Betreiben eines Verbrennungsmotors damit.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Produktion von Synthesegas für eine Verbrennungskraftmaschine und zu deren Betreiben, insbesondere zur dezentralen Erzeugung von Strom und Wärme.

Gemäß der DE 42 38 934 C2 ist ein Verfahrens zur Vergasung derartiger Roh- und Abfallstoffe bekannt, bei welchem die unsortierten Stoffe durch eine Kombina- tion von thermischer Vorbehandlung, Zerkleinerung und Flugstromvergasung vergast werden, um ein CO- und H ₂ -reiches Gas zu erzeugen. Es wird ein verspröde- tes, gemahlenes Zwischenprodukt erzeugt, das als Feingut der Flugstromvergasung unterworfen wird. Dieses Gas wird zum Betrieb von Gasmotoren und Gasturbinen oder als Synthesegas verwendet.

Gemäß der DE 10 2004 055-407 A1 ist ebenfalls ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors mit einem aus organischem Brennstoff, insbesondere Biomasse, hergestellten Synthesegas bekannt, wobei dieser zur dezentralen Energieversorgung dient (BHKW-Anlagen). Es wird dabei eine autotherme Vergasung unter Verwendung einer Festbett-Vergasungseinrichtung durchgeführt. Die Zuführung des erzeugten Synthesegases in den Motorenbrennraum erfolgt zusammen mit der angesaugten Brennluft nach deren Vermischung.

Bei diesen Vergasungsanlagen ist für einen technisch einwandfreien Betrieb ein definierter, nicht wechselnder Brennstoff erforderlich. Sie können insofern nicht direkt variabel mit wechselnden, heterogenen organischen Brennstoffen betrieben werden. Zudem muss durch spezielle Maßnahmen verhindert werden, dass sich Teerablagerungen im Brennraum des Gasmotors bilden.

Zur Behebung dieser Nachteile bezweckt die vorliegende Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zur Verwertung von jeglicher denkbarer Biomasse bzw. aufberei- T DE2010/000259 teten organischen Abfällen als Material zur Herstellung eines Brenngases zum Betrieb von Gasmotoren, wobei derartige Materialien bisher in reinen Vergasungsanlagen der Vergasung nicht zugänglich waren. Die Gasmotoren sollen gemäß einer weiteren Aufgabe in effizienten, dezentralen Energieerzeugungsanla- gen ab einer Leistung von 500 kWel, oder auch unter gleichzeitiger Wärmeauskopplung betreibbar sein.

Es soll unter Fortbildung der Aufgaben auch bei speziellen Gasmotoren deren Betrieb mit dem durch Vergasung hergestellten Brenngas und mit bei dessen Her- Stellung anfallenden Ölen, Kondensaten und Teeren möglich sein. Der Betrieb der Gasmotoren soll sowohl mit dem durch Vergasung hergestellten Brenngas als auch mit den bei dessen Herstellung anfallenden Ölen, Kondensaten und Teeren möglich sein. Es gilt dabei ein Verfahren zur dezentralen Energieerzeugung zu realisieren, bei dem die Verbrennungskraftmaschine mit Pyrolysegas, Pyrolyseöl, Teer, Produktgas, Synthesegas oder einer Mischung aus diesen Bestandteilen betrieben werden kann.

Wesentlicher Erfindungsgedanke ist dabei der, dass im Gegensatz zur einschlägigen Fachwelt, bei welcher Vergasungsprozesse im allgemeinen so geführt wer- den, dass sauberere, das heißt, teerfreie Brenngase entstehen, wenn eine motorische Nutzung beabsichtigt ist,

nunmehr erfindungsgemäß außer einem erzeugten„hochwertigen Synthesegas", welches teerfrei ist, zusätzliche Pyrolysekondensate mit hohem Teeranteil als Zündöl in einem vorgesehenen speziellen Gasmotor verbrannt werden können. Es dient dazu eine Verbrennungskraftmaschine, welche als Zweitakt-Zündstrahlmotor mit Dieseleinspritzung und mit zusätzlicher Gasregelstrecke betrieben wird.

Zielsetzung ist es, ein Verfahren zur dezentralen Energieerzeugung zu realisieren, bei dem die Verbrennungskraftmaschine mit Pyrolysegas, Pyrolyseöl, Teer, Pro- duktgas, Synthesegas oder einer Mischung aus diesen Bestandteilen betrieben werden kann. Hierbei kommt eine Technik zur Produktion von hochwertigem Synthesegas aus festen und/oder flüssigen organischen Brennstoffen, insbesondere Biomasse jeglicher Art, zum Einsatz. Erfindungsgemäß wird die eingangs genannte Aufgabe durch das Verfahren zur Herstellung eines Synthesegases aus einem in einem Pyrolysereaktor hergestellten Pyrolysegas und einem durch Vergasung erzeugten Produktgas gemäß An- spruch 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist insofern ein Verfahren zur Produktion von Synthesegas unter Herstellung teerbeladener Pyrolyse- und Produktgase sowie von Pyrolyse- Kondensat mit hohem Teeranteil zum Betreiben eines Zweitakt-Zündstrahlmotors, der zur dezentralen Erzeugung von Strom und Wärme dient,

mit folgenden Schritten vorgesehen:

a. Zerkleinerung von organischen oder organisches Material enthaltenden Roh- und Abfallstoffen auf die gewünschte Korngröße und Trocknung auf den erforderlichen Wassergehalt dieses Brennstoffes,

b. Zuführen des so aufbereiteten organischen Brennstoffes in einen Pyrolysereaktor,

c. Erzeugen und Zuführen thermische Energie zur Durchführung einer endothermen Zersetzung des organischen Brennstoffes bei einer Pyrolysetemperatur zwischen 400 °C und 650 °C unter Erzeugung von Pyrolysegas und Pyrolysekoks,

d. Reinigen und Abkühlen des Pyrolysegases auf ca. 300 °C und anschließende Gaswäsche mit Abkühlen auf unter 60 °C unter Auskondensation der Teere mit Kondensat und/oder Pflanzenöl,

e. Fördern des Pyrolysekokses in einen Vorlagebehälter eines Vergasers oder direkt in den Vergaser und Auffangen der Pyrolysekondensate zur Erzeugung von Zündöl für die Verbrennungskraftmaschine,

f. ganz oder teilweise autotherme Vergasung des Pyrolysekokses unter Zuführung von Luft und/oder technischen Sauerstoff und/oder Wasserdampf zur Bildung eines Produktgases bei Temperaturen von ca. 1000 °C und unter Zuführung von Wärme aus einem Teilstrom rückzuführenden Produktgases zum Heizen des Vergasers, 010 000259 g. Reinigen und Kühlen des Produktgases auf ca. 300 °C,

h. Rückführung des Teilstromes des Produktgases zum Heizen des Vergasers gemäß Schritt f), unter Aufwärmung in einem Vorwärmer im Hauptstrom des heißen Produktgases,

i. zusätzliches Reinigen des Produktgases oder des nach Zusammenführung aus diesem und dem Pyrolysegas gebildeten Synthesegases von Teer- und Staubpartikeln in einem Gaswäscher mit einem Waschöl sowie Abkühlen auf eine Temperatur von ca. 40 °C unter Bildung eines teerhalti- gen Pyrolysekondensats,

j. zum Waschen des Produktgases wird als Waschflüssigkeit ein Pflanzenöl verwendet, welches nach Sättigung in einer Zündölaufbereitung gereinigt wird,

k. Zusammenführen des noch einen Heizwert von > 15 MJ/Nm ³ besitzenden Pyrolysegases mit dem niederkalorischen, zunächst gemäß Schritt i) ledig- lieh gereinigten Produktgas (Heizwert < 10 MJ/Nm ³ ) zu einem Synthesegas

I. anschließende Reinigung des zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Synthesegases in einem Teer-Elektrostatikfilter nahezu vollständig von allen Teer- und Staubpartikeln gemäß Motorenanfor- derung,

m. Verdichten des gereinigten Synthesegases in einem Synthesegaskompressor auf

> 200 bar zur direkten Synthesegaseindüsung in die Verbrennungskraftmaschine,

n. Aufarbeiten des Waschöls gemeinsam mit dem Pyrolysekondensat und dem Teer aus dem Teer-Elektrostatikfilter in einer Zündölaufbereitung aus einer Zentrifuge und einem Homogenisator, in welcher eine mechanische Verkürzung der langkettigen Moleküle erfolgt, wobei dies als Zündöl in die Verbrennungskraftmaschine eingedüst wird,

o. Eindüsen sowohl des hochverdichteten Synthesegases als auch des

Zündöls über separate Injektoren in den Brennraum und Einbringung der Verbrennungsluft, getrennt von diesen Brennstoffen ebenfalls über einen eigenen Kanal in den Zylinder.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschi- ne zeichnet sich dadurch aus, dass der Brennstoff, z.B. gemischte organische Abfälle, auch aussortierter und getrennter Hausmüll, aber vorzugsweise Biomasse jeglicher Art bis hin zu Schweine-, Rinder- und Hühnermist, aufbereitet und in der ersten Stufe einer Pyrolyseanlage zugeführt wird.

Der in der Pyrolyse entstehende Pyrolysekoks wird zu einem Produktgas vergast.

Da die Pyrolyse ein endotherme Zersetzung ist, wird dem Pyrolysereaktor die erforderliche thermische Energie in Form von Wärme in der ersten Stufe (<300 °C - 450 °C) durch das Motorenabgas des anzutreibenden Verbrennungsmotors und in der zweiten Stufe direkt oder indirekt durch das heiße Produktgas aus dem Verga- ser oder aber einer Direktfeuerung zugeführt. Das Einbringen der thermischen

Energie kann, unterstützend oder allein, auch über einen Direkteintrag der heißen, aus dem Vergaser ausgetragenen Bettasche und dem Bettmaterial erfolgen. Die Pyrolysetemperatur liegt i. d. R. zwischen 400 °C und 650 °C.

Das erzeugte Pyrolysegas (Heizwert > 15 MJ/Nm ³ ) wird anschließend in einem Heißgaszyklon von mitgerissenen Staubpartikeln gereinigt.

Aus dem Pyrolysekoks wird, vorzugsweise in einem stationären Wirbelschichtvergaser, ein niederkalorisches Produktgas (Heizwert < 10 MJ/Nm ³ ) erzeugt und anschließend ebenfalls in einem Heißgaszyklon gereinigt. Die Vergasung ist ein endothermes Verfahren. Hier wird die zur Aufrechthaltung des Prozesses erforderliche Energie aus dem erzeugten Produktgasstrang entnommen. Anstelle der zugeführten, ebenfalls erforderlichen, Luft, kann wahlweise technischer Sauerstoff und/oder Dampf eingesetzt werden.

Es werden erfindungsgemäß getrennt von einander Pyrolyse- und Produktgase erzeugt, welche teerbeladen sind und dabei vorzugsweise auch hoch teerbeladen sein können. Entsprechend werden dann Pyrolyse-Kondensate mit hohem Teeranteil gewonnen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich somit nicht wie bei dem Verfahren gemäß der DE 102 58 485 A1 um ein Verfahren,

bei welchem Stoffe als Energieträger zunächst einer Pyrolyse- und anschließend einer Wirbelschichtvergasung unterzogen werden, wobei das Pyrolysegas im Außenkanal des Wirbelschichtvergasers mit dem umlaufenden Produktgas des Vergasers vereinigt wird und gemeinsam durch die Wirbelschicht geführt wird, um gleichzeitig eine Reinigung von teerartigen Kohlenwasserstoffen vorzunehmen (Pyrolyse-Kondensate und Pyrolyseöle werden in situ vergast).

Vielmehr wird lediglich Pyrolysekoks gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aus dem Pyrolyse-Reaktor dem verwendeten atmosphärischen Vergaser zuge- führt, wobei Produktgas uns Pyrolysegas zunächst getrennt von einander gereinigt und gekühlt werden.

Pyrolyse- und Produktgas werden nach der jeweiligen Reinigung und Kühlung zu Synthesegas vermischt. In einem Gaswäscher erfolgt die Reinigung von Teeren und weiteren Staubpartikeln. Dabei wird das ca. 300 °C heiße Synthesegas bis auf ca. 40 ° heruntergekühlt. Als Waschflüssigkeit wird vorzugsweise Pflanzenöl eingesetzt. Wenn das Waschöl gesättigt ist, wird es in einer Zentrifuge gereinigt und vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, gemeinsam mit dem Pyrolyseöl, Kondensat und Teer aus dem Elektrofilter in einem Homogenisator aufgearbeitet. Dabei werden mit einem speziellen physikalischen Verfahren langkettige Moleküle verkürzt. Dies hat zur Folge, dass das Waschöl mit dem Pyrolyseöl und/oder dem Pyrolysekondensat homogen gemischt und als Pilotöl in der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden kann.

Nachdem das Gas so gereinigt wurde, durchläuft es zusätzlich einen elektrostati- sehen Teerfilter, in dem letzte verbliebene Verunreinigungen entfernt werden. Auf diese Weise von Teer und Staubpartikeln befreit, wird das Synthesegas hoch verdichtet (> 200 bar) einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt, wobei das verdichtete Gas über einen separaten Injektor direkt in den Brennraum eingedüst wird. Die Verbrennungsluft wird über einen eigenen Kanal in den Motor eingebracht.

Als Verbrennungskraftmaschine kommen dabei langsam laufende Zweitakt- Zündstrahlmotoren zum Einsatz. Nur in einem derartigen speziellen Zweitakt- Zündstrahlmotor und nicht in üblicherweise verwendeten Vier-Takt-Motoren, wie diese bspw. aus der DE 198 24 747 A1 bekannt sind, ist es dabei möglich, den Dieselanteil nicht nur lediglich in geringer Prozentzahl als bloßes„Zündöl" zu führen, sondern mit dem erwähnten hohen Prozentanteil an Pyrolyseöl und Pyrolysekondensat, wobei dies einen hohen Teeranteil aufweisen kann.

Es kann dabei der„Dieselanteil", bei welchem Zündöl aus Pyrolyseöl, Pyrolysekondensat und/oder Teeröl gebildet wird, bis zu 100 % des zugeführten Brennstoffes darstellen, wobei dieser Anteil vorzugsweise größer als 40 % ist. Das Pyrolysegas und Pyrolysekondensat wird insofern im Gegensatz zum Stand der Technik nicht in den Vergaser zurückgeführt und beseitigt, sondern separat unmittelbar als Brennstoff in dem vorgesehenen speziellen„Zweitakt- Zündstrahlmotor" verwendet. Hierfür ist die Verwendung einer speziellen Einrichtung zur Zündölaufbereitung notwendig, in welcher zum einen das beladene Waschfluid, das Pyrolyseöl sowie das Pyrolysegas zusammengeführt werden und in einem Separator von groben Verunreinigungen dann gereinigt werden. Andererseits erfolgt dann nach Zugabe von Teeren aus den Elektrofiltern die Herstellung von Zündöl bzw. Pyrolysekon- densat mit hohem Teeranteil, wobei dies insofern in großen Mengen zum Betreiben des Zweitakt-Zündstrahlmotors verwendet werden kann.

In der Zündölaufbereitung gilt es ferner über einen speziellen Homogenisator die langkettigen Molekularketten des Pyrolyseöls bzw. der Kohlenwasserstoffmoleküle physikalisch zu zerkleinern und homogen zu Durchmischen.

Erst durch eine derartige spezielle Verfahrensvariante können auch problematische organische Brennstoffe eingesetzt werden, wobei das aufbereitete Pyrolyseöl und Kondensat als Zündöl für den Zündstrahlmotor dient. In der Zündölaufbereitung erfolgt dabei eine Homogenisierung mittels genau definierter Zahngeometrie zur Zerschneidung der langkettigen Kohlewasserstoffmoleküle. Weiterhin wird erfindungsgemäß ausschließlich Pflanzenöl zur Wäsche verwendet. Die Wäsche ist dabei gleichzeitig eine Quensche, bei der die Gastempe- ratur von 300 ⁰ auf 40 ⁰ heruntergekühlt wird.

Vorzugsweise können in der Vergasungsstufe technischer Sauerstoff oder Wasserdampf (H2O) eingedüst werden. Durch die Sauerstoffeindüsung in der Vergasungsstufe wird der N ₂ -Anteil im Synthesegas stark reduziert. Der Heizwert Hu steigt auf über 8,0 J/Nm ³ Synthesegas. Hauptbestandteile sind CO, H ₂ , CO ₂ ,

CH4 und in kleinen Mengen andere Gase. Hierdurch verringert sich die produzierte Synthesegasmenge, sodass die nachfolgenden Vorrichtungen zur Kühlung, Reinigung, Verdichtung und Speicherung kleiner dimensioniert werden können.

Ebenfalls optional können im Normalbetrieb CO ₂ , H ₂ und CO aus gewaschen und anderweitig verwendet werden, z.B. zur Verflüssigung. Aus der Reduktion ergeben sich Vorteile hinsichtlich der auszulegenden Dimensionen der Komponenten. So können diese auf Grund des geringeren Volumens kleiner ausgelegt werden.

Die Vorteile der Erfindung

a) Bei reinen Vergasungsanlagen ist für einen technisch einwandfreien Betrieb ein definierter, nicht wechselnder Brennstoff erforderlich.

Die Pyrolyseanlage kann variabel mit wechselnden, heterogenen organischen Brennstoffen betrieben werden. Erzeugt werden in verschiedenen Anteilen hauptsächlich Pyrolysegas, Pyrolysekoks, Pyrolyseöl und Teer. Der Pyrolysekoks wird in einem zweiten Schritt in einem Vergaser vergast.

b) Einsatz von jeglicher denkbarer Biomasse bzw. aufbereiteten organischen Abfällen als Brennstoff in effizienten, dezentralen Energieerzeugungsanlagen ab einer Leistung von 500 kW _e i, auch mit Wärmeauskopplung

c) Entsorgung von Problemstoffen wie z.B. Hühnermist oder ähnlichem und umfangreiche nachhaltige Vermeidung von Umweltbelastung. d) Umweltschonende Lösung für Entsorgungsprobleme und Reduzierung von Entsorgungskosten, da Reststoffe mineralisch sind und max. 2-3 % des eingesetzten Brennstoffes ausmachen.

e) Produktion von hochqualitativen Synthesegas, zusammengesetzt aus Pyroly- se und Produktgas mit einem Heizwert von > 10 kJ/Nm ³ . Insbesondere bei

Einsatz von technischem Sauerstoff anstelle von Luft in der Vergasungsstufe wird der N2-Anteil erheblich gesenkt. Dadurch ergibt sich eine Verringerung der zu kühlenden, reinigenden, verdichtenden und, optional, speichernden Synthesegasmenge sowie eine Erhöhung des Systemwirkungsgrades.

f) Durch die aufwändige Gasreinigung und insbesondere Umgehung von Turbolader und Ladeluftkühler, werden Ablagerungen von Staub und Kondensation von Teeren nahezu vollkommen vermieden.

g) Verwendung vom Pyrolyseöl, Kondensat und Teer als Zündöl für das Synthesegas. Daher auch kein Entsorgungsaufwand.

Ausführunasbeispiele

Der Verfahrensablauf und die wesentlichen Anlagenkomponenten sind für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Figur 1 , 2 und 3 der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt

Brennstofftrockner (1 )

Der nach der Anlieferung in einem Schredder auf die gewünschte Korngröße zerkleinerte Brennstoff wird in einem Trockner (1) auf den für den jeweiligen Brennstoff erforderlichen Wassergehalt getrocknet. Die thermi- sehe Energie für den Trocknungsprozess wird aus dem Niedertemperatur- kühlsystem des Motors (< 90 °C) und sonstiger Systemabfallwärme gewonnen. Der Trockner kann in verschiedenen Bauformen ausgeführt sein, vorzugsweise kommt jedoch ein Bandtrockner zum Einsatz.

Aus dem Trockner wird der Brennstoff mittels Förderschnecke oder Förderband in einen Brennstoffvorlagebehälter für den Pyrolysereaktor geför- dert. Die Aufbereitung des Eingangsbrennstoffes ist daher wichtig, da hiervon die Gasqualität und der Kaltgaswirkungsgrad maßgeblich beeinflusst wird.

Pyrolysereaktor (2)

Die Pyrolyse erfolgt vorzugsweise in einem zweistufigen Drehrohrpyroly- sereaktor (2).

Die Pyrolyseanlage kann mit wechselnden Brennstoffen (allen denkbaren organischen kohlenstoffhaltigen Materialien, z.B. organischen Abfällen) betrieben werden und benötigt thermische Energie von außen (exothermes Verfahren). Erzeugt werden in verschiedenen Anteilen hauptsächlich Pyrolysekoks, Pyrolyseöl und Pyrolysegas.

In der ersten Stufe wird die thermische Energie in Form von Wärme über das Motorenabgas zugeführt. In der zweiten Stufe wird vorzugsweise das Produktgas (ca. 950 °C) aus der Vergasung direkt oder über Wärmetauscher zur weiteren Erhöhung der Pyrolysetemperatur eingesetzt. Auch ei- ne Direktfeuerung oder der Eintrag von thermischer Energie in Form von heißer Bettasche und Bettmaterial aus dem Vergaser ist möglich. Hierfür ist ein Lager (37) mit Eintragvorrichtung vorgesehen. Die Pyrolysetemperatur liegt hier zwischen 400 °C und 650 °C. Bei dem eintretenden Zerset- zungsprozess fallen jeweils ein Produkt in festem (Pyrolysekoks), flüssi- gern (Kondensat, Pyrolyseöl) und gasförmigem (Pyrolysegas) Aggregatzustand in verschiedenen Mengen an.

2.1. Pyrolysekoks

Der Pyrolysekoks, der in der Hauptsache aus reinem Kohlenstoff besteht, wird vorzugsweise aus dem Pyrolysereaktor in einen Vorlage- behälter (7) für den Wirbelschichtvergaser (8) gefördert. Eine andere

Form der Lagerung ist ebenfalls möglich.

Pyrolyseöl

Das Pyrolyseöl wird aufgefangen und dem Zündöl für den Motor bei gemischt und/ oder direkt in den Vergaser (8) eingebracht. 2.3. Pyrolysegas

Das Pyrolysegas wird nach einer Grobreinigung in einem Heißgaszyklon (3) in einem Gaskühler (4) auf die erforderliche Temperatur gekühlt. Mit einem Druckerhöhungsgebläse (5) wird das Pyrolysegas mit dem Produktgas in einer gemeinsamen Leitung zusammengeführt. Optional kann eine separate Gaswäsche (51) eingesetzt werden.

Heißgaszyklon Pyrolysegasstrom (3)

In dem Heißgaszyklon werden im Gasstrom mitgerissene Staubpartikeln mit einer Korngröße > 0,1 mm ausgeschleust/Dadurch wird u. a. der abrasive Effekt im Gasstrom gemindert und das vorzeitige Verstopfen der Wärmetauscher verhindert.

Gaskühler (4)

In dem Wärmetauscher wird das Pyrolysegas von ca. 580 °C auf ca. 300 °C abgekühlt. Die dabei ausgekoppelte thermische Energie wird zur Erzeugung von Dampf genutzt, der wiederum eine Dampfturbine (56) zur Stromerzeugung antreibt.

Druckerhöhungsgebläse (5)

Das Druckerhöhungsgebläse dient zum Ausgleich des Druckverlustes in der Gasleitung und den Apparaten. Außerdem kann der Pyrolysegasstrang beim Zusammenführen mit dem Produktgasstrang genauer reguliert werden.

Brennstoffvorlage Vergaser (6)

In diesem Behälter wird der aus dem Pyrolysereaktor ausgetragene Pyro- lysekoks (PK) aufgefangen und zwischengelagert. Der PK ist homogen und besteht aus nahezu 100 % Kohlenstoff. Damit ist er ein hervorragender Brennstoff für den Vergasungsreaktor (10). Vorlagebehälter für Bettmaterial (7)

In diesem Behälter wird das Material für die Ausbildung eines Wirbelschichtbettes aufbewahrt. Das Bettmaterial ist i. d. R. Dolomit oder ein ähnlicher Kalkstein. Durch Veränderung der Zusammensetzung des Bett- materials werden bei Bedarf katalytische Wirkungen im Vergasungspro- zess erreicht.

Atmosphärischer Vergaser (8)

Zur Vergasung wird hier ein atmosphärischer Vergaser, vorzugsweise ein stationärer Wirbelschichtvergaser mit gestufter Luftzuführung, der auf- grund der intensiven Durchmischung optimale Bedingungen für die erwarteten Gas-/Feststoff-Reaktionen liefert, eingesetzt. Die Vergasung erfolgt autotherm mit Luft bei einer Temperatur von mindestens 900 °C, zu deren Erreichen und Aufrechterhaltung ein Teil des zur Vergasung eingesetzten Brennstoffs verbrannt bzw. teilverbrannt wird. Die zur Fluidisierung und Vergasung erforderliche Luft wird durch gleichmäßig im unteren Primärboden und oberen Sekundärboden des Vergasers verteilte Düsen mit Hilfe eines Zuluftgebläses in den Vergasungsraum eingetragen. Optional ist hier der Einsatz von, in einem Sauerstoffgenerator (50) hergestelltem, reinem Sauerstoff anstelle von Luft möglich. Die Querschnittfläche und Höhe des Vergasungsraums sind so gewählt, dass ausreichende Kontakt- und

Verweilzeiten des Produktgases von ca. 5 Sekunden bei einer Leerrohrgeschwindigkeit von < 1 ,5 m/s erreicht werden, bevor das Produktgas den Vergasungsraum mit über 1.000 °C am Kopfende verlässt. In einem nachgeschalteten Abhitzewärmetauscher (15) wird das Produktgas auf ca. 250 °C abgekühlt. Die ausgekoppelte Wärme wird wahlweise zur Vorwärmung der einzusetzenden Frischluft (12), optional Sauerstoff (50), zur Dampferzeugung für eine sekundäre Stromerzeugung (61) über eine Dampfturbine, als Prozesswärme oder zur Wasserraufwärmung für Heizzwecke genutzt.

Zur Kontrolle der Vergasungstemperatur und zur Homogenisierung des

Produktgases wird eine geregelte Teilmenge I des abgeführten Produktgases nach Entstaubung (12, 3) und Abkühlung im Abhitzewärmetauscher ( 0), bzw. in einem Vorwärmer für das in das in den Vergaser (8) rückzuführende Produktgas, mit Hilfe eines Kreislaufgebläses (14) zusammen mit der vorgewärmten Frischluft in den Vergasungsraum zurückgeführt. Der restliche Teil II des Gases wird zur Nutzung im Gas-Diesel- Motor ausgeschleust, welcher als Zweitakt-Zündstrahlmotor (30) ausgebildet ist.

Der Betrieb des Vergasers erfolgt weitgehend frei von Störungen bedingt durch inhomogenen Brennstoff, da hier hauptsächlich Pyrolysekoks als Brennstoff eingesetzt wird.

Heißgaszyklon (9) - für Produktgasstrom

Nach dem Abhitzekessel wird das Synthesegas in einem Heißgas- Zyklonabscheider entstaubt. Dabei werden im Gasstrom mitgerissene Staubpartikeln mit einer Korngröße > 0,1 mm ausgeschleust. Dadurch wird u. a. der abrasive Effekt im Gasstrom gemindert und das vorzeitige Verstopfen der Wärmetauscher vermieden.

Vorwärmer (10) für die rückzuführende Teilmenge des Produktgases

Ein Teil des Produktgases wird rezirkuliert, d.h., es wird wieder in den Vergaser (8) zurückgeführt, um den thermischen Prozess aufrecht zu halten. In dem Vorwärmer erfolgt eine Temperaturerhöhung der zum Vergaser rezirkulierenden Teilmenge des Produktgases und eine Abkühlung im Hauptgasstrom.

Luftvorwärmer (11 )

Hier wird die hohe Wärme im Produktgasstrom genutzt, um die Temperatur der für die Vergasung erforderlichen Luftmenge zu erhöhen und dabei die Effizienz im Vergaser zu steigern.

Schlauchfilter (12)

Dieser Filter ist hochtemperaturbeständig und dient der Abscheidung der im Produktgasstrom verbliebenen feinen Staubpartikel. Der abgeschiedene Feinstaub wird in einem geschlossenen Container gesammelt und entsorgt. (Flugasche) Gaskühler (13)

In diesem Gaskühler wird die Temperatur des Produktgases auf ca. 300 °C abgesenkt. Bei dieser Temperatur sind die im Gas enthaltenen Teerpartikel noch nicht auskondensiert.

Kreislaufgebläse (14)

Ein Teil des erzeugten Produktgases wird zur Aufrechthaltung des thermischen Prozesses im Vergaser vom Hauptgasstrang abgezweigt und in den Vergaser zurückgeführt. Die Rückführung erfolgt über dieses Gebläse.

Produktgas Druckerhöhungsgebläse (15)

Das Druckerhöhungsgebläse dient zum Ausgleich des Druckverlustes in der Gasleitung und den Apparaten. Außerdem kann der Pyrolysegasstrang beim Zusammenführen mit dem Produktgasstrang genauer reguliert werden.

Synthesegaswäscher (16)

Das zu reinigende Produktgas und Pyrolysegas wird über eine Sammelleitung dem Synthesegaswäscher zugeführt, sofern ein zusätzlicher Gaswäscher (51) für das Pyrolysegas abgeschaltet ist. Der Wäscher besteht aus einem Strahlgaswäscher mit einem nach geschalteten Entspannungsbehälter und einen Tropfenabscheider. Die Auswaschung erfolgt über einen Waschflüssigkeitskreislauf. Im Strahlgaswäscher wird ein Unterdruck von etwa 5 mbar erzeugt. Reicht dieser Unterdruck für die Absaugung aus, so kann auf einen Ventilator verzichtet werden.

Im Kolonnensumpf wird Pflanzenöl vorgelegt und damit die Prozessgasreinigung über den Waschkreislauf realisiert. Entsprechend der sich einstellenden Konzentration an Stäuben wird der Waschkreislauf beladen und über die Förderpumpe automatisch aus-gekreist und der Kolonnen- sumpf neu befüllt. Der Prozess kann auch kontinuierlich gestaltet werden. Zur Wärmeabführung wird ein Kühler im Waschkreislauf installiert, der mit Kühlwasser 25 °C betrieben wird.

Das gereinigte Prozessgas verlässt den Wäscher mit einer Temperatur von etwa 40 °C, die dem Taupunkt unter diesen Bedingungen entspricht.

Die durch die Temperaturabkühlung von 300 °C auf 40 °C abgeführte Wärme wird in einem Wärmetauscher ausgeschleust und als Prozesswärme zur Erwärmung von Kondensat usw. eingesetzt.

Die Anlage besitzt einen Steuerkasten, von dem der automatische Betrieb sichergestellt wird. Die komplette Anlage wird als Baugruppe geliefert und kann nach Anschluss der bauseitigen Leistungen sofort in Betrieb gesetzt werden,

Frischöltank (17)

Dieser Tank dient zum Lagern des frischen Waschöls. Aus diesem Tank wird die aus dem Waschfluidtank als Zündöl entnommene Menge belade- nes Öl mit frischem Öl aufgefüllt.

Waschfluidtank (18)

Hier wird das das aus dem Gaswäscher aus geschleuste, beladene Waschfluid aufgefangen und gelagert. Aus diesem Tank werden jeweils die für die Gaswäsche und zum Einsatz als Zündöl benötigte Menge Fluid entnommen.

Zündölaufbereitung (19)

Hier werden das beladene Waschfluid, das Pyrolyseöl, sowie Kondensat zusammengeführt und zuerst in einem Separator von groben Verunreini- gungen gereinigt. Nach Zugabe von Teer aus dem Elektrofilter (21 ) werden in einem Homogenisator die langkettigen Molekularketten physikalisch zerkleinert und homogen durchmischt. Durch dieses Verfahren können auch problematische Brennstoffe eingesetzt werden. Das so aufbereitete Öl dient als Zündöl für den Zündstrahlmotor. Puffertank für Zündöl (20)

In diesem Tank wird das aufbereitete Zündöl gelagert.

Teerelektrostatikfilter (21 )

Das Teer-Elektrofilter besteht aus einem vertikal durchströmten Filterfeld mit rundem Querschnitt. Um eine gleichmäßige Gasströmung und somit optimale Abscheideleistung zu gewährleisten, wird das Rohgas vor Erreichen des Filterfeldes durch eine Gasverteilung geführt.

Das Filterfeld besteht aus in Waben ausgeführten Niederschlagselektro- den, zwischen denen die Sprühelektroden angeordnet sind. Die scharfkantigen Bandelektroden gewährleisten eine höchstmögliche Filterspannung mit optimaler Koronaentladung. Ein Verschleiß der Elektroden findet praktisch nicht statt.

Das elektrische Sprühsystem wird von den Stützisolatoren getragen. Die Isolatorflächen werden, um Überschläge, besonders in den Anfahr- und

Stillstandperioden zu vermeiden, ständig durch eine elektrische Begleitheizung trocken gehalten.

Zwischen den Sprüh- und Niederschlagselektroden liegt eine hohe

Gleichspannung an. Durch das sich aufbauende elektrische Feld und den dabei, aus den scharfen Kanten der Sprühelektroden, austretenden Elektronen werden die abzuscheidenden Partikel ionisiert und von den Niederschlagselektroden angezogen. Hier geben sie ihre Ladung ab und lagern sich an die Elektroden an.

Die Abreinigung des Filtersystems erfolgt über eine periodisch, wiederkeh- rend durchzuführende Heißdampfreinigung. Anschlussflansche sind am

Filter vorgesehen. Die Reinigung muss, je nach Verschmutzungsgrad vom Betreiber geregelt werden.

Das abgeschiedene Kondensatgemisch (Teer), welches von den Nieder- schlagselektroden abtropft, sammelt sich im unteren Bereich des Filters und wird über einen Tauchverschluss in ein bereitgestelltes Auffangbe- hältnis abgeleitet.

Synthesegaskompressor (22)

Das Synthesegas muss bei einem Zweitakt Zündstrahlmotors mit einem Druck von ca. 200 bar in den Brennraum eingeführt werden. In diesem Kompressor können bis zu 250 bar Druck aufgebaut werden.

Synthesesgasregelstrecke (23)

Hier werden für den Motor optimierte Parameter des Synthesegases, z. B. Temperatur und Druck, überwacht und bei Bedarf geregelt.

Separate Synthesegaseindüsung (24)

Die separate Synthesegaseindüsung mit einem Druck von über 200 bar hat den großen Vorteil, dass es vor der Einbringung in den Motorraum zu keinerlei Kondensatbildung kommen kann. Das geschieht meistens bei der Mischung von Luft und Gas vor dem Turbolader. Hier kommt es dann regelmäßig zur Schichtbildung von Teeren und zusätzlich zur Verstopfung des Ladeluftkühlers. Das wird durch die direkte Einbringung des Gases in den Zylinder verhindert und es kommt zusätzlich zu einer besseren Aus- regelung des Gasgemisches.

Zündöleindüsung (25)

Hier wird das aufbereitete Öl separat als Zündöl in den Zylinder eingedüst.

Lufteinlassschlitze (26)

Hier wird die über den Turbolader angesaugte Luft mit leichtem Überdruck eingebracht.

Auslassventil (27)

Turbolader (28) Ladeluftkühler (29)

Zündstrahlmotor (30)

Der Zündstrahlmotor (Dual-Fuel-Engine), auch Diesel-Gas-Motor genannt, basiert thermodynamisch auf dem Prinzip des Dieselprozesses. Er vereint die Vorteile der Dieselmotorentechnik mit der von Gas-Ottomotoren. So besitzen Zündstrahlmotoren neben der Dieseleinspritzung auch immer zu- sätzlich eine Gasregelstrecke wie beim Gas-Ottomotor und können daher wahlweise mit zwei Brennstoffen betrieben werden.

Das Eindüsen von Zündöl ist deshalb erforderlich, da der Zündstrahlmotor keine Zündkerzen besitzt. Üblicherweise ist, abhängig vom Motor und Betriebsweise, ein Zündöleinsatz von 8 % bis 20 % erforderlich, damit der Gasanteil sicher gezündet wird.

Wahlweise kann der Zündstrahlmotor mit verschiedenen Diesel/Gas Anteilen (20 % : 80 % - 100 % : 0%) betrieben werden. Das gute Teillastverhalten und der hohe el. Wirkungsgrad des Dieselmotors werden unverändert beibehalten.

Im Falle eines Viertakt-Zündstrahl-Motors wird die Arbeitsenergie wie bei einem Ottomotor als Gas-Luft- Gemisch über das Ansaugsystem in der Zylinder eingebracht und lediglich die zum Zünden des Treibstoffgemisches benötigte Energie als Diesel eingedüst.

Bei einem Zweitakt-Zündstrahl-Motor wird lediglich die Luft über den Tur- bolader in den Brennraum des Zylinders gedrückt. Gas und Zündöl werden über jeweils separate Einspritzdüsen unter hohem Druck in den Brennraum eingebracht. Das hat den Vorteil, dass in Synthesegasen befindliche Partikel und Teere nicht vor der Einbringung in den Verbrennungsraum an Rohrleitungen oder Apparaten kondensieren können.

Zweitakt-Motoren haben in der Regel höhere elektrische Wirkungsgrade als Viertakt-Motoren. Der Zündstrahlmotor hat den weiteren Vorteil, dass erheblich weniger Partikel ausgestoßen werden bei einem Diesel. Die Schadstoffbilanz bezogen auf C0 ₂ und andere Abgaskomponenten ist ebenfalls sehr gut.

Zündstrahlmotor-BHKW-Anlagen sind wie die Dieselmotor-BHKW-Anlagen uneingeschränkt für die Notstromversorgung in z.B. Krankenhäuser, Hotels, Flughäfen, Kaufhäuser, Sprinkleranlagen etc. zugelassen.

SCR- und Oxi-Kat (31)

Da es sich bei dem Motor um einen Zündstrahlmotor mit ca. 8 % Zündöl- anteil handelt, muss zu Einhaltung der Stickstoffgrenzwerte gemäß TA- Luft ein SCR-Katalysator eingesetzt werden.

Elektrostatikfilter (32) für das Motorabgas

Das E-Filter dient in erster Linie als Staubfilter für das Abgas, um die Partikelemissionen unter die Werte der TA-Luft zu bringen.

Abgasschalldämpfer (33)

Abgaswärmetauscher (34)

Schornstein (35)

Eintrag (36) des Pyrolyseöls und Kondensats in Zündölaufbereitung (19)

Lager (37) mit einer Eintragvorrichtung für Bettasche und Bettmaterial des Vergasers

Optionale Vorrichtungen

Sauerstoffgenerator (Optional) (50) Gaswäscher für Pyrolysegas (Optional) (51 ) Das Pyrolysegas wird in diesem Wäscher von langkettigen Kohlenwasserstoffen, in Form von z.B. Teeren, durch auskondensieren gereinigt. Das Waschmedium ist wahlweise Wasser, Biodiesel, Pflanzenöl oder ein anderes Fluid bi- ogenen Ursprungs. Bei Einsatz von Pflanzenöl oder Biodiesel als Waschflüs- sigkeit wird das beladene Fluid gemeinsam mit dem anfallende Öl, Teer oder Kondensat dem Zündöl für den Motor beigemischt.

C0 ₂ -Wäscher (Optional) (52)

Optional kann das im Synthesegas enthaltene CO ₂ ausgewaschen und direkt in flüssiger Form oder gasförmig als Kohlensäure, als Trockeneis oder in Ge- wächshäusern als Wachstumsfördernde Maßnahme eingesetzt werden.

Die Ausschleusung von Kohlendioxid aus dem Synthesegas hat den Vorteil, dass durch die Verringerung des Synthesegasvolumens um den Anteil von Kohlenmonoxid und Wasserstoff der energetische Aufwand für die Kompression des Gases auf über 200 bar verringert wird und. Außerdem hat das dem Motor zugeführte Gas bedingt durch den höheren Methananteil einen höheren Heizwert und verbrennt dadurch effizienter.

Synthesegaskompressor (Optional) (53)

Gasspeicher (Optional) (54)

Synthesereaktor (Optional) (55)

Fischer-Tropsch-Verfahren

Die von Professor Franz Fischer und Dr. Hans Tropsch vor über 80 Jahren entdeckte und zum Patent angemeldete Kohlenwasserstoffsynthese ist eine zweistufige Reaktionsfolge, mit der feste Brennstoffe wie Biomasse, Koks oder andere organische Stoffe in flüssige Treibstoffe wie Dieselkraftstoff und Benzin umgewandelt werden können. Dabei werden mit Hilfe von Metallkatalysatoren flüssige Kohlenwasserstoffe aus den Kohlenmonoxid- und Wasserstoffanteilen eines Synthesegases hergestellt. Die hierbei synthetisierten Kohlenwasserstoffe bestehen hauptsächlich aus flüssigen Alkanen, auch Paraffinöle genannt. Als Nebenprodukte fallen noch Olefine, Alkohole und feste Paraffine an. Das erforderliche Synthesegas lässt sich durch Pyrolyse bei 600 °C und höher oder durch Vergasung mit Wasserdampf und/oder Sauerstoff bei Temperaturen oberhalb 900 °C aus Biomasse, Koks oder anderen Kohlenstoffhaltigen organischen Stoffen erzeugen.

Die Ausschleusung von Wasserstoff und Kohlenstoff hat in dem vorgestellten System den weiteren Vorteil, dass durch die Verringerung des Synthesegasvolumens um den Anteil von Kohlenmonoxid und Wasserstoff der energetische Aufwand für die Kompression des Gases auf über 200 bar verringert wird und. Außerdem hat das dem Motor zugeführte Gas bedingt durch den höheren Me- thananteil einen höheren Heizwert und verbrennt dadurch effizienter.

Dampfturbine (56)

In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt.

Dort erfolgt die Zuführung der thermischen Energie zur Zersetzung der organischen Brennstoffe im Pyrolysereaktor nicht durch die Wärme eines heißen Produktgases aus dem Vergaser oder durch das Motorenabgas der Verbrennungskraftmaschine, sondern durch Verbrennen eines im Pyrolysereaktor erzeugten, rückgeführten Teils des Pyrolysegases. Die Rückführung in den Pyrolysereaktor erfolgt über eine Leitung (59), welche von dem Gaswäscher (51) über eine Regelstrecke (60) bis zum Pyrolysereaktor (2) geführt ist und dabei die Regelstrecke (61) für den mit dem Produktgas zusammenzuführenden Teil des Pyrolysegases umgibt. Die Zusammenführung von Produktgas und des zusammenzuführenden Teils des Pyrolysegases unter Bildung von Synthesegas erfolgt an der Stelle (62). Die Zusammenführung gemäß Figur 1 an der Stelle (63) wird insofern umgangen. Unter Abänderung der Wärmezuführung in den Pyrolysereaktor und unter Verwendung der ansonsten selben Vorrichtungen besteht das Verfahren zur Produktion von hoch teerbeladenem Pyrolysegas, von gereinigtem Synthesegas und von teerbeladenem Kondensat (Anteil > 40 %) mit hohem Teeranteil zum Betreiben eines Zweitakt-Zündstrahlmotors zur dezentralen Erzeugung von Strom und Wärme insofern aus folgenden Schritten: a. Zerkleinerung von organischen oder organisches Material enthaltenden Roh- und Abfallstoffen auf die gewünschte Korngröße und Trocknung auf den erforderlichen Wassergehalt dieses Brennstoffes,

b. Zuführen des so aufbereiteten organischen Brennstoffes in einen Pyrolysereaktor,

c. Zuführen thermischer Energie zur Durchführung einer endothermen Zersetzung des organischen Brennstoffes bei einer Pyrolysetemperatur zwischen 400 °C und 650 °C unter Erzeugung von Pyrolysegas, und Pyrolysekoks, d. Abkühlen des Pyrolysegases auf ca. 300 °C und anschließender Wäsche in einem Gaswäscher (51) mit Abkühlen auf unter 60 °C unter Auskondensation der Teere mit gereinigtem Kondensat und/oder Pflanzenöl,

e. Verbrennen des Pyrolysegases zur Erzeugung der für die Pyrolyse erforderlichen Wärmeenergie,

f. Fördern des Pyrolysekokses in einen Vorlagebehälter eines Vergasers oder direkt in den Vergaser und Auffangen der Kondensate zur Erzeugung von Zündöl für die Verbrennungskraftmaschine,

g. ganz oder teilweise autotherme Vergasung des Pyrolysekokses unter Zuführung von Luft und/oder technischen Sauerstoff und/oder Wasserdampf zur Bildung eines Produktgases bei Temperaturen von ca. 850 °C - 1000 °C und unter Zuführung von Wärme aus einem Teilstrom rückzuführenden Produktgases zum Heizen des Vergasers,

h. Reinigen und Kühlen des Produktgases auf ca. 300 °C,

i. Rückführung eines Teilstromes des Produktgases zum Heizen des Vergasers, unter Aufwärmung in einem Vorwärmer im Hauptstrom des heißen Produktgases,

j. Reinigen des Produktgases von Teer- und weiteren Staubpartikeln in einem Gaswäscher (16) mit einem Waschöl sowie Abkühlen des Synthesegases auf eine Temperatur von ca. 40 °C,

k. zum Waschen des Synthesegases wird als Waschflüssigkeit ein Pflanzenöl verwendet, welches nach Sättigung in einer Zentrifuge gereinigt wird, I. Zusammenführen des noch einen Heizwert von > 15 MJ/Nm ³ besitzenden Pyrolysegases mit dem niederkalorischen Produktgas (Heizwert < 10 MJ/Nm ³ ) zu einem Synthesegas,

m. anschließende Reinigung des zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Synthesegases in einem Teer-Elektrofilter nahezu vollständig von allen Teer- und Staubpartikeln gemäß Motorenanforderung, n. Verdichten des gereinigten Synthesegases in einem Synthesegaskompressor auf > 200 bar zur direkten Synthesegaseindüsung in die Verbrennungskraftmaschine,

o. Aufarbeiten des Waschöls gemeinsam mit dem Kondensat und dem Teer aus dem Elektrostatischen Teerfilter in einem Separator und einem Homogenisator mit einer genau berechneten Zahngeometrie, in welchem eine mechanische Verkürzung der lang kettigen Moleküle erfolgt, wobei das aufgearbeitete Waschöl als Zündöl in die Verbrennungskraftmaschine einge- düst wird,

p. Eindüsen sowohl des hochverdichteten Synthesegases als auch des Zündöls über separate Injektoren in den Brennraum und Einbringung der Verbrennungsluft, getrennt von diesen Brennstoffen ebenfalls über einen eigenen Kanal in den Zylinder.

Die dem Pyrolysereaktor indirekt über das Verbrennen des Pyrolysegases in Form vom Wärme zugeführte erforderliche thermische Energie ist dabei derart hoch, dass die Pyrolyse bei einer Temperatur zwischen 400°C und 450°C durchgeführt wird. Das Vergasen des Pyrolysekokses erfolgt dabei in einem atmosphärischen Vergaser. Abgas kann dabei aus dem Pyrolysereaktor auch über einen Wärmetauscher (57) ausgeschleust werden, wobei dieser an einem Schornstein (58) angeschlossen ist.

Die verwendete Vorrichtung besteht somit aus

a. einem Brennstofftrockner (1 ) und einem Lager mit Brennstoffvorlagebehälter;

b. einer zweistufigen Brenngaserzeugung, in der die erste Stufe ein Pyrolysereaktor (2) zur Bildung eines Pyrolysegases sowie von Pyrolysekoks und die zweite Stufe ein Vergaser (8) für Pyrolysekoks aus dem Pyrolysereaktor zur Bildung eines Produktgases (2) ist. Als Vergasertyp wird ein stationärer atmosphärischer Vergaser oder ein Drehrohrvergaser eingesetzt. Sowohl Pyrolyse als auch Vergaser können jeweils separat und unabhängig voneinander betrieben werden.

Ferner bestehend aus:

c. einem in die Pyrolyse- und Produktgasströme jeweils installierten Heißgas- Zyklonabscheider (3, 9) und einem Schlauchfilter (12) im Produktgasstrom; d. in die jeweiligen Pyrolyse- und Produktgasströme installierte Wärmetauscher bzw. Gaskühler (4, 13), die jeweils das Pyrolyse- und Produktgas auf ca. 300 °C abkühlen;

e. aus einem jeweils im Pyrolyse- und Produktgasstrom installierten Gaswäscher (16,51 );

f. aus einem im Synthesegasstrang nach Vereinigung der Leitungen der Pyrolyse- und Produktgasströme installierten Teer-Elektrofilter (21 );

g. einer Einrichtung über die das Synthesegas mechanisch und/oder biologisch und/oder physikalisch und/oder chemisch reinigbar ist;

h. einem Gasverdichter bzw. Synthesegaskompressor (22) mit dem das Synthesegas auf > 200 bar komprimierbar ist;

i. einer Zündölaufbereitung (19) , bestehend aus einer Zentrifuge und einem Homogenisator, in dem beladenes Waschöl und/oder Kondensat aus dem Pyrolysereaktor (2) und/oder Teer aus dem Elektrostatischen Teerfilter bzw. Teer- Elektrostatikfilter (21) zur Verwendung als Zündöl aufarbeitbar ist; j. einem Zweitakt-Zündstrahl-Motor (30) als Verbrennungskraftmaschine, welcher über separate Injektoren (24, 25, 26) für das hoch verdichtete Synthesegas, das aus Waschöl und/oder Pyrolyseöl/Kondensat und/oder Teeröl gebildete Zündöl sowie die Verbrennungsluft verfügt, wobei das hoch verdichtete Synthesegas über den separaten Injektor (24) in den Zündstrahlmotor (30) eindüsbar ist;

Vorteilhaft ist diese Vorrichtung kombiniert mit einer der Zuführung der thermischen Energie in den Pyrolysereaktor gemäß Figur 1 , z.B. der Zuführung von Motorenabgas und/oder einem Wärmetauscher zum Einbringen thermischer Energie. Gasqualitäten

Bezugsziffernliste

1 Brennstofftrockner

2 Pyrolysereaktor

3 Heißgaszyklon (Pyrolysegasstrom)

4 Gaskühler

5 Druckerhöhungsgebläse

6 Brennstoffvorlage für den Vergaser

7 Vorlagebehälter für Bettmaterial des Vergasers

8 Atmosphärischer Vergaser (vorzugsweise stationärer Wirbelschicht-vergaser)

9 Heißgaszyklon (Produktgasstrom)

10 Vorwärmer für die in den Vergaser rückzuführende Teilmenge des Produktgases (Abhitzewärmetauscher)

11 Luftvorwärmer

12 Schlauchfilter

13 Gaskühler

14 Kreislaufgebläse für das in den Vergaser rückzuführende Produktgas

15 Produktgas-Druckerhöhungsgebläse

16 Synthesegaswäscher bzw. Produktgaswäscher, je nach Stelle der Zusammenführung mit dem Pyrolysegas

17 Frischöltank

18 Waschfluidtank

19 Zündölaufbereitung (Zentrifuge mit Homogenisator)

20 Puffertank für Zündöl

21 Teer-Elektostatikfilter

22 Synthesegaskompressor

23 Synthesegas-Regelstrecke

24 Injektor für die Synthesegaseindüsung

25 Injektor für die Zündöleindüsung

26 Injektor für den Lufteinlass

27 Auslassventil

28 Turbolader

29 Ladeluftkühler 30 Zweitakt-Zündstrahlmotor

31 SCR- und Oxi-Kat

32 Elektrostatikfilter für das Motorabgas

33 Abgasschalldämpfer

34 Abgaswärmetauscher

35 Schornstein

36 Eintrag in Zündölaufbereitung (19)

37 Lager mit einer Eintragvorrichtung für Bettasche und Bettmaterial des Vergasers

50 Sauerstoffgenerator

51 Gaswäscher für Pyrolysegas

52 C0 ₂ -Gaswäscher

53 Synthesegaskompressor

54 Gasspeicher

55 Synthesereaktor

56 Dampfturbine

57 Wärmetauscher für auszuschleusendes Abgas

58 Schornstein

59 Leitung für rückzuführendes Pyrolysegas

60 Regelstrecke für den rückzufuhrenden Teil des Pyrolysegases

61 Regelstrecke für den mit dem Produktgas zusammenzuführenden Teil des

Pyrolysegases

62 Stelle der Zusammenführung von Produkt- und Pyrolysegas unter Bildung von Synthesegas (alternativ) (Figur 4)

63 Stelle der Zusarnmenführung von Produkt- und Pyrolysegas unter Bildung von Synthesegas (Figur 1)