Die Erfindung betri f ft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Pyrolyse wasserstof fhaltiger Verbindungen .

Zur Erreichung der Klimaschutz ziele sind technologische Lösungen von besonderem Interesse , welche weiterhin eine Nutzung von fossilen Ressourcen erlauben unter gleichzeitiger Vermeidung von C02-Emissionen . Eine vielversprechende technische Lösung ermöglicht die Entkohlung von wasserstof fhaltigen Verbindungen, insbesondere von Kohlenwasserstof fen wie Erdgas bzw . Methan, durch eine Umwandlung der wasserstof fhaltigen Verbindung in zumindest reinen festen Kohlenstof f und Wasserstof f unter Anwendung einer Crack-/Pyrolysereaktion . Für den Fall von Methan lautet die grundlegende Formel wie folgt :

CH ₄ C + 2H ₂ mit AH = 74 , 5 kJ/mol

Zur Durchführung dieser Reaktion sind Temperaturen von über 500 ° C erforderlich, wobei die Energiezufuhr in der Lage ist , die starken molekularen C-H-Bindungen ( 437 kJ/mol ) auf zubrechen . Experimentelle Analysen haben ergeben, dass unter thermodynamischen Gleichgewichtsbedingungen bei Temperaturen von bis zu 1100 ° C Reaktionsraten von über 95% erreichbar sind .

Das Dokument WO 2019/ 154732A1 of fenbart ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Pyrolyse wasserstof fhaltiger Verbindungen mit einem Flüssigmetallreaktor . Dieses bekannte Verfahren bzw . diese bekannte Vorrichtung ist zum kontinuierlichen Verarbeiten von wasserstof fhaltigen Verbindungen im industriellen Massstab nur bedingt geeignet . Es bedarf daher der weiteren Verbesserung der Reaktions führung in der Herstellung von Wasserstof f mittels Methanpyrolyse .

Aufgabe der Erfindung ist es , eine vorteilhaftere Vorrichtung bzw . ein vorteilhafteres Verfahren zur Herstellung von Wasserstof f aus einer wasserstof fhaltigen Verbindung, insbesondere aus Methan, zur Verfügung zu stellen .

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung aufweisend die Merkmale von Anspruch 1 . Die abhängigen Ansprüche betref fen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung . Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren aufweisend die Merkmale von Anspruch 13 . Die abhängigen Ansprüche betref fen weitere vorteilhafte Verfahrensschritte .

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einer Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstof f und festem Kohlenstof f durch thermische Zersetzung eines Zufuhrgases enthaltend Kohlenwasserstof fe , umfassend einen Pyrolysereaktor mit einen Reaktionsraum sowie einen oberhalb des Reaktionsraums angeordneten Sammelraum, wobei der Reaktionsraum einen flüssigen Hochtemperaturwärmeträger enthält , sowie umfassend eine in den Reaktionsraum mündende Reaktorzuleitung, sowie umfassend eine Einspeisung für das Zufuhrgas , wobei die Einspeisung Fluid leitend mit der Reaktorzulei- tung verbunden ist , sowie umfassend eine Hei zvorrichtung um dem Reaktionsraum Wärme zuzuführen, sowie umfassend eine im Sammelraum angeordnete Ableitvorrichtung zum Ableiten eines Stof fgemisches aus dem Sammelraum, sowie umfassend eine ausserhalb des Pyrolysereaktors angeordnete Separationsvorrichtung, wobei die Ableitvorrichtung über eine Ableitung mit der Separationsvorrichtung verbunden ist , und wobei die Separationsvorrichtung ausgestaltet ist zum Auftrennen des Stof f gemisches in zumindest die Komponenten fester Kohlenstof f und Wasserstof f , oder fester Kohlenstof f und ein Gasgemisch enthaltend Wasserstof f , und umfassend einen Kompressor zum Verdichten des der Reaktorzuleitung zugeführten Fluides .

Die Aufgabe wird weiter insbesondere gelöst mit einem Verfahren zur direkten thermischen Zersetzung einer wasserstof fhaltigen Verbindung in festen Kohlenstof f und Wasserstof f , indem ein Kohlewasserstof fe enthaltendes Zufuhrgas verdichtet wird, das verdichtete Zufuhrgas anschliessend durch einen flüssigen Hochtemperaturwärmeträger geleitet wird und das Zufuhrgas im Hochtemperaturwärmeträger in ein Stof fgemisch gewandelt wird, das Stof fgemisch oberhalb des Hochtemperaturwärmeträgers in einem Sammelraum gesammelt wird, wobei das Stof fgemisch zumindest den festen Kohlenstof f und ein Gasgemisch enthaltend Wasserstof f umfasst , das Stof fgemisch einer dem Sammelraum nachgeordneten Separationsvorrichtung zugeführt wird und das Stof fgemisch in der Separationsvorrichtung von festem Kohlenstof f abgereichert wird, und das abgereicherte Stof fgemisch und der feste Kohlenstof f getrennt aus der Separationsvorrichtung abgeführt wird .

Die erfindungsgemässe Vorrichtung beziehungsweise das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es , im industriellen Massstab ein Kohlenwasserstof fgas , vorzugsweise Methan, in Wasserstof f und Kohlenstof f umzuwandeln .

Unter dem Begri f f „Pyrolyse" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine thermische Zersetzung von Kohlenwasserstof fen, beispielsweise von Methan, in einer Sauerstof f freien Atmosphäre zu verstehen .

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Pyrolysereaktor einen Flüssigmetallreaktor mit einem Reaktionsraum sowie einen oberhalb des Reaktionsraums angeordneten Sam- melraum umfasst , wobei der Reaktionsraum zur Aufnahme des flüssigen Hochtemperaturwärmeträgers ausgelegt ist . Der Flüssigmetallreaktor umfasst einen Einlass für ein Zufuhrgas bzw . ein Reaktionsgas , wobei das Reaktionsgas vorzugsweise von Unten in den Flüssigmetallreaktor eingeführt wird, wobei der Flüssigmetallreaktor vorzugsweise einen porösen Abschnitt oder eine Reihe von Öf fnungen aufweist , die entlang des unteren Teils des Flüssigmetallreaktors angeordnet sind, um das Reaktionsgas verteilt über die Innenquerschnittf läche , vorzugsweise im Wesentlichen gleichmässig verteilt , dem Flüssigmetallreaktor von unten zuzuführen, sodass das zugeführte Reaktionsgas den sich im Flüssigmetallreaktor befindlichen flüssigen Hochtemperaturwärmeträger durchströmt und dabei in Richtung zum Sammelraum hin auf steigt .

Unter dem Begri f f „Hochtemperaturwärmeträger" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Wärmeträger mit hoher thermischer Stabilität zu verstehen . Vorzugsweise ist der Hochtemperaturwärmeträger eine Metall- oder Sal zschmel ze . Bevorzugt sind Metallschmel zen . Vorteilhaft ist insbesondere der gute Wärmetransport der Metallschmel ze zum Reaktionsgas . Weiter vorteilhaft ist die Möglichkeit der Kohlenstof f abtrennung aufgrund der Dichteunterschiede zwischen Metallschmel ze und Kohlenstof f . Die Metallschmel ze ist vorzugsweise ein Metall oder eine Metalllegierung . Eine geeignete Metallschmel ze ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Blei-Zinn-Lote , blei freie Lote , Zinn und/oder Magnesium . Blei-Zinn-Lote besitzen niedrige Schmel zpunkte und erlauben somit schon bei Temperaturen um 200 ° C die Ausbildung einer homogenen Metallschmel ze . Beispielsweise stellt Sickerlot mit einer Zusammensetzung von 63% Zinn und 37 % Blei und einem eutektischen Punkt bei 183 ° C solch ein gut geeignetes Blei-Zinn-Lot dar . Der Hochtemperaturwärmeträger wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt nicht im Kreislauf geführt . Besonders bevorzugt wird der Hochwärmeträger stationär vorgehalten; er befindet sich besonders bevorzugt nur im Reaktionsraum .

Weiter bevorzugt ist die Verwendung katalytischer Zusätze zum Hochtemperaturwärmeträger, insbesondere zu einer Metallschmel ze , beispielsweise Zusätze von Bismut , Kupf er/Nickel oder Kup- fer/Silber . Durch die Verwendung katalytischer Zusätze zu einer Metallschmel ze kann die Reaktionstemperatur erniedrigt oder der Reaktionsumsatz erhöht werden . Ferner kann ebenfalls ein Anreichern der Metallschmel ze mit gebildeten Kohlenstof fpartikeln eine autokatalytische Wirkung entfalten . Durch eine zusätzliche katalytische Wirkung der Metallschmel ze kann die Umsetzung weiter erhöht werden .

Bei dem im Pyrolysereaktor ablaufenden Verfahren zur Erzeugung von Wasserstof f durch thermische Zersetzung einer wasserstof fhaltigen Verbindung, wird die als Reaktionsgas zugeführte wasserstoffhaltige Verbindung mit dem flüssigen Hochtemperaturwärmeträger in Kontakt gebracht , wobei die Verweil zeit der Reaktionsgases in dem flüssigen Hochtemperaturwärmeträger vorzugsweise einstellbar ist .

Eine Pyrolyse , bei der das Reaktionsgas mit einem flüssigen Hochtemperaturwärmeträger in Kontakt gebracht wird, weist den Vorteil eines guten Wärmetransports der Metallschmel ze zum Reaktionsgas auf . Der flüssige Hochtemperaturwärmeträger, beispielsweise eine Schmel ze , ist beweglich und erlaubt ein Durchströmen, sodass die gas förmige wasserstof fhaltige Verbindung, beispielsweise Methan, sich in einer Aufwärtsbewegung durch die Schmel ze bewegt und durch diese Bewegung für eine ständige Erneuerung der Oberfläche sorgt . Die Möglichkeit , beim erfindungsgemässen Ver- fahren den Druck und/oder die zugeführte Menge des Reaktionsgases anzusteuern erlaubt es , den konvektive Wärmeeintrag kontrolliert anzusteuern bzw . kontrolliert zu beeinflussen . Die Verweil zeit der gas förmigen wasserstof fhaltigen Verbindung in dem flüssigen Hochtemperaturwärmeträger kann über den Druck des zugeführten Reaktionsgases und/oder die Menge des zugeführten Reaktionsgases und/oder den im Sammelraum anliegenden Druck einstellt werden . Eine Erhöhung der Verweil zeit hat den Vorteil einer wesentlichen Erhöhung des Umsatzes der thermischen Zersetzung .

In einer bevorzugten Aus führungs form wird der Druck und/oder die Fördermenge mit Hil fe eines Verdichters bzw . eines Kompressors , und/oder mit Hil fe von ansteuerbaren Ventilen eingestellt . Es kann sich zudem noch als vorteilhaft erweisen zur Steuerung der Reaktion dem Pyrolysereaktor Inertgase wie Stickstof f oder Argon zuzuführen .

Die Fliessgeschwindigkeit des Reaktionsgases im Hochtemperaturwärmeträger kann vorzugsweise über die Druckdi f ferenz zwischen dem Druck des in des Reaktionsraum zugeführten Reaktionsgases und dem Druck im Sammelraum einstellt werden . Zudem besteht die Möglichkeit die Höhe des Reaktionsraumes bzw . den Füllstand des flüssigen Hochtemperaturwärmeträgers anzupassen bzw . derart auszulegen, dass eine gewünschte Fliessgeschwindigkeit des Reaktionsgases in der Schmel ze erzielt wird . In bevorzugten Aus führungs formen liegt die Verweil zeit der gas förmigen wasserstof fhaltigen Verbindung in dem flüssigen Hochtemperaturwärmeträger im Bereich von 0 , 01 s bis 1000 s , bevorzugt im Bereich von 0 , 1 s bis 100 s , und vorzugsweise im Bereich von 0 , 2 s bis 10 s .

In bevorzugten Aus führungs formen erfolgt die Zersetzung der wasserstoffhaltigen Verbindung bei einer Temperatur im Bereich von 500°C bis 1500°C, bevorzugt im Bereich von 900°C bis 1400°C, und vorzugsweise im Bereich von 1000°C bis 1200°C. Eine Zersetzung des Gases bei einer Temperatur von ca. 500°C wird beispielsweise bei einer katalytischen Aktivität der Schmelze ermöglicht.

Eine Zuführung der benötigten Reaktionswärme erfolgt zweckmäßig über die Verbrennung von einem geringen Anteil des erzeugten Wasserstoffs bzw. von einem anderen Brennstoff. Auch kann eine elektrische Beheizung des Reaktionsraums vorgesehen sein.

Bevorzugte wasserstoffhaltige Verbindungen sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Methan, Ethan, höhere Kohlenwasserstoffe, Schwefelwasserstoff, Ammoniak und/oder deren Mischungen. Unter dem Begriff „höhere Kohlenwasserstoffe" sind im Sinne der vorliegenden Erfindung Kohlenwasserstoffe ab Propan zu verstehen, insbesondere Alkane und deren Gemische. Geeignete Kohlenwasserstoff gemische sind beispielsweise Rohbiogas- oder Roherdgasgemische. Es sind ohne weiteres auch flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Öl, verwendbar. Flüssige Kohlenwasserstoffe können bei den herrschenden Reaktionstemperaturen rasch verdampft werden. Bevorzugte wasserstoffhaltige Verbindungen sind bei Umgebungstemperatur gasförmige wasserstoffhaltige Verbindungen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Methan, Ethan, Schwefelwasserstoff, Ammoniak und/oder deren Mischungen. Methan ist ein besonders bevorzugtes wasserstoffhaltiges Gas.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt eine Pyrolyse durch die Umsetzung eines Kohlenwasserstoffs wie Methan zu Wasserstoff und Kohlenstoff, ohne dass umweltschädliches Kohlendioxid entsteht. Der dabei abgeschiedene Kohlenstoff lagert sich über dem Hochtemperaturwärmeträger, bspw. der Metallschmelze, an, und befindet sich somit vorerst als Teil eines Stof f gemisches umfassend zumindest Wasserstoff und Kohlenstoff im Sammelraum. Beim erfindungsgemässen Verfahren wird das Stof fgemisch umfassend den Kohlenstof f aus dem Sammelraum abgeführt und einer externen, dem Pyrolysereaktor nachgeordneten Separationsvorrichtung zugeführt , in welcher das Stof fgemisch zumindest in Kohlenstof f und ein Restgas getrennt wird . Die Separationsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Entgasungsbehälter, der als Druckbehälter ausgebildet ist . Vorteilhafterweise wird dem Sammelraum ein zusätzliches Fördergas zugeführt , welches insbesondere die Aufgabe hat , den Austrag des Kohlenstof fs aus dem Sammelraum zu unterstützen . Vorzugsweise wird der Druck und/oder die Menge und/oder die Fliessgeschwindigkeit und/oder der Einwirkort des Fördergases angesteuert , um derart auf den sich innerhalb des Sammelraums befindlichen Kohlenstof f zu einzuwirken, dass der sich vorzugsweise kontinuierlich an der Oberfläche neu bildende Kohlenstof f zuverlässig aus dem Sammelraum entfernt und vorzugsweise in die nachgelagerte Separationsvorrichtung gefördert werden kann . Es kann sich als vorteilhaft erweisen einen zusätzlichen, vorzugsweise ansteuerbaren Verdichter und/oder ein ansteuerbares Ventil vorzusehen, um den Druck und oder die Menge des dem Sammelraum zugeführte Fördergases anzusteuern .

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand mehrerer Aus führungsbeispiele im Detail beschrieben .

Die zur Erläuterung der Aus führungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen :

Fig . 1 eine schematisch dargestellte Vorrichtung eines ersten Aus führungsbeispiels zur Pyrolyse wasserstof fhaltiger Verbindungen;

Fig . 2 einen Pyrolysereaktor im Detail ; Fig . 3 eine Trennvorrichtung im Detail ; Fig . 4 ein zweites Aus führungsbeispiel einer Vorrichtung zum

Erzeugen von Wasserstof f und festem Kohlenstof f .

Grundsätzlich sind in den Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugs zeichen versehen .

Fig . 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Wasserstof f H ₂ und festem Kohlenstof f 11 durch thermische Zersetzung eines Zufuhrgases Z enthaltend Kohlenwasserstof fe . Die Vorrichtung 1 umfasst einen Pyrolysereaktor 2 mit einem Reaktionsbehälter 3 umfassend einen Reaktionsraum 3a sowie mit einem oberhalb des Reaktionsraums 3a angeordneten Sammelbehälter 5 umfassend Sammelraum 5a . Der Reaktionsraum 3a ist zumindest teilweise mit einem flüssigen Hochtemperaturwärmeträger 6 gefüllt . Eine Reaktorzuleitung 7 mündet in den Reaktionsbehälter 3 bzw . in den Reaktionsraum 3a . Eine Einspeisung 19 für das Zufuhrgas Z ist Fluid leitend mit der Reaktorzuleitung 7 verbunden . Eine Hei zvorrichtung 4 ist beim Reaktionsbehälter 3 angeordnet , um diesen und damit dem Reaktionsraum 3a Wärme zuzuführen . Eine im Sammelraum 5a angeordnete Ableitvorrichtung 12 dient zum Ableiten eines Stof f gemisches S aus dem Sammelraum 5a des Sammelbehälters 5 . Eine ausserhalb des Pyrolysereaktors 2 angeordnete , dem Pyrolysereaktor 2 in Flussrichtung des Stof f gemisches S nachgeordnete Separationsvorrichtung 37 ist über die Ableitvorrichtung 12 und die Ableitung 14 mit dem Sammelraum 5a verbunden, sodass das sich im Sammelraum 5a befindliche Stof fgemisch S , und insbesondere der sich im Sammelraum 5a befindliche Kohlenstof f 11 , der Separationsvorrichtung 37 zuführbar ist , und vorzugsweise selbsttätig zuführbar ist . Die Separationsvorrichtung 37 ist ausgestaltet zum Auftrennen des Stof f gemisches S in zumindest die Komponenten fester Kohlenstof f 11 und Wasserstof f H ₂ , oder in die Komponenten fester Kohlenstof f 11 und ein Gasgemisch enthaltend Wasserstof f H ₂ . Die Vorrichtung 1 umfasst zudem einen Kom- pressor 23 zum Verdichten des der Reaktorzuleitung 7 zugeführten Fluids .

Figur 2 zeigt den in Figur 1 dargestellten Pyrolysereaktor 2 in vergrösserter Darstellung . Die Ableitvorrichtung 12 hat insbesondere den Zweck sicherstellen, dass das sich innerhalb des Sammelraums 5a befindliche Stof fgemisch S , und insbesondere der Kohlenstof f 11 zuverlässig und vorzugsweise kontinuierlich aus dem Sammelraum 5a hinausgefördert wird . In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Ableitvorrichtung 12 eine Mehrzahl von Sammelrohren 12a mit Eingangsöf fnungen 12b, welche im Sammelraum 5a angeordnet sind . Vorteilhafterweise sind die Sammelrohre 12a lanzenförmig ausgestaltet , mit zum Reaktionsraum 3a hin ausgerichteten Eingangsöf fnungen 12b . In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung mündet eine Gas zufuhrleitung 8 in den Sammelraum 5a, deren Zweck insbesondere darin besteht , den Austrag des Kohlenstof fs 11 aus dem Sammelraum 5a zu unterstützen . In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist innerhalb des Sammelraums 5a zwischen dem Reaktionsraum 3a und den Eingangsöf fnungen 12b der Ableitvorrichtung 12 eine Gasverteilvorrichtung 9 angeordnet , welcher von der Gas zufuhrleitung 8 ein Fördergas F zugeleitet wird, um durch das einströmende Fördergas F den sich im Sammelraum 5a befindlichen Kohlenstof f 11 vorzugsweise auf zulockern und den Eintrittsöf fnungen 12 zuzuleiten .

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist vorteilhafterweise ein Kompressor 23 vorgesehen, der zumindest das über dein Einspeisung 19 zugeführte Zufuhrgas Z zu verdichten . Dem Kompressor ist in Flussrichtung des zugeführten Fluids die Reaktorzuleitung 7 und vorzugsweise zudem die Fördergas zufuhrleitung 8 nachgeordnet . Zwischen dem Kompressor 23 und der Reaktorzuleitung 7 und/oder der Fördergas zufuhrleitung 8 ist vorzugsweise eine Zuleitung 15 , 15a, 15b angeordnet , welche zudem beispielsweise durch einen Vorwärmer 16 geleitet sein kann . Es können zudem ein erstes und/oder ein zweites Ventil 17 , 18 vorgesehen sein, welche vorzugsweise von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung ansteuerbar sind, um beispielsweise den Druck oder die Fördermenge des in den Reaktionsraum 3a geförderten Zufuhrgases Z anzusteuern, und/oder den Druck oder die Fördermenge des in den Sammelraum 5a geleiteten Fördergases F anzusteuern . Es kann sich als vorteilhaft erweisen den Druck des Fördergases 5 intermittierend zu verändern, z . B . durch ein während einer vorgegebenen Zeitdauer periodisches Ein- und Ausschalten des Fördergasstroms , oder durch eine Abfolge von Druckschwankungen des Fördergasstroms durch ein entsprechendes Schalten des Ventils 18 , um dadurch insbesondere den sich im Sammelraum 5a befindlichen Kohlenstof f 11 auf zuwirbeln und dadurch den Austrag des Kohlenstof fs 11 aus dem Sammelraum 5a zu unterstützen . Es kann sich zudem als vorteilhaft erweisen den Zuleitungen 15a, 15b allenfalls einen zusätzlichen, vorzugsweise ansteuerbaren Verdichter zuzuschalten, um die Druckdi f ferenz des Gases zwischen der Zuleitung in den Reaktionsbehälter 3 und dem Sammelraum 5a zu beeinflussen und insbesondere anzusteuern .

In dem dem Pyrolysereaktor 2 nachgeordneten Entgasungsbehälter 25 wird der Kohlenstof f 11 vorzugsweise unter Druck aus dem zugeleiteten Stof fgemisch S getrennt . Wie in Figur 1 dargestellt umfass die Separationsvorrichtung 37 einen Entgasungsbehälter 25 , der als Druckbehälter ausgestaltet ist , wobei Entgasungsbehälter 25 einen Entgasungsbehälterinnenraum 25a mit einem unteren Teilinnenraum 25b und einem oberen Teilinnenraum 25c umfasst . Der untere Teilinnenraum 25b mündet in eine Schleuse 32 zur Ausgabe des vorzugsweise staubförmigen Kohlenstof fs 11 . Im Entgasungsbehälterinnenraum 25a ist vorteilhafterweise ein Partikel filter 27 angeordnet ist , welches den Entgasungsbehälterinnenraum 25a in den unteren Teilinnenraum 25b und den oberen Teilinnenraum 25c unterteilt , dass die Ableitung 14 über zu Zufuhrleitung 14a in den unteren Teilinnenraum 25b mündet , wobei ein im oberen Teilinnenraum 25c angeordneter Gasauslass 29a eine Gasableitung 29 speist . Zudem können ansteuerbare Ventile 24 , 28 vorgesehene sein . Die Gasableitung 29 mündet vorzugsweise in eine Wasserstof f trennvorrichtung 30 , welche das zugeführte Fluid zumindest teilweise an Wasserstof f abreichert und einer Wasserstof f ableitung 31 zuführt . Die Wasserstof f trennvorrichtung 30 umfasst vorzugsweise eine Vorrichtung zur Druckwechsel- Adsorption ( auf Englisch „PSA - Pressure Swing Adsorption" ) oder eine Membran zum Abreichern des Wasserstof fs . Der Auslass der Wasserstof f trennvorrichtung 30 könnte an die Umwelt entlassen werden . Das in der Wasserstof f trennvorrichtung 30 an Wasserstof f abgereicherte Fluid wird vorzugsweise dem Pyrolysereaktor 2 zugeführt . Besonders bevorzugt wird das an Wasserstof f abgereicherte Fluid als eine zweite Gas zufuhr 22 rezykliert und vorzugsweise dem Reaktionsbehälter 3 zugeführt , vorteilhafterweise indem das Zufuhrgas Z über die Einspeisung 19 und eine erste Gas zufuhr 21 gemeinsam mit der zweiten Gas zufuhr 22 dem Verdichter 32 zugeführt wird . Vorteilhafterweise ist zwischen der ersten Gas zufuhr 21 und der Einspeisung 19 zudem noch ein Einlassventil 20 vorgesehen . Das an Wasserstof f abgereicherte Fluid könnte , ausgehend von der Wasserstof f trennvorrichtung 30 , auch einem separaten, nicht dargestellten Kompressor zugeführt werden, und das derart komprimierte , Wasserstof f abgereicherte Fluid könnte vorteilhafterweise über die zweite Speisegas zuleitung 8 direkt dem Sammelraum 5a zugeführt werden .

Figur 3 zeigt die Separationsvorrichtung 37 und insbesondere die Schleuse 32 im Detail . Die Schleuse 32 umfasst eine erste verschliessbare Öf fnung 32a, einen Zwischenraum 32c sowie eine zweite verschliessbare Öf fnung 32b, wobei diese Öf fnungen 32a, 32b mit j e einem ersten bzw . zweite schwenkbaren Deckel 32d, 32e ansteuerbar geöf fnet und geschlossen werden können, sodass der sich im unteren Bereich des Entgasungsbehälters 25 befindliche Kohlenstof f 11 dem Speicherbehälter 33 zuführbar ist , und der im Innern des Entgasungsbehälters 25 anliegende Druck trotzdem aufrecht erhalten werden kann . Der Zwischenraum 32c ist vorzugsweise mit einer Druckentlastung versehen, und weist beispielsweise eine Ableitung 34 und ein nachfolgend angeordnetes Ventil 35 auf . Es kann sich zudem als vorteilhaft erweisen eine Inertgaszuführung 38 sowie ein Ventil 39 vorzusehen, insbesondere um den Kohlenstof f 11 mit Hil fe des über die Intergas zuführung 38 zugeführten Intergases der Schleuse 32 zuzuführen . Als Inertgas ist beispielsweise Stickstof f oder Kohlendioxid geeignet .

Das erfindungsgemässe Verfahren zur direkten thermischen Zersetzung einer wasserstof fhaltigen Verbindung in festen Kohlenstof f 11 und Wasserstof f H ₂ erfolgt derart , dass ein Kohlewasserstof fe enthaltendes Zufuhrgas Z verdichtet wird, das verdichtete Zufuhrgas Z anschliessend durch einen flüssigen Hochtemperaturwärmeträger 6 geleitet wird und das Zufuhrgas Z im Hochtemperaturwärmeträger 6 in ein Stof fgemisch S gewandelt wird, das Stof fgemisch S oberhalb des Hochtemperaturwärmeträgers 6 in einem Sammelraum 5a gesammelt wird, wobei das Stof fgemisch S zumindest den festen Kohlenstof f 11 und ein Gasgemisch enthaltend Wasserstof f H ₂ umfasst , das Stof fgemisch S einer dem Sammelraum 5a nachgeordneten Separationsvorrichtung 37 zugeführt wird und das Stof fgemisch S in der Separationsvorrichtung 37 von festem Kohlenstof f 11 abgereichert wird, wobei das abgereicherte Stof fgemisch S und der feste Kohlenstof f 11 getrennt aus der Separationsvorrichtung 37 abgeführt werden .

Vorzugsweise wird aus dem abgeführten, abgereicherten Stof fgemisch S nachfolgend Wasserstof f H ₂ abgereichert wird, wobei das an Wasserstof f H ₂ abgereicherte Stof fgemisch S vorzugsweise dem Pyrolysereaktor 2 , und insbesondere dem sich darin befindlichen flüssigen Hochtemperaturwärmeträger 6 zugeleitet wird .

Vorzugswiese wird das an Wasserstof f H ₂ abgereicherte Stof fgemisch S verdichtet bevor dieses anschliessend dem flüssigen Hochtemperaturwärmeträger 6 zugeleitet wird .

Vorzugsweise ein Fördergas F derart dem sich im Sammelraum 5a ansammelnden Stof fgemisch S zugeführt , dass zumindest ein Teile des sich im Sammelraum 5a befindlichen festen Kohlenstof fs 11 durch das einwirkende Fördergas F der Separationsvorrichtung 37 zugeführt wird . Vorzugsweise wird der Druck, die Fördermenge und/oder der Einwirkungsort des in den Sammelraum 5a einströmenden Fördergases F zeitlich verändert bzw . modulier, und der sich im Sammelraum 5a befindliche feste Kohlenstof f 11 dadurch aufge- wirbelt , um derart die Zuleitung des Kohlenstof fs in die Ableitvorrichtung 12 zu unterstützen .