbehandlungstemperatur zum Beispiel zwischen 500°C und 750°C, in einem Beispiel zwischen 550°C und 700°C betragen. Um das Material auf die Nachbehandlungstemperatur zu erhitzen, werden die Heizelemente 110 im unteren Bereich 102-II auf eine (zweite) Heizelement-Temperatur erhitzt, die größer oder gleich der Nachbehandlungstemperatur ist. Die zweite Heizelement-Temperatur kann zum Beispiel zwischen 550°C und 800°C, in einem Beispiel zwischen 600°C und 750°C betragen. Die zweite Heizelement-Temperatur kann beispielsweise die Temperatur der Außenwand des Außenrohres 304 im zweiten Bereich 102-II sein. In manchen Ausgestaltungen kann die Nachbehandlung eine thermokatalytische Nachbehandlung sein, wobei das zumindest teilweise pyrolysierte Material in der Reaktorkammer 102, insbesondere ein fester Bestandteil des zumindest teilweise pyrolysierten Materials, als Katalysator dienen kann.For the post-treatment of the (partially or fully) pyrolyzed material in step 804B, the material in the second region 102-II of the reactor chamber 102 is heated by means of the heating elements 110 to a post-treatment temperature, which is generally higher than the pyrolysis temperature. The post-treatment can serve, for example, to refine or reform the pyrolyzed material, in particular one or more pyrolysis products contained therein, for example to change their chemical composition (e.g. chain length and/or proportions of chemical elements such as carbon, oxygen and/or hydrogen), quality and/or calorific value. Depending on the starting material used, the post-treatment temperature can be, for example, between 500°C and 750°C, in one example between 550°C and 700°C. In order to heat the material to the post-treatment temperature, the heating elements 110 in the lower region 102-II are heated to a (second) heating element temperature that is greater than or equal to the post-treatment temperature. The second heating element temperature can be, for example, between 550°C and 800°C, in one example between 600°C and 750°C. The second heating element temperature can be, for example, the temperature of the outer wall of the outer tube 304 in the second region 102-II. In some embodiments, the post-treatment can be a thermocatalytic post-treatment, wherein the at least partially pyrolyzed material in the reactor chamber 102, in particular a solid component of the at least partially pyrolyzed material, can serve as a catalyst.

In machen Ausgestaltungen kann das thermochemische Behandeln in Schritt 804 das Pyrolysieren in Schritt 804A oder das Nachbehandeln in Schritt 804B nicht umfassen. Beispielsweise kann das Ausgangsmaterial bereits vor dem Zuführen in die Reaktorkammer 102 ganz oder teilweise pyrolysiert worden sein und das thermochemische Behandeln in Schritt 804 lediglich die Nachbehandlung in Schritt 804B umfassen. Hierzu kann beispielsweise die Temperatur der Heizelemente 110 und/oder die Verweildauer des Materials entsprechend angepasst werden. In manchen Beispielen können alternativ oder zusätzlich auch die Heizelemente 110 entsprechend ausgestaltet sein, beispielsweise eine kürzere Länge aufweisen.In some embodiments, the thermochemical treatment in step 804 may not include the pyrolysis in step 804A or the post-treatment in step 804B. For example, the starting material may have been completely or partially pyrolyzed before being fed into the reactor chamber 102 and the thermochemical treatment in step 804 may only include the post-treatment in step 804B. For this purpose, for example, the temperature of the heating elements 110 and/or the residence time of the material can be adjusted accordingly. In some examples, alternatively or additionally, the heating elements 110 can also be designed accordingly, for example, have a shorter length.

Das Verfahren 800 kann ferner das Entnehmen von thermochemisch behandeltem Material (z.B. des nachbehandelten Materials) aus der Reaktorkammer 102 in Schritt 806 umfassen, beispielsweise mittels der Entnahmevorrichtung 208. Durch kontinuierliches oder schrittweises bzw. wiederholtes Entnehmen des thermochemisch behandelten Materials kann das in der Reaktorkammer 102 befindliche Material sukzessive von den Zuführöffnungen 104 entlang der Heizelemente 110 durch die Reaktorkammer 102 zu der Entnahmeöffnung 106 bewegt werden. Wie oben erwähnt können zumindest die Schritte 804 und 806 zumindest teilweise gleichzeitig ausgeführt werden. Beispielsweise kann während der thermochemischen Behandlung in Schritt 804 kontinuierlich oder immer wieder thermochemisch behandeltes Material aus der Reaktorkammer 102 entnommen werden, um das zu behandelnde Material während der thermochemischen Behandlung zu bewegen. Zudem kann gleichzeitig in Schritt 802 neues Ausgangsmaterial der Reaktorkammer 102 zugeführt werden, zum Beispiel ebenfalls kontinuierlich oder schrittweise.The method 800 may further comprise removing thermochemically treated material (e.g. the post-treated material) from the reactor chamber 102 in step 806, for example by means of the removal device 208. By continuously or stepwise or repeatedly removing the thermochemically treated material, the material in the reactor chamber 102 can be moved successively from the feed openings 104 along the heating elements 110 through the reactor chamber 102 to the removal opening 106. As mentioned above, at least steps 804 and 806 can be carried out at least partially simultaneously. For example, during the thermochemical treatment in step 804, thermochemically treated material can be continuously or repeatedly removed from the reactor chamber 102 in order to move the material to be treated during the thermochemical treatment. In addition, new starting material can be fed to the reactor chamber 102 at the same time in step 802, for example also continuously or stepwise.

Schritt 806 kann außerdem das Separieren von Bestandteilen des thermochemisch behandelten Materials umfassen, beispielsweise mittels der Separationsvorrichtung 206. Das Material kann zum Beispiel in feste und gasförmige Bestandteile getrennt werden, in manchen Beispielen in feste, kondensierbare/flüssige und nicht-kondensierbare/gasartige Bestandteile. Einer oder mehrere dieser Bestandteile kann/können das herzustellende Pyrolyseprodukt sein. Dieses kann in manchen Ausgestaltungen weiteren Nachbehandlungsprozesses, zum Beispiel Rafinationsprozessen unterzogen werden. Schritt 806 kann ferner das Separieren oder Gewinnen von Brennstoff für die Brennkammer 202 aus dem thermochemisch behandelten Material umfassen. Beispielsweise kann ein nicht-kondensierbares Pyrolysegas mittels der Separationsvorrichtung 206 von anderen Bestandteilen des thermochemisch behandelten Materials getrennt werden und in die Brennkammer 202 eingeleitet werden.Step 806 may also include separating components of the thermochemically treated material, for example by means of the separation device 206. The material may, for example, be separated into solid and gaseous components, in some examples into solid, condensable/liquid and non-condensable/gaseous components. One or more of these components may be the pyrolysis product to be produced. In some embodiments, this may be subjected to further post-treatment processes, for example refining processes. Step 806 may further include separating or obtaining fuel for the combustion chamber 202 from the thermochemically treated material. For example, a non-condensable pyrolysis gas may be separated from other components of the thermochemically treated material by means of the separation device 206 and introduced into the combustion chamber 202.

Fig. 9a und 9b zeigen eine Entnahmevorrichtung 208 der Reaktorvorrichtung 200 aus Fig. 2a, 2b gemäß einem weiteren Beispiel. Ähnlich der Entnahmevorrichtung aus Fig. 7a-7c ist die Entnahmevorrichtung 208 in oder benachbart zu der Entnahmeöffnung 106 angeordnet und dazu eingerichtet, thermochemisch behandeltes Material 108B (insbesondere feste Bestandteile davon) durch die Entnahmeöffnung 106 aus der Reaktorkammer 102 zu entnehmen und der Separationsvorrichtung 206 zuzuführen. Fig. 9a and 9b show a removal device 208 of the reactor device 200 from Fig. 2a , 2 B according to another example. Similar to the removal device from Fig. 7a-7c the removal device 208 is arranged in or adjacent to the removal opening 106 and is configured to remove thermochemically treated material 108B (in particular solid components thereof) through the removal opening 106 from the reactor chamber 102 and to supply it to the separation device 206.

Die Entnahmevorrichtung 208 umfasst eine Auflage 902 für das thermochemisch behandelte Material 108B, die in oder unterhalb der Entnahmeöffnung 106 angeordnet ist. Die Auflage 902 weist eine oder mehrere Öffnungen 904 auf, durch die feste Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials in die Separationsvorrichtung 206 gelangen (z.B. fallen) können. Im Beispiel der Fig. 9a, 9b ist die Auflage 902 als eine Vielzahl von Querverbindungen oder Querstreben ausgebildet, die sich jeweils in horizontaler Richtung (z.B. entlang der y-Richtung in Fig. 9b) durch das Reaktorgehäuse (z.B. durch die Entnahmeöffnung 106 oder die Separationskammer 206A) hindurch erstrecken. Die Querstreben sind durch spaltförmige Öffnungen 904 voneinander getrennt. Die Auflage 902 (z.B. die Querstreben) kann ein Füllmaterial aufweisen, welches beispielsweise dazu dienen kann, ein Verziehen der Auflage 902 bei Erwärmung zu vermeiden oder zu verringern und/oder ein Aufwärmen der Auflage 902 zu verlangsamen. In einem Beispiel ist die Auflage 902 (z.B. die Querstreben) im Inneren mit Beton, insbesondere Dämm- oder Isolierbeton, ausgegossen.The removal device 208 comprises a support 902 for the thermochemically treated material 108B, which is arranged in or below the removal opening 106. The support 902 has one or more openings 904 through which solid components of the thermochemically treated material can enter (eg fall) the separation device 206. In the example of the Fig. 9a, 9b the support 902 is designed as a plurality of cross-connections or cross-braces, each of which extends in the horizontal direction (eg along the y-direction in Fig. 9b ) extend through the reactor housing (eg through the removal opening 106 or the separation chamber 206A). The cross struts are separated from one another by gap-shaped openings 904. The support 902 (eg the cross struts) can have a filling material which can serve, for example, to prevent or reduce warping of the support 902 when heated and/or to slow down heating of the support 902. In one example, the support 902 (eg the cross struts) is poured inside with concrete, in particular insulating or insulating concrete.

Oberhalb der Auflage 902 kann eine Materialführungsvorrichtung 906 angeordnet sein, die dazu eingerichtet ist, feste Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials 108B auf die Auflage 902 zu führen oder zu lenken. Hierzu kann die Materialführungsvorrichtung 906 beispielweise eine oder mehrere geneigte Flächen aufweisen. Im Beispiel der Fig. 9a begrenzt oder bildet die Materialführungsvorrichtung eine Vielzahl sich nach unten hin verjüngender Öffnungen (die z.B. wie in Fig. 9a gezeigt in der x-z-Ebene einen dreieckigen oder trichterförmigen Querschnitt haben können). Die Öffnungen sind jeweils oberhalb einer der Querstreben der Auflage 902 angeordnet. Feste Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials 108B können in diesen Öffnungen wie in Fig. 9a gezeigt eine auf den Querstreben aufliegende Schüttung bilden, wobei in Fig. 9a der einfacheren Darstellung wegen das thermochemisch behandelte Material 108B nur in einer der Öffnungen gezeigt ist.A material guide device 906 can be arranged above the support 902, which is designed to guide or direct solid components of the thermochemically treated material 108B onto the support 902. For this purpose, the material guide device 906 can, for example, have one or more inclined surfaces. In the example of the Fig. 9a The material guide device limits or forms a plurality of downwardly tapering openings (which, for example, as in Fig. 9a shown in the xz plane can have a triangular or funnel-shaped cross-section). The openings are each arranged above one of the crossbars of the support 902. Solid components of the thermochemically treated material 108B can be in these openings as in Fig. 9a shown form a fill resting on the cross braces, whereby in Fig. 9a For the sake of simplicity, the thermochemically treated material 108B is shown in only one of the openings.

Die Entnahmevorrichtung 208 weist ferner eine Abräumvorrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, auf der Auflage 902 aufliegendes thermochemisch behandeltes Material abzutragen und/oder abzuräumen. Die Abräumvorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, auf der Auflage 902 aufliegendes Material (z.B. Material im Zwischenraum zwischen der Auflage 902 und der Materialführungsvorrichtung 906) in die Öffnungen 904 zu bewegen (z.B. zu schieben), zum Beispiel so dass das Material in die Separationsvorrichtung 206 fällt.The removal device 208 further comprises a clearing device which is designed to remove and/or clear away thermochemically treated material lying on the support 902. The clearing device can be designed, for example, to move (eg push) material lying on the support 902 (eg material in the space between the support 902 and the material guide device 906) into the openings 904, for example so that the material falls into the separation device 206.

Im Beispiel der Fig. 9a, 9b weist die Abräumvorrichtung eine Vielzahl von Abräumschiebern 908 auf, die jeweils oberhalb (z.B. auf) einer der Querstreben angeordnet sind und entlang der x-Richtung beweglich sind. Die Abräumvorrichtung weist ferner einen Antrieb 910 auf, der dazu eingerichtet ist, die Abräumschieber 908 entlang der x-Richtung hin und her zu bewegen (in Fig. 9a, 9b durch die horizontalen Pfeile angedeutet), um auf der entsprechenden Querstrebe aufliegendes Material in die Öffnungen 904 zu schieben. Der Antrieb 910 kann hierzu beispielsweise eine Antriebswelle und einen mit der Antriebswelle gekoppelten Exzenter aufweisen, wobei der Exzenter dazu eingerichtet sein kann, die Drehbewegung der Antriebswelle in eine Längsbewegung der Abräumschieber 908 umzusetzen. In manchen Ausgestaltungen können alle Abräumschieber 908 mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden, zum Beispiel starr miteinander gekoppelt sein. Die Verwendung linear beweglicher Abräumschieber wie in Fig. 9a, 9b kann vorteilhaft sein, um eine möglichst gleichmäßige Entnahme fester Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials durch die Entnahmeöffnung 106 zu erreichen. Die Entnahmerate kann durch Änderung der Geschwindigkeit bzw. der Frequenz der Bewegung der Abräumschieber 908 angepasst werden.In the example of Fig. 9a, 9b the clearing device has a plurality of clearing slides 908, each of which is arranged above (eg on) one of the crossbars and is movable along the x-direction. The clearing device also has a drive 910, which is designed to move the clearing slides 908 back and forth along the x-direction (in Fig. 9a, 9b indicated by the horizontal arrows) in order to push material resting on the corresponding crossbar into the openings 904. For this purpose, the drive 910 can, for example, have a drive shaft and an eccentric coupled to the drive shaft, wherein the eccentric can be designed to convert the rotary movement of the drive shaft into a longitudinal movement of the clearing slides 908. In some embodiments, all clearing slides 908 can be moved at the same speed, for example, they can be rigidly coupled to one another. The use of linearly movable clearing slides as in Fig. 9a, 9b can be advantageous in order to achieve the most uniform possible removal of solid components of the thermochemically treated material through the removal opening 106. The removal rate can be adjusted by changing the speed or frequency of the movement of the clearing slides 908.

Fig. 10a und 10b zeigen eine Entnahmevorrichtung 208 der Reaktorvorrichtung 200 aus Fig. 2a, 2b gemäß einem weiteren Beispiel. Die Entnahmevorrichtung 208 ist ähnlich der Entnahmevorrichtung aus Fig. 9a, 9b ausgebildet und weist ebenfalls eine Auflage 902 mit Öffnungen 904, eine Materialführungsvorrichtung 906 und eine Abräumvorrichtung auf. Im Beispiel der Fig. 10a, 10b ist die Abräumvorrichtung als ein drehbarer Abräumschieber oder Abräumarm 912 ausgebildet. Der Abräumarm 912 ist zwischen der Auflage 902 und der Materialführungsvorrichtung 906 angeordnet. Durch Drehen des Abräumarms 912 (z.B. in einer horizontalen Ebene) kann auf der Auflage 902 aufliegendes Material in die Öffnungen 904 geschoben werden. Die Entnahmerate kann durch Änderung der Drehzahl des Abräumarms 912 angepasst werden. Fig. 10a and 10b show a removal device 208 of the reactor device 200 from Fig. 2a , 2 B according to another example. The removal device 208 is similar to the removal device of Fig. 9a, 9b and also has a support 902 with openings 904, a material guide device 906 and a clearing device. In the example of the Fig. 10a, 10b the clearing device is designed as a rotatable clearing slide or clearing arm 912. The clearing arm 912 is arranged between the support 902 and the material guide device 906. By rotating the clearing arm 912 (eg in a horizontal plane), material lying on the support 902 can be pushed into the openings 904. The removal rate can be adjusted by changing the speed of the clearing arm 912.

Die beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen und die Figuren dienen nur zur rein beispielhaften Illustration. Die Erfindung kann in ihrer Gestalt variieren, ohne dass sich das zugrundeliegende Funktionsprinzip ändert. Der Schutzumfang der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich allein aus den folgenden Ansprüchen.The described embodiments of the invention and the figures serve only as purely exemplary illustrations. The invention can vary in its form without changing the underlying functional principle. The scope of protection of the device according to the invention and the method according to the invention arises solely from the following claims.

LISTE DER BEZUGSZEICHENLIST OF REFERENCE SIGNS

100 - Reaktorvorrichtung100 - Reactor device
102 - Reaktorkammer102 - Reactor chamber
102-I - erster/oberer Bereich102-I - first/upper area
102-II - zweiter/unterer Bereich102-II - second/lower area
104 - Zuführöffnung104 - Feed opening
106 - Entnahmeöffnung106 - Removal opening
108A - Ausgangsmaterial108A - Source material
108B - thermochemisch behandeltes Material108B - thermochemically treated material
110 - Heizelement110 - Heating element
112 - Zwischenraum112 - Intermediate space
200 - Reaktorvorrichtung200 - Reactor device
200A - Reaktorgehäuse200A - Reactor housing
200B - Isolation200B - Insulation
202 - Brennkammer202 - Combustion chamber
204 - Abführkammer204 - Discharge chamber
204A - obere Zwischenwand204A - upper partition wall
204B - untere Zwischenwand204B - lower partition wall
206 - Separationsvorrichtung206 - Separation device
206A - Separationskammer206A - Separation chamber
208 - Entnahmevorrichtung208 - Removal device
208A - Öffnung208A - Opening
208B - Blatt/Schaufel208B - Blade/Shovel
210 - Motor210 - Engine
212 - Förderschnecke212 - Conveyor screw
214 - Motor214 - Engine
216 - Austrittsrohr216 - Outlet pipe
218 - Sensor218 - Sensor
220 - Zuführvorrichtung220 - Feeding device
222 - Kammer222 - Chamber
224 - Schleuße224 - Lock
226 - Materialkasten226 - Material box
228 - Fördervorrichtung/Förderschecke228 - Conveyor device/conveyor belt
230 - Motor230 - Engine
232 - Sensor232 - Sensor
302 - Innenrohr302 - Inner tube
302A - Eintrittsöffnung302A - Inlet opening
304 - Außenrohr304 - Outer tube
304A - Austrittsöffnung304A - Outlet opening
306 - Isolation306 - Isolation
308 - Zwischenraum308 - Intermediate space
310 - Halteelement/Kragen310 - Retaining element/collar
312 - Führungselement312 - Guide element
402 - Isolation402 - Isolation
404 - Abführrohr404 - Discharge pipe
406 - Dichtung406 - Seal
408 - Schweißverbindung/Schweißnaht408 - Welded joint/weld seam
602 - Führungsvorrichtung602 - Guide device
604 - Strukturelement604 - Structural element
800 - Verfahren zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts800 - Process for producing a pyrolysis product
802 - Zuführen von Ausgangsmaterial802 - Feeding of starting material
804 - Thermochemisches Behandeln des Ausgangsmaterials804 - Thermochemical treatment of the starting material
804A - Pyrolysieren des Ausgangsmaterials804A - Pyrolyzing the starting material
804B - Nachbehandeln des pyrolysierten Materials804B - Post-treatment of pyrolysed material
806 - Separieren von Bestandteilen des thermochemisch behandelten Materials806 - Separation of components of the thermochemically treated material
902 - Auflage902 - Edition
904 - Öffnung904 - Opening
906 - Materialführungsvorrichtung906 - Material guide device
908 - Abräumschieber908 - Clearing slide
910 - Antrieb910 - Drive
912 - Abräumarm912 - Clearing arm

Claims

Reaktorvorrichtung (100, 200) zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts mittels thermochemischer Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials (108A), wobei die Reaktorvorrichtung (100, 200) aufweist: eine Reaktorkammer (102) mit einer oder mehreren Zuführöffnungen (104) zum Zuführen des Ausgangsmaterials (108A) in einem ersten Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) und einer oder mehreren Entnahmeöffnungen (106) zum Entnehmen von thermochemisch behandeltem Material (108B) in einem zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102); und einer Vielzahl von Heizelementen (110), die voneinander beabstandet in der Reaktorkammer (102) angeordnet sind und sich von dem ersten Bereich (102-I) in den zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) erstrecken, wobei die Reaktorvorrichtung (100, 200) dazu eingerichtet ist, das zu behandelnde Material im Laufe der thermochemischen Behandlung von dem ersten Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) entlang der Heizelemente (110) in den zweiten Bereich (102-II) zu bewegen und dabei mittels der Heizelemente (110) im ersten Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) befindliches zu behandelndes Material auf eine erste Temperatur zu erhitzen und gleichzeitig im zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) befindliches zu behandelndes Material auf eine zweite Temperatur zu erhitzen, welche höher als die erste Temperatur ist.Reactor device (100, 200) for producing a pyrolysis product by thermochemical treatment of a carbonaceous starting material (108A), the reactor device (100, 200) comprising: a reactor chamber (102) with one or more feed openings (104) for feeding the starting material (108A) in a first region (102-I) of the reactor chamber (102) and one or more removal openings (106) for removing thermochemically treated material (108B) in a second region (102-II) of the reactor chamber (102); and a plurality of heating elements (110) which are arranged at a distance from one another in the reactor chamber (102) and extend from the first region (102-I) into the second region (102-II) of the reactor chamber (102), wherein the reactor device (100, 200) is designed to move the material to be treated during the thermochemical treatment from the first region (102-I) of the reactor chamber (102) along the heating elements (110) into the second region (102-II) and, in the process, to heat material to be treated located in the first region (102-I) of the reactor chamber (102) to a first temperature by means of the heating elements (110) and, at the same time, to heat material to be treated located in the second region (102-II) of the reactor chamber (102) to a second temperature which is higher than the first temperature.

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich (102-I) und der zweite Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) nicht strukturell oder baulich voneinander abgegrenzt sind, insbesondere wobei die Reaktorkammer (102) im ersten Bereich (102-I), zwischen dem ersten Bereich (102-I) und dem zweiten Bereich (102-II) sowie im zweiten Bereich (102-II) durchgängig die gleichen Abmessungen senkrecht zur Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials aufweist.Reactor device (100, 200) according to claim 1, wherein the first region (102-I) and the second region (102-II) of the reactor chamber (102) are not structurally or structurally separated from one another, in particular wherein the reactor chamber (102) in the first region (102-I), between the first region (102-I) and the second region (102-II) and in the second region (102-II) consistently has the same dimensions perpendicular to the direction of movement of the material to be treated.

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reaktorvorrichtung (100, 200) dazu eingerichtet ist, ein erhitztes Wärmeträgermedium entgegen der Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials durch die Heizelemente (110) zu leiten.Reactor device (100, 200) according to claim 1 or 2, wherein the reactor device (100, 200) is adapted to pass a heated heat transfer medium through the heating elements (110) counter to the direction of movement of the material to be treated.

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 3, wobei jedes der Heizelemente (110) ein doppelwandiges Rohr mit einem Innenrohr (302) und einem Außenrohr (304) aufweist, wobei das Innenrohr (302) zumindest teilweise in dem Außenrohr (304) aufgenommen ist und sich zwischen dem Innenrohr (302) und dem Außenrohr (304) ein Zwischenraum (308) befindet, wobei das Innenrohr (302) an einem von dem zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) abgewandten ersten Ende des betreffenden Heizelements (110) eine Einlassöffnung (302A) zur Einleitung des erhitzten Wärmeträgermediums aufweist und der Zwischenraum (308) zwischen dem Innenrohr (302) und dem Außenrohr (304) an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des betreffenden Heizelements (110) mit dem Innenrohr (302) in Fluidverbindung steht, um das durch das Innenrohr (302) eingeleitete Wärmeträgermedium durch den Zwischenraum (308) vom zweiten Ende des betreffenden Heizelements (110) in Richtung des ersten Endes des betreffenden Heizelements (110) zurückzuleiten.Reactor device (100, 200) according to claim 3, wherein each of the heating elements (110) comprises a double-walled tube with an inner tube (302) and an outer tube (304), wherein the inner tube (302) is at least partially accommodated in the outer tube (304) and there is an intermediate space (308) between the inner tube (302) and the outer tube (304), wherein the inner tube (302) has an inlet opening (302A) for introducing the heated heat transfer medium at a first end of the respective heating element (110) facing away from the second region (102-II) of the reactor chamber (102), and the intermediate space (308) between the inner tube (302) and the outer tube (304) is in fluid communication with the inner tube (302) at a second end of the respective heating element (110) opposite the first end, in order to convey the heat transfer medium introduced through the inner tube (302) through the space (308) from the second end of the respective heating element (110) towards the first end of the respective heating element (110).

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 4, wobei die Reaktorvorrichtung (100, 200) ferner eine Abführkammer (204) zum Abführen des Wärmeträgermediums aufweist, die an einer dem ersten Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) benachbarten Seite der Reaktorkammer (102) angeordnet ist, wobei die Zwischenräume (308) zwischen den Innenrohren (302) und den Außenrohren (304) der Heizelemente (110) jeweils am ersten Ende des betreffenden Heizelements (110) mit der Abführkammer (204) in Fluidverbindung stehen.Reactor device (100, 200) according to claim 4, wherein the reactor device (100, 200) further comprises a discharge chamber (204) for discharging the heat transfer medium, which is arranged on a side of the reactor chamber (102) adjacent to the first region (102-I) of the reactor chamber (102), wherein the intermediate spaces (308) between the inner tubes (302) and the outer tubes (304) of the heating elements (110) are each in fluid communication with the discharge chamber (204) at the first end of the respective heating element (110).

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 5, wobei die Außenrohre (304) der Heizelemente (110) jeweils an einer Wand (204B) zwischen der Reaktorkammer (102) und der Abführkammer (204) befestigt sind und die Innenrohre (302) der Heizelemente (110) sich jeweils durch die Abführkammer (204) hindurch zu der betreffenden Einlassöffnung (204A) erstrecken, wobei die Innenrohre (302) der Heizelemente (110) vorzugsweise jeweils ein Halteelement (310) aufweisen und mittels des Halteelements (310) auf einer von der Reaktorkammer (110) abgewandten Seite der Abführkammer (204) herausnehmbar eingehängt und/oder aufgelegt sind.Reactor device (100, 200) according to claim 5, wherein the outer tubes (304) of the heating elements (110) are each fastened to a wall (204B) between the reactor chamber (102) and the discharge chamber (204) and the inner tubes (302) of the heating elements (110) each extend through the discharge chamber (204) to the respective inlet opening (204A), wherein the inner tubes (302) of the heating elements (110) preferably each have a holding element (310) and are removably suspended and/or placed by means of the holding element (310) on a side of the discharge chamber (204) facing away from the reactor chamber (110).

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Reaktorvorrichtung (100, 200) ferner eine Brennkammer (202) zur Erzeugung des erhitzten Wärmeträgermediums aufweist, die mit Einlassöffnungen der Heizelemente (110), insbesondere mit den Einlassöffnungen (302A) der Innenrohre (302) der Heizelemente (110), in Fluidverbindung steht, wobei die Abführkammer (204) vorzugsweise zwischen der Reaktorkammer (202) und der Brennkammer (102) angeordnet ist.Reactor device (100, 200) according to one of claims 3 to 6, wherein the reactor device (100, 200) further comprises a combustion chamber (202) for generating the heated heat transfer medium, which is in fluid communication with inlet openings of the heating elements (110), in particular with the inlet openings (302A) of the inner tubes (302) of the heating elements (110), wherein the discharge chamber (204) is preferably arranged between the reactor chamber (202) and the combustion chamber (102).

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die von dem ersten Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) abgewandten zweiten Enden der Heizelemente (110) jeweils frei schwebend und/oder beweglich gelagert in der Reaktorkammer (102) angeordnet sind, um eine ungehinderte thermische Längsausdehnung der Heizelemente (110) zu ermöglichen.Reactor device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein the second ends of the heating elements (110) facing away from the first region (102-I) of the reactor chamber (102) are each arranged freely floating and/or movably mounted in the reactor chamber (102) in order to enable unhindered thermal longitudinal expansion of the heating elements (110).

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) oberhalb des zweiten Bereichs (102-II) der Reaktorkammer (102) angeordnet ist, so dass das zu behandelnde Material sich zwischen den Heizelementen (110) zumindest teilweise aufgrund der Gravitation von dem ersten Bereich (102-I) in den zweiten Bereich (102-II) bewegen kann, wobei die Reaktorvorrichtung (100, 200) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, thermochemisch behandeltes Material durch die eine oder die mehreren Entnahmeöffnungen (106) aus der Reaktorkammer (102) derart zu entnehmen, dass das zu behandelnde Material sich zwischen den Heizelementen (110) zumindest teilweise aufgrund der Gravitation von dem ersten Bereich (102-I) in den zweiten Bereich (102-II) bewegt.Reactor device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein the first region (102-I) of the reactor chamber (102) is arranged above the second region (102-II) of the reactor chamber (102) so that the material to be treated can move between the heating elements (110) at least partially due to gravity from the first region (102-I) into the second region (102-II), wherein the reactor device (100, 200) is preferably designed to remove thermochemically treated material from the reactor chamber (102) through the one or more removal openings (106) such that the material to be treated moves between the heating elements (110) at least partially due to gravity from the first region (102-I) into the second region (102-II).

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reaktorvorrichtung (100, 200) ferner eine oder mehrere Fördervorrichtungen (228) aufweist, die jeweils dazu eingerichtet sind, Ausgangsmaterial (108A) von einer der einen oder der mehreren Zuführöffnungen (104) in Zwischenräume (112) zwischen den Heizelementen (110) in der Reaktorkammer (102) zu transportieren.Reactor device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein the reactor device (100, 200) further comprises one or more conveyor devices (228), each adapted to transport starting material (108A) from one of the one or more feed openings (104) into spaces (112) between the heating elements (110) in the reactor chamber (102).

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die zweite Temperatur zwischen 450°C und 950°C beträgt, um ein in dem zweiten Bereich (102-I, 102-II) der Reaktorkammer (102) befindliches Pyrolyseprodukt nachzubehandeln; und/oder

die erste Temperatur zwischen 200°C und 600°C beträgt, um in dem ersten Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) befindliches Ausgangsmaterial (108A) zumindest teilweise zu pyrolysieren; und /oder

die zweite Temperatur mindestens 50°C, vorzugsweise mindestens 100°C höher als die erste Temperatur ist.

Reactor device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein: the second temperature is between 450°C and 950°C in order to post-treat a pyrolysis product located in the second region (102-I, 102-II) of the reactor chamber (102); and/or

the first temperature is between 200°C and 600°C in order to at least partially pyrolyze starting material (108A) located in the first region (102-I) of the reactor chamber (102); and/or

the second temperature is at least 50°C, preferably at least 100°C higher than the first temperature.

Reaktorvorrichtung (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reaktorvorrichtung (100, 200) ferner eine Separationsvorrichtung (206) aufweist, die mit der einen oder den mehreren Entnahmeöffnungen (106) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, feste und gasförmige Bestandteile des thermochemisch behandelten Materials (108B) voneinander zu trennen, wobei die Separationsvorrichtung (206) vorzugsweise an einer dem zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) benachbarten Seite der Reaktorkammer (102) angeordnet ist.Reactor device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein the reactor device (100, 200) further comprises a separation device (206) provided with which is connected to one or more removal openings (106) and is designed to separate solid and gaseous components of the thermochemically treated material (108B) from one another, wherein the separation device (206) is preferably arranged on a side of the reactor chamber (102) adjacent to the second region (102-II) of the reactor chamber (102).

Verfahren (800) zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts unter Verwendung einer Reaktorvorrichtung (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (800) umfasst: Zuführen eines kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials (108A), insbesondere eines biogenen Ausgangsmaterials, in den ersten Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) durch die einen oder die mehreren Zuführöffnungen (104); und

thermochemisches Behandeln des Ausgangsmaterials (108A) durch Erhitzen des Ausgangsmaterials (108A) mittels der Vielzahl von Heizelementen (110), um das Pyrolyseprodukt herzustellen, wobei das Ausgangsmaterial (108A) sich während des thermochemischen Behandelns von dem ersten Bereich (102-I) in den zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) bewegt.

A method (800) for producing a pyrolysis product using a reactor device (100, 200) according to any one of the preceding claims, the method (800) comprising: Feeding a carbon-containing starting material (108A), in particular a biogenic starting material, into the first region (102-I) of the reactor chamber (102) through the one or more feed openings (104); and

thermochemically treating the starting material (108A) by heating the starting material (108A) by means of the plurality of heating elements (110) to produce the pyrolysis product, wherein the starting material (108A) moves from the first region (102-I) to the second region (102-II) of the reactor chamber (102) during the thermochemical treating.

Verfahren (800) nach Anspruch 13, wobei: das thermochemische Behandeln des Ausgangsmaterials (108A) das Erhitzen des Ausgangsmaterials (108A) im ersten Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) auf eine Pyrolysetemperatur umfasst, um das Ausgangsmaterial (108A) zumindest teilweise zu pyrolysieren, und das Erhitzen des zumindest teilweise pyrolysierten Materials im zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) auf eine Nachbehandlungstemperatur, um ein in dem zumindest teilweise pyrolysierten Material enthaltenes Pyrolyseprodukt nachzubehandeln; und/oder

das Ausgangsmaterial (108A) zumindest teilweise pyrolysiertes Material umfasst und das thermochemische Behandeln des Ausgangsmaterials (108A) das Erhitzen des teilweise pyrolysierten Materials im ersten Bereich (102-I) und/oder im zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) auf die Nachbehandlungstemperatur umfasst, um ein in dem zumindest teilweise pyrolysierten Material enthaltenes Pyrolyseprodukt nachzubehandeln.

The method (800) of claim 13, wherein: the thermochemical treatment of the starting material (108A) comprises heating the starting material (108A) in the first region (102-I) of the reactor chamber (102) to a pyrolysis temperature in order to at least partially pyrolyze the starting material (108A), and heating the at least partially pyrolyzed material in the second region (102-II) of the reactor chamber (102) to a post-treatment temperature in order to post-treat a pyrolysis product contained in the at least partially pyrolyzed material; and/or

the starting material (108A) comprises at least partially pyrolyzed material and the thermochemical treatment of the starting material (108A) comprises heating the partially pyrolyzed material in the first region (102-I) and/or in the second region (102-II) of the reactor chamber (102) to the post-treatment temperature in order to post-treat a pyrolysis product contained in the at least partially pyrolyzed material.

Verfahren (800) nach Anspruch 13 oder 14, wobei: die Pyrolysetemperatur zwischen 200°C und 600°C beträgt; und/oder

die Nachbehandlungstemperatur zwischen 450°C und 950°C beträgt; und/oder

der erste Bereich (102-I) der Reaktorkammer (102) oberhalb des zweiten Bereichs (102-II) der Reaktorkammer (102) angeordnet ist und das Verfahren (800) ferner das Entnehmen von thermochemisch behandeltem Material aus der Reaktorkammer (102) durch die eine oder die mehreren Entnahmeöffnungen (106) umfasst, so dass das Ausgangsmaterial (108A) sich während des thermochemischen Behandelns zumindest teilweise aufgrund der Gravitation von dem ersten Bereich (102-I) in den zweiten Bereich (102-II) der Reaktorkammer (102) bewegt.

The method (800) of claim 13 or 14, wherein: the pyrolysis temperature is between 200°C and 600°C; and/or

the post-treatment temperature is between 450°C and 950°C; and/or

the first region (102-I) of the reactor chamber (102) is arranged above the second region (102-II) of the reactor chamber (102) and the method (800) further comprises removing thermochemically treated material from the reactor chamber (102) through the one or more removal openings (106) such that the starting material (108A) moves from the first region (102-I) to the second region (102-II) of the reactor chamber (102) during the thermochemical treatment at least partially due to gravity.