von Brennstoffen

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse nach Anspruch 18.

Reaktoren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen (beispielsweise Biomasse oder Abfallstoffe und hier insbesondere Holz oder dergleichen Stoffe), mit dem Zweck, die im Reaktor erzeugten Brenngase zur Energiegewinnung bzw. Stromerzeugung (insbesondere mittels Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Gasmotoren) zu nutzen, sind allgemein bekannt. Das aus den Festbrennstoffen produzierte Gas wird unterschiedlich als Produktgas, Schwachgas, Holzgas oder aber als Synthesegas bezeichnet, wobei die im Reaktor erfolgende Vergasung das Produktgas liefert, das als Hauptkomponenten Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, Methan, Wasserdampf sowie bei der Vergasung mit Luft als Vergasungsmittel auch erhebliche Anteile an Stickstoff enthält. Im Rahmen der Vergasung entstehen als unerwünschte Nebenprodukte in unterschiedlichen Mengen Teere bzw. Kondensate, Asche und Staub.

Der Vergasungsprozess im Reaktor selbst lässt sich grob in die Bereiche Aufheizung bzw. Trocknung, pyrolytische Zersetzung, Oxidation und Reduktion aufteilen. Dies wird nachfolgend anhand von Biomasse näher erläutert:

Zunächst wird die Biomasse aufgeheizt, wodurch das darin befindliche Wasser bis zu einem Temperaturniveau von ca. 200°C verdampft. Nach der Aufheizungs- bzw. Trocknungsphase der Biomasse erfolgt bei Temperaturen zwischen 150°C und

BESTÄTIGUNGSKOPIE 500°C eine thermisch induzierte pyrolytische Zersetzung der Makromoleküle, aus denen Biomasse besteht. Hierbei entstehen gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen, Wasserdampf und Pyrolysekoks. Bei der anschließenden Oxidation werden Teile der entstandenen gasförmigen, und festen Pyrolyseprodukte durch weitere Wärmeeinwirkung zur Reaktion mit Sauerstoff gebracht, der in einer Oxidationszone mittels einer Luftzuführeinrichtung über die zugeführte Luft eingebracht wird. Dadurch wird eine Erhöhung der Temperatur auf zum Beispiel über 1000°C bewirkt, wodurch ein Großteil der höheren Kohlenwasserstoffverbindungen (Teere) in kleinere gasförmige Moleküle gespalten werden. Partiell kann es hier auch zur Verbrennung von Kohlenstoff kommen. Es entsteht zudem Kohlendioxid.

In einer sich an die Oxidationszone anschließenden Reduktionszone werden dann Bestandteile des Produktgases wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff, und Methan gebildet. Insbesondere werden hierbei die bei der Oxidation und Trocknung entstehenden Produkte Kohlenstoffdioxid und Wasser mit festem Kohlenstoff zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff reduziert. Bei einer derartigen herkömmlichen Verfahrensführung besteht jedoch die Problematik, dass sich in den den Reaktor verlassenden Gasen nach wie vor ein relativ hoher Teerbestandteil findet. Diese Teere machen den Einsatz von Wäschern erforderlich, um zum Beispiel den nachgeschalteten Motoren von derartigen Rückständen befreite Gase zuführen zu können.

Zur Vermeidung einer derartigen Teerbildung schlägt die DE 100 37 762 B4 konkret vor, einem Vergasungsreaktor eine Gasreinigungseinheit nachzuschalten, die katalytisch aktives Material aufweist, das unmittelbar den aus der Vergasereinheit austretenden Gasen exponiert ist. Ferner ist eine dieser Gasreinigungseinheit nachgeschaltete Gaskühleinheit vorgesehen, der wiederum ein Filter nachgeschaltet ist. Konkret soll hierbei die Gasreinigungseinheit einen thermisch isolierten, vertikal von oben nach unten durchströmbaren Vollraumreaktor aufweisen, der über eine Zuleitung verfügt, durch die die aus der Vergasereinheit austretenden Gase in den Vollraumreaktor eingebracht werden können. In vertikal nach unten gerichteter Strömungsrichtung der Gase sind innerhalb des Vollraumreaktors der Gasreinigungseinheit Strömungskanäle angeordnet, die wabenartige Strömungsquerschnitte aufweisen und die von einem Tragegestell gebildet werden, auf dem das katalytisch aktive Material vorgesehen ist. Ferner ist eine Ableitung am Vollraumreaktor vorgesehen, durch die die katalytisch gespaltenen Gase aus dem Vollraumreaktor austreten, während sich im Bodenraum des Vollraumreaktors Flugstaub ansammeln kann, der wiederum durch einen Ablassstutzen ausgeschleust werden kann. Ein derartiger Aufbau ist ersichtlich aufwendig und wenig preiswert. Weiter ist aus der DE 31 12 975 A1 ein Schachtofen bekannt, bei dem eine turmartige Zuführung für Luft bzw. Vergasungsmittel in die Schüttgutschicht oberhalb eines Glutbettes einragt, um dort, das heißt, in die Schüttgutschicht hinein Luft einzublasen, so dass die zugeführte Luft hier zusätzlich zum erzeugten Brenngas durch die Schüttung hindurchströmen muss. Dies führt zu einem nachteiligen Druckabfall, insbesondere bei Verwendung von feinstückigen Brennstoffen. Das Brenngas wird hier zudem ascheaustragsseitig, das heißt nach Durchströmen der gesamten Schüttung, mittels einer Brenngasleitung abgezogen, die an einen die Schüttgutschicht erwärmenden Wärmetauscher angeschlossen ist. Diese Vorwärmzone dient lediglich der Trocknung und Vorerwärmung, eine Pyrolyse und Reduktion findet in diesem Bereich nicht statt. Ein separates Muffelrohr ist hier nicht vorgesehen.

Die DE 199 16 931 A1 zeigt einen Vergaser mit einem eine Trocknungszone und eine Pyrolysezone ausbildenden und sich nach unten konisch verengenden Befüllschacht, der in einen zylinderförmigen, die Oxidations- und Reduktionszone enthaltenden Bereich übergeht. Das erzeugte Brenngas strömt hier durch einen mittels Ausmauerung thermisch abgegrenzten bzw. isolierten Ringraum bis zur Trocknungszone nach oben, wo es dann abgezogen wird. Somit findet ein Wärmeübergang vom Rohgas in die Schüttung nur im Bereich der Trocknungszone statt. Die Wärmezuführung in die Pyrolyse- und Reduktionszone erfolgt autotherm innerhalb des zylinderförmigen Schachtes über die Oxidationszone. Folglich müssen auch hier Vergasungsmittel und sämtliche entstehenden Gaskomponenten die Schüttung vollständig durchströmen, damit das Brenngas im Bereich des Rostes in den Ringraum überströmen kann. Eine vom Prinzip her mit der DE 199 16 931 A1 identische Vorrichtung zur Holzvergasung ist auch aus DE 10 2007 002 895 A1 bekannt. Ein wesentlicher Unterschied zur DE 199 16 931 A1 besteht darin, dass hier das Vergasungsmittel über Düsen von außen und nicht von innen her zugeführt wird.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse zu schaffen, mittels dem, insbesondere in Verbindung mit einer hohen Brennstoffflexibilität, eine sehr gute Gasqualität auf einfache und funktionssichere Weise erzielbar ist. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hierfür geeignete Verfahrensführung zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Reaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, vorgeschlagen, der einen Reaktorinnenraum aufweist. Weiter weist der Reaktor wenigstens eine Brennstoff-Zudosiereinrichtung zur Zudosierung von zu vergasenden Brennstoff in den Reaktorinnenraum auf. Zudem ist ein im Reaktorinnenraum, vorzugsweise bodenseitig, angeordneter Rost vorgesehen, auf den der in den Reaktorinnenraum zudosierte und zu vergasende Brennstoff aufliegt. Weiter ist wenigstens eine Luftzuführeinrichtung zur Luftzuführung in den Reaktorinnenraum vorgesehen, wobei die Begrifflichkeit „Luft" hier in einem umfassenden Sinne zu verstehen ist und stellvertretend für jedwedes geeignete Vergasungsmittel (also ausdrücklich auch für solche die keine Luft sind) steht. So kann zum Beispiel anstelle von reiner Umgebungsluft auch mit Sauerstoff angereicherte Luft bzw. reiner Sauerstoff oder Wasserdampf zugeführt werden, um nur einige Beispiele zu nennen. Ferner umfasst der erfindungsgemäße Reaktor wenigstens einen Gasauslass zum Abführen des im Reaktorinnenraum erzeugten Gases aus dem Reaktorinnenraum. Erfindungsgemäß ist im Reaktorinnenraum ein oberhalb des Rostes angeordnetes Muffelrohr vorgesehen, das sich bevorzugt in Hochachsenrichtung erstreckt, wobei in dem Muffelrohr der zu vergasende Brennstoff aufgenommen ist. Das Muffelrohr mündet mit einem in Hochachsenrichtung unteren bzw. freien, rostseitigen Muffelrohrende in einen mittelbar oder unmittelbar mit Luft von der wenigstens einen Luftzuführeinrichtung beaufschlagbaren und als autotherme Vergasungszone ausgebildeten unteren Reaktorbereich, in dem der zu vergasende Brennstoff oder bereits aus diesem entstandene Produktgase teilweise oxidieren.

Weiter erfindungsgemäß ist das Muffelrohr mit einem in Hochachsenrichtung oberen Muffelrohrbereich, unter Ausbildung eines in den unteren Reaktorbereich mündenden Ringspaltes, in einem, ein Muffelgehäuse ausbildenden oberen Reaktorbereich dergestalt aufgenommen, dass das im Bereich des unteren bzw. freien Muffelrohrendes aus dem Muffelrohr austretende Gas, vorzugsweise unter Durchmischung mit Gas aus der authothermen Vergasungszone, in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt eintritt und dort unter Wärmeabgabe wenigstens bereichsweise entlang und/oder um den oberen Muffelrohrbereich strömt, so dieser eine allotherme Vergasungszone zur Aufheizung, Pyrolyse und Reduktion des zu vergasenden Brennstoffes ausbildet.

Durch das Einragen des unteren Muffelrohrendes in den mit Luft bzw. Vergasungsmittel beaufschlagten unteren Reaktorbereich erfolgt eine vorteilhafte Umlenkung des in der allothermen Vergasungszone erzeugten Brenngases vor dessen Eintritt in den Ringspalt, was dazu beiträgt, die Reinheit des Gases zu erhöhen, indem zum Beispiel schwerere Partikel, wie zum Beispiel Schwebstoffe bzw. Kohlestoffpartikel, in der autothermen Vergasungszone verbleiben. In diesem Bereich kommt es außerdem zu einer Durchmischung der aus der allothermen (muffelrohrseitigen) und autothermen (rostseitigen) Vergasungszone austretenden Gase. Dabei kann schon die für die Crackung der Teere notwendige Temperatur von wenigstens 1050°C ohne weitere Zugabe von Vergasungsmittel erreicht werden.

Vorteilhaft wird hier weiter das im Reaktor erzeugte heiße Gas zur Beheizung des, den zu vergasenden Brennstoff aufnehmenden, oberen Muffelrohrendes verwendet, so dass dadurch im oberen Muffelrohrbereich zum einen eine allotherme Vergasungszone ausgebildet wird, die im Wesentlichen ohne Fremdenergie und Fremdwärmeeinkopplung auskommt, und zum anderen auch die Reaktorgase bereits zum Gasauslass hin abgekühlt werden, so dass sich der dem Reaktor nachgeschaltete Kühlaufwand deutlich reduziert beziehungsweise gegebenenfalls sogar vollständig entfallen kann.

Dadurch, dass die Luftzuführung erst im sich an die allotherme Vergasungszone anschließenden und eine autotherme Vergasungszone ausbildenden unteren Reaktorbereich erfolgt, lässt sich dort die Temperatur des Gases bzw. des Gasgemisches aus autothermen und allothermen Gasen auf eine gewünschte Höhe einregeln, zum Beispiel auf wenigstens 1.050°C, was wiederum zur Folge hat, dass die im Gas enthaltenen Teere gecrackt werden können.

In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung wird somit das Gas im Anschluss an die Pyrolyse nochmals aufgeheizt, um die Teere zu cracken. Die sich dadurch ergebenden heißen Gase werden dann beim Durchströmen des Ringspaltes vorteilhaft abgekühlt, wobei die entzogene Wärme zur Aufheizung, Pyrolyse und Reduktion des Brennstoffes im Muffelrohr herangezogen wird, wie dies bereits zuvor erläutert worden ist.

Mit einem derartigen Aufbau wird ein Reaktor zur Verfügung gestellt, der zudem eine höhere Brennstoffflexibilität bei höherem Wassergehalt gewährleistet und der zudem unempfindlich gegenüber einem bestimmten Feinanteil ist. Zudem wird hierdurch eine bessere Skalierbarkeit des Reaktors erzielt, ebenso wie ein höherer Kaltgaswirkungsgrad.

Auch wenn hier vorliegend grundsätzlich ein den oberen Muffelrohrbereich vollständig ringförmig umlaufender Ringspaltbereich von Vorteil ist, um einen gleichmäßigen Wärmeeintrag von allen Seiten in den eine allotherme Vergasungszone ausbildenden oberen Muffelrohrbereich zu erhalten, ist es grundsätzlich auch denkbar, dass der Ringspalt nicht vollständig um das Muffelrohr herum verläuft, sondern zum Beispiel das Muffelrohr am zugeordneten Muffelrohrgehäuse in einer Anlageverbindung anliegt, so dass dann eben kein vollständig umlaufender Ringspalt ausgebildet ist.

In dem, vorzugsweise vollständig um das Muffelrohr bzw. den oberen Muffelrohrbereich umlaufenden Ringspalt ist vorzugsweise wenigstens ein Strömungsleitelement so angeordnet, dass dem in den Ringspalt einströmenden Gas eine turbulente Strömung aufgeprägt wird, was zu einem besseren Wärmeübergang in das Muffelrohr hinein führt. Insbesondere in Verbindung mit einem vollständig um den oberen Muffelrohrbereich umlaufenden Ringspalt ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der das wenigstens eine Strömungsleitelement durch eine sich im Ringspalt wenigstens bereichsweise und/oder wenigstens abschnittsweise spiralförmig wenigstens um einen Teilbereich des oberen Muffelrohrbereichs windende Gasleitspirale gebildet ist. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang eine Gasleitspirale, die sich über den gesamten Ringspalt und/oder oberen Muffelrohrbereich erstreckt. Eine derartige Gasleitspirale bewirkt auf vorteilhafte Weise einen ausgezeichneten gleichmäßigen Wärmeübergang über den gesamten Muffelrohrumfang sowie über die gesamte Muffelrohrlänge, was sich besonders vorteilhaft auf die Funktionssicherheit der Trocknung, Pyrolyse und Reduktion in der allothermen Vergasungszone des oberen Muffelrohrbereichs auswirkt.

Die Gasleitspirale kann dabei zum Beispiel mit einem Außenwandbereich des Muffelrohres, insbesondere des oberen Muffelrohrbereichs, fest verbunden sein. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der die Gasleitspirale durch ein ortsfest im Ringspalt angeordnetes, insbesondere mit dem Muffelgehäuse verbindbares oder verbundenes, Bauteil gebildet ist, so dass das Muffelrohr, insbesondere zur Reinigungs- und Revisionsarbeiten, relativ zu der Gasleitspirale verlagerbar bzw. drehbar ist. Alternativ kann die Gasleitspirale aber auch mit dem Rost unmittelbar oder mittelbar verbunden sein, insbesondere mit einem drehbar gelagerten Rost verbunden sein und somit selbst beispielsweise über den vorzugsweise bodenseitig angeordneten Rost bewegt werden. Dazu ist dann eine kraftschlüssige Verbindung zum Rost erforderlich, eine Anbindung an den Außenwandbereich des Muffelrohres oder -gehäuses entfällt in diesem Fall. Eine besonders stabile und in sich steife Ausgestaltung der Gasleitspirale wird dadurch erreicht, dass in Erstreckungsrichtung benachbarte Wendelbereiche der Gasleitspirale abschnittsweise durch voneinander in Wendelrichtung beabstandete Stützelemente versteift sind. Diese Stützelemente können beispielsweise durch definiert geringen Strömungswiderstand aufweisende Stützstäbe gebildet sein. Die Beabstandung kann dabei vorzugsweise so erfolgen, dass die einzelnen Stützelemente bzw. Stützstäbe auch zumindest zum Teil umfangsseitig gegeneinander versetzt sind. Es versteht sich, dass vorzugsweise der gesamte Reaktor mit einer Wärmedämmung versehen ist, die bevorzugt als Außendämmung, zum Beispiel aus einer Keramikschicht und einer Steinwollschicht, ausgebildet ist. Mit einer derartigen Wärmedämmung wird auf einfache und funktionssichere Weise sichergestellt, dass die Wärme im Reaktor gehalten wird, zum Beispiel im Bereich der allothermen Vergasungszone.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Muffelgehäuse, vorzugsweise im Bereich des oberen Muffelrohrendes, wenigstens eine in den Ringspalt einmündende Gasauslassöffnung auf. Dadurch ist sichergestellt, dass das Nutzgas erst nach vollständigem Durchströmen des Ringspaltes und damit nach der erwünschten Wärmeabgabe an den oberen Muffelrohrbereich aus dem Reaktor abgezogen wird. Gegebenenfalls können aber auch mehrere in unterschiedlichen Höhen entlang des Ringspaltes angeordnete Gasauslassöffnungen vorgesehen sein, beispielsweise zur Herstellung eines Gasgemisches mit bestimmter Temperatur.

Das Muffelgehäuse weist bevorzugt eine kopfseitige Reaktoröffnung auf, über die das Muffelrohr in den Reaktorinnenraum einsetzbar ist. Das Muffelrohr kann dann mit wenigstens einer muffelrohrseitigen Befestigungseinrichtung, zum Beispiel mit einem Muffelrohrflansch, am Muffelgehäuse eingehängt und festgelegt werden. Dadurch wird auf einfache Weise sichergestellt, dass das Muffelrohr ein einfach aus dem Reaktor ein- bzw. auszubauendes Bauteil ist, was zum Beispiel insbesondere bei Reinigungs- bzw. Revisionsarbeiten von Vorteil ist. Die kopfseitige Reaktoröffnung wird dann bevorzugt mittels eines, vorzugsweise mit einer Wärmedämmung versehenen Kopfteils verschlossen, in das die Biomasse- Zudosiereinrichtung, die zum Beispiel durch eine Zudosierschnecke gebildet ist, mündet. Besonders bevorzugt ist hierbei eine solche Festlegung des Kopfteils am Muffelgehäuse, bei dem das Kopfteil mittels eines Kopfteilflansches unter Verklemmung des Muffelrohrflansches an einem Befestigungsflanschbereich des Muffelgehäuses festgelegt ist. Der Vorteil dieser Festlegung liegt insbesondere darin, dass hier dann gleichzeitig das Kopfteil als auch das Muffelrohr mittels einer einzigen Flanschverbindung funktionssicher im bzw. am Reaktor festgelegt werden können. Insbesondere für den Fall, dass eine durch ein separates Bauteil gebildete Gasleitspirale vorgesehen ist, kann in diesem Bereich dann auch die Festlegung der Gasleitspirale erfolgen. Mit einem derartigen Aufbau lässt sich zudem auf einfache Weise sicherstellen, dass die Zudosierung der Brennstoffe unmittelbar in das Muffelrohr hinein erfolgt und somit in diesem die gewünschte Brennstoffschicht ausgebildet wird. Ein weiterer Vorteil dieses eben beschriebenen Aufbaus liegt darin, dass hier dann beispielsweise das Kopfteil innenwandseitig aus einem anderen Werkstoff hergestellt werden kann als das Muffelrohr selbst, was die konstruktive Flexibilität erhöht.

Alternativ zu dieser eben beschriebenen konkreten Ausführungsform kann aber auch vorgesehen sein, dass das Muffelgehäuse eine obere bzw. kopfseitige Reaktoröffnung aufweist, über die das Muffelrohr in den Reaktorinnenraum einsetzbar ist, wobei das Muffelrohr die kopfseitige Reaktoröffnung mit einem oberen Muffelrohrende überragt, und zwar bevorzugt dergestalt, dass das die kopfseitige Reaktoröffnung überragende obere Muffelrohrende in einem, vorzugsweise mit einer Wärmedämmung versehenen, Kopfteil aufgenommen ist, mittels dem die kopfseitige Reaktoröffnung verschließbar ist und in das die Brennstoff-Zudosiereinrichtung, vorzugsweise eine Zudosierschnecke, mündet. Auch hier kann dann wiederum das Kopfteil mittels eines Kopfteilflansches an einem Befestigungsflanschbereich des Muffelgehäuses festgelegt sein, was eine stabile und funktionssichere sowie einfach herzustellende Verbindung sicherstellt.

Zudem ist bei einem derartigen Aufbau, bei dem das Muffelrohr mit einem die kopfseitige bzw. obere Reaktoröffnung überragenden Muffelrohrende in einem Kopfteil aufgenommen ist, in das die Brennstoff-Zudosiereinrichtung einmündet, sichergestellt, dass der zudosierte Brennstoff auf einfache und funktionssichere Weise unmittelbar in den gewünschten Bereich des Muffelrohrs gelangt. Alternativ hierzu kann aber auch vorgesehen sein, dass das Muffelrohr die kopfseitige Reaktoröffnung mit einem oberen Muffelrohrende dergestalt überragt, dass die Brennstoff-Zudosiereinrichtung, vorzugsweise eine Zudosierschnecke, direkt in das die kopfseitige Reaktoröffnung überragende obere Muffelrohrende mündet.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das untere, freie Muffelrohrende im Innenraum des unteren Reaktorbereichs bis in den Bereich des, vorzugsweise bodenseitig im Innenraum des unteren Reaktorbereichs angeordneten Rosts, vorzugsweise eines Rostkegels des Rosts, geführt und dort, das heißt im Inneren bzw. Innenraum des unteren Reaktorbereichs, vorzugsweise ringförmig, von einem, zum Beispiel zylindrischen, Reaktionsraum umgeben, in den der muffelgehäuseseitige Ringspalt, vorzugsweise in Hochachsenrichtung beabstandet oberhalb des unteren freien Muffelrohrendes, einmündet und in den das, das untere Muffelrohrende verlassende Gas, vorzugsweise unter Umlenkung um das untere Muffelrohrende herum, einströmt, bevor es, vorzugsweise unter Durchmischung mit dem Gas aus der authothermen Vergasungszone, in den Ringspalt überströmt.

Mit einem derartig ausgebildeten Reaktionsraum im unteren Reaktorbereich wird eine vorteilhafte Aufheiz- und Durchmischungszone ausgebildet, in der sich die Nutzgase vor dem Übertritt in den Ringspalt aufheizen und durchmischen können, wobei die Nutzgase zudem durch eine entsprechend gesteuerte bzw. geregelte optionale Luftzuführung in diesem Bereich zudem dort gegebenenfalls auch noch oxidiert und dadurch weiter erhitzt werden können. Wie bereits zuvor ausgeführt, bringt die in diesem Reaktionsraum erzielbare hohe Temperatur von 1.050°C und mehr den Vorteil mit sich, dass dort die Teere im Gas zuverlässig gecrackt werden können.

Gemäß einer besonders bevorzugten Aus- und Weiterbildung weist der das untere freie Muffelrohrende zylindrisch und/oder ringförmig umgebende Reaktionsraum wenigstens in einem Teilbereich, insbesondere in einem in Hochachsenrichtung oberen Reaktionsraumbereich, also im Übergangsbereich zum Ringspalt, eine Verbreiterung auf, insbesondere eine sich nach oben in Richtung Muffelgehäuse konisch erweiternde Verbreiterung auf. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases reduziert und es kommt somit zu einer Partikalabscheidung, wodurch ein mit weniger Partikeln beladener Gasstrom in den Ringspalt des Muffelgehäuses überströmt. Die wenigstens eine Luftzuführeinrichtung ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung so ausgebildet, dass Luft (steht hier, wie vorbeschrieben, stellvertretend für jedes geeignete Vergasungsmittel) außerhalb der allothermen Vergasungszone und/oder außerhalb des Muffel roh res in einen bzw. den das Muffelrohrende umgebenden Reaktionsraum des unteren Reaktorbereichs einleitbar ist. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass die wenigstens eine Luftzuführeinrichtung außerhalb der allothermen Vergasungszone und/oder außerhalb des Muffelrohres angeordnet ist. DieLuftzuführung kann gemäß einer ersten Ausführungsform zum Beispiel dergestalt erfolgen, dass mittels der Luftzuführeinrichtung eine umfangsverteilte Luftzuführung über mehrere voneinander in Umfangsrichtung des Reaktionsraums beabstandete Lufteinlassöffnungen bzw. Luftdüsen in den Reaktionsraum, insbesondere im Bereich der Verbreiterung, erfolgt. Eine derartige gezielte Luftzuführung in den Reaktionsraum, insbesondere im ringspaltnahen oberen Bereich des Reaktionsraums, ermöglicht es, die Temperatur in diesem Bereich sehr hoch zu halten, um die gewünschte Crackung der Teere zu erreichen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Luft bzw. das Vergasungsmittel jedoch auch über eine Luftzuführeinrichtung am Rost zugeführt werden. Das heißt, dass auch durch die alleinige Zugabe der Luft bzw. des Vergasungsmittels am Rost, oberhalb der auf dem Rost aufliegenden Schüttung (autotherme Vergasungszone) in dem zuvor beschriebenen, das Muffelrohrende umgebenden Reaktionsraum (Bereich der Mischung der allothermen und autothermen Gasfraktionen) ausreichend hohe Temperaturen erreicht werden können.

Der vorzugsweise bodenseitig im unteren Reaktorbereich bzw. im unteren Reaktionsraumbereich angeordnete Rost weist einen mittels eines Rostantriebs drehantreibbaren Rostteller, vorzugsweise mit einem von diesem nach oben in Richtung Muffelrohr abragenden Rostkegel auf, wobei der Rostteller in einem mit dem unteren Reaktorbereich verbindbaren Rostgehäuse gelagert und/oder angeordnet ist. Besonders bevorzugt sind randseitig am Rostteller umfangsseitig voneinander beabstandete Verteilelemente, insbesondere in der Form von Verteilstangen, angeordnet, mittels denen der auf dem Rostteller verbleibende Kohlenstoff gleichmäßig im unteren Reaktorbereich verteilt werden kann. Für den Fall, dass die Verteilelemente durch Verteilstangen gebildet sind, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verteilstangen vom Rostteller weg um das untere Muffelrohrende herum nach oben in den Reaktionsraum ragen.

Ferner weist der Rost bevorzugt eine Luftzuführeinrichtung, zum Beispiel eine am Rost und/oder im Bereich des Rostes mündende Zuführleitung, auf, mittels der dem Rostbereich Luft (auch hier steht der Begriff Luft stellvertretend für jedwedes geeignetes Vergasungsmittel) rostseitig zugeführt werden kann, um den Ascheausbrand sicherzustellen. Dabei entsteht femer vorteilhaft Wärme und Kohlendioxid für die autotherme Vergasungszone.

Weiter kann der Rost auch mit einer Ascheaustragseinrichtung gekoppelt sein bzw. eine solche aufweisen, mittels der dann die Asche aus dem Rost entfernt werden kann. Des Weiteren kann in dem, den zu vergasenden Brennstoff aufnehmenden Muffelrohr wenigstens eine, insbesondere keine Luftzuführung ermöglichende, Rühr- und/oder Mischeinrichtung angeordnet sein. Diese ist vorteilhaft, um den Wärmeübergang vom außenseitig beheizten Muffelrohr in die Schüttung in einem ausreichenden Maße (für die Vergasungsreaktion, Trocknung, Pyrolyse und Reduktion) sicherzustellen. Diese wenigstens eine Rühr- und/oder Mischeinrichtung erstreckt sich von der, in Hochachsenrichtung gesehen, Ober- bzw. Kopfseite des Muffelrohres her und/oder von der, in Hochachsenrichtung gesehen, Unter- bzw. Rostseite des Muffelrohres her entlang einer definierten Wegstrecke im Inneren des Muffelrohres, vorzugsweise über im Wesentlichen die gesamte Muffelrohrlänge, gegebenenfalls aber auch bloß über die Hälfte oder 2/3 der Muffelrohrlänge. Die Rühr- und/oder Mischeinrichtung ist bevorzugt länglich bzw. zylinderartig, zum Beispiel in der Art eines Turms, ausgebildet, und kann am Außenumfang grundsätzlich beliebig gestaltet sein, zum Beispiel rund, oval oder eckig. Weiter kann von der wenigstens einen Rühr- und/oder Mischeinrichtung wenigstens ein Rührelement abragen, zum Beispiel wenigstens ein Rührstab stabartig abragen. Die wenigstens eine Misch- und/oder Rühreinrichtung ist mittels eines geeigneten Antriebs drehantreibbar, und zwar bevorzugt intervallartig bzw. zu vorgegebenen Zeiten. Beispielsweise kann der Drehantrieb von oben durch das Muffelrohr her und damit vom Reaktorkopf her erfolgen oder aber von unten von der Rostseite her. Das heißt, dass eine von der Oberseite des Muffelrohrs her in das Muffelrohr eingeführte Rühr- und/oder Mischeinriehtung mittels eines im Bereich der Oberseite des Muffelrohres angeordneten Antriebs drehantreibbar sein kann und/oder dass eine von der Unterseite des Muffelrohrs her in das Muffelrohr eingeführte Rühr- und/oder Mischeinrichtung von der Rostseite her drehantreibbar sein kann, insbesondere dort mit einem drehangetriebenen Rostteller eines Rostes, insbesondere mit dessen Rostkegel, drehfest verbunden sein kann, so dass bei einem Drehen des Rosttellers gleichzeitig auch die wenigstens eine Misch- und/oder Rühreinrichtung betätigt bzw. drehangetrieben wird.

Der als Muffelgehäuse ausgebildete obere Reaktorbereich und der sich daran nach unten anschließende untere Reaktorbereich können grundsätzlich im Wesentlichen materialeinheitlich und/oder einstückig ausgebildet sein. Insbesondere im Hinblick auf den einfachen Austausch von Bauteilen bzw. die Vereinfachung von Reinigungs- und Revisionsarbeiten, ist es jedoch vorteilhaft, dass das Muffelgehäuse durch ein separates Bauteil gebildet ist, das mittels wenigstens einer Befestigungseinrichtung, vorzugsweise mittels einer Flanschverbindung, mit dem ein Reaktorgehäuse ausbildenden unteren Reaktorbereich verbunden ist. Besonders bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass das Reaktorgehäuse eine Muffelrohraufnahmeöffnung aufweist, durch die das untere Muffelrohrende in den durch das Reaktorgehäuse ausgebildeten unteren Reaktorbereich einragt. Weiter kann dieses Reaktorgehäuse eine bodenseitige Rostaufnahmeöffnung aufweisen, über die der Rost im unteren Reaktorbereich bodenseitig einsetzbar und im Bereich unterhalb des unteren Muffelrohrendes anordenbar ist. Mit einer derartigen Ausbildung des Reaktorgehäuses lassen sich die einzelnen Bauteile leicht modulartig zusammenfügen und auch wieder austauschen bzw. auseinanderbauen.

Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Reaktorgehäuse eine innere Ausmauerung mit einer diese auch im Bereich der Flanschverbindung zwischen Muffelgehäuse und Reaktorgehäuse umgebenden Außendämmung aufweist, und zwar dergestalt, dass die Flanschverschraubung zwischen Reaktorgehäuse und Muffelgehäuse im Bereich außerhalb der reaktorgehäuseseitigen Wärmedämmung liegt bzw. im kalten Bereich außerhalb der reaktorgehäuseseitigen Wärmedämmung liegt. Dadurch kommt es in diesem Verbindungsbereich zu keiner wesentlichen Wärmeleitung nach außen und sind somit die Verschraubungen nicht heiß.

Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung wird ein Verfahren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, mittels eines Reaktors vorgeschlagen, bei dem der zu vergasende Brennstoff in dem eine allotherme Vergasungszone ausbildenden oberen Muffelrohrbereich, zumindest teilweise mittels des über den muffelgehäuseseitigen Ringspalt zum Gasauslass strömenden Gases aufgeheizt, dann pyrolysiert und anschließend reduziert wird. Die Begrifflichkeit „zumindest teilweise" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Aufheizen, Pyrolysieren und anschließende Reduzieren des zu vergasenden Brennstoffes in dem oberen Muffelrohrbereich sowohl vollständig als auch lediglich zum Teil durch das durch den Ringspalt zum Gasauslass strömende heiße Gas erfolgen kann. Das im Bereich des unteren Muffelrohrendes aus dem Muffelrohr austretende Gas tritt dann in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt ein und strömt im Ringspalt unter Wärmeabgabe an das Muffelrohr bzw. den oberen Muffelrohrbereich wenigstens bereichsweise entlang und/oder um den Muffelrohrbereich herum, wie dies bereits zuvor ausführlich erläutert worden ist. Die sich mit einer derartigen erfindungsgemäßen Verfahrensführung ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor in Verbindung mit der Beschreibung des erfindungsgemäßen Reaktors ausführlich dargestellt, so dass an dieser Stelle auf die zuvor gemachten Ausführungen verwiesen wird. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Verfahrensführung, bei der das Gas am unteren Muffelrohrende umgelenkt wird. Bevorzugt wird hier der verbleibende Kohlenstoff mittels umfangsseitig beabstandet an einem Rostteller des Rostes angeordneter Verteilelemente, insbesondere nach oben abragener rosttellerseitiger Verteilstangen, im unteren Reaktorbereich verteilt. Gegebenenfalls ist dies aber auch ohne Verteilstangen möglich, wenn die Distanz zwischen Muffelrohrende und Rost erhöht wird. Auch hier wurden die damit erzielbaren Vorteile bereits zuvor ausführlich dargestellt. Desweiteren wird gemäß einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrensführung vorgeschlagen, dass eine Luftzuführung in einem, einen Reaktionsraum ausbildenden unteren Reaktorbereich so gesteuert und/oder geregelt wird, dass das den unteren Reaktorbereich und damit die autotherme Vergasungszone verlassende sowie in den muffelgehäuseseitigen Ringspalt einströmende Gas eine Temperatur von wenigstens 1.050°C aufweist. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Luftzuführung außerhalb der allothermen Vergasungszone und/oder außerhalb des Muffelrohres, vorzugsweise in einem in Hochachsenrichtung oberen Teilbereich, insbesondere in einem oberen Verbreiterungsbereich, des Reaktionsraumes erfolgt. Die Luftzuführung erfolgt vorzugsweise mittels einer Randluftzufuhr mittels mehrerer umfangsseitig voneinander beabstandeter Lufteinlassöffnungen bzw. Luftdüsen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Luft bzw. das Vergasungsmittel jedoch auch über eine Luftzuführeinrichtung am Rost zugeführt werden.

Ferner für einen Ascheausbrand gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung eine Luftzuführung im Bereich des Rostes vorgesehen. Auch hier wird bezüglich der sich dadurch ergebenden Vorteile wieder auf die bereits zuvor gemachten Ausführungen verwiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine prinzipielle Schnittansicht eines erfindungsgemäßen

Reaktors, und

Fig. 2 schematisch eine alternative Flanschanbindung des Muffelrohres am

Muffelgehäuse.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors 1 gezeigt, der als unteren Reaktorbereich ein Reaktorgehäuse 2 aufweist, das eine einen Reaktionsraum 3 bereichsweise begrenzende innere Ausmauerung 4 aufweist und in dem bodenseitig ein Rost 5 aufgenommen und angeordnet ist. Das Reaktorgehäuse 2 ist zudem außenseitig mit einer Wärmedämmung 6 versehen.

Der bodenseitig im Reaktionsraum 3 des Reaktorgehäuses 2 angeordnete Rost 5 weist einen mittels eines Rostantriebs 7 drehantreibbaren Rostteller 8 mit einem von diesem nach oben in Hochachsenrichtung z abragenden Rostkegel 9 auf, wobei der Rostteller 8 in einem mit dem Reaktorgehäuse 2 verbundenen Rostgehäuse 10 gelagert ist. Randseitig sind am Rostteller 8 mehrere umfangsseitig voneinander beabstandete Verteilstangen 11 angeordnet, die vom Rostteller 8 weg nach oben in den Reaktionsraum 3 einragen.

Am Rostgehäuse 10 mündet eine Luftzuführleitung 12, mittels der Luft 13 oder jedes andere geeignete Vergasungsmittel in den Bereich des Rostes 5 zugeführt werden kann, um dort insbesondere den Ascheausbrand sicherzustellen.

Ferner ist am Rostgehäuse 10 noch eine hier lediglich schematisch gezeigte Ascheaustragseinrichtung 14 gelagert bzw. angeordnet, mittels der Asche 15 vom Rost 5 entfernt werden kann.

Das Reaktorgehäuse 2 weist weiter in einem in Hochachsenrichtung z oberen Gehäusebereich eine Muffelrohraufnahmeöffnung 6 auf, über die ein hier bevorzugt und beispielhaft zylindrisches Muffelrohr 17 mit einem unteren Muffelrohrende 18 bis in den Bereich des Rostkegels 9 und damit des bodenseitigen Rosts 5 geführt ist, wobei die Verteilstangen 11 beabstandet um das untere Muffelrohrende 18 herum angeordnet sind.

Das Muffelrohr 17 ist mit einem in Hochachsenrichtung z oberen Muffelrohrbereich 19, unter Ausbildung eines in den Reaktionsraum 3 und damit das Reaktorgehäuse 2 mündenden Ringspaltes 20, in einem, ein Muffelgehäuse 21 ausbildenden oberen Reaktorbereich des Reaktors 1 aufgenommen. Auch das Muffelgehäuse 21 kann durch eine Ausmauerung gebildet sein. Auch dieses Muffelgehäuse 21 , das hier eine beispielhaft zylindrische Form aufweist, ist mit einer Wärmedämmung 6 umgeben.

Das Muffelgehäuse 21 ist mit dem Reaktorgehäuse 2 mittels einer hier lediglich äußerst schematisch dargestellten Flanschverbindung 22 verbunden, wobei, wie aus der Figur 1 gut ersichtlich ist, die Schrauben 23 dieser Flanschverbindung 22 außerhalb der Wärmedämmung 6 liegen, und damit in einem kühlen und gut zugänglichen Bereich des Reaktors 1 liegen. Der Ringspalt 20, der hier als vollständig um das Muffelrohr 17 umlaufender Ringspalt ausgebildet ist, mündet im Bereich der Muffelrohraufnahmeöffnung 16 in das Reaktorgehäuse 2 bzw. in den Reaktionsraum 3 ein, wodurch die sich im Reaktionsraum 3 ansammelnden Gase letztendlich in den Ringspalt 20 einströmen und entlang des Muffelrohrs 17 bzw. insbesondere des oberen Muffelrohrbereichs 19 zu einer bevorzugt kopfseitig am Muffelgehäuse 21 angeordneten Gasauslassöffnung 24 strömen können.

Der das freie Muffelrohrende 18 bevorzugt ringförmig bzw. zylindrisch umgebende Reaktionsraum 3 des Reaktorgehäuses 2, der eine Aufheiz- und Durchmischungszone ausbildet, in der sich die allothermen und autothermen Brennbzw. Produktgase vor dem Übertritt in den Ringspalt aufheizen und durchmischen können, weist in einem oberen Reaktionsraumbereich optional eine sich hier beispielhaft nach oben in Richtung Muffelgehäuse 21 konisch erweiternde Verbreiterung 25 auf, die sich ungefähr vom oberen Ende der optionalen Verteilstangen 11 ausgehend im Bereich der inneren Ausmauerung 4 nach oben bis zu einer hier als Randluftzufuhr ausgebildeten Luftzuführeinrichtung 26 stetig verbreitert. Diese, mit Bezug zum Reaktionsraum 3, obere Luftzuführeinrichtung 26 besteht beispielsweise aus einer hier beispielhaft als Ringleitung ausgebildeten zweiten Luftzuführleitung 27, von der ausgehend Luft (bzw. jedes andere geeignete Vergasungsmittel) über mehrere voneinander in Umfangsrichtung des Reaktionsraums 3 beabstandete Luftdüsen 28 gesteuert bzw. geregelt mittels einer hier nicht im Detail dargestellten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung in den Reaktionsraum 3 zugedüst werden kann. Es versteht sich, dass mittels dieser Steuer- und/oder Regeleinrichtung bzw. auch mittels einer separaten Steuer- und/oder Regeleinrichtung auch die Zuführung der Luft bzw. des Vergasungsmittels über die erste Luftzuführleitung 12 im Bereich des Rostes 5 gesteuert bzw. geregelt werden kann, um für den eine autotherme Vergasungszone ausbildenden Reaktionsraum 3 ein geeignetes Luft- und damit Temperaturmanagement erreichen zu können.

Wie dies der Figur 1 weiter entnommen werden kann, ist im Bereich des Ringspalts 20 eine Gasleitspirale 29 angeordnet, die zum Beispiel weder mit dem Muffelgehäuse 21 noch mit dem Muffelrohr 17 verbunden ist, sondern ein eigenständiges, separates Bauteil darstellt, das zum Beispiel in nachfolgend noch näher beschriebener Weise im bzw. am Reaktor gehaltert ist, zum Beispiel am Rost 5. Grundsätzlich kann aber diese Gasleitspirale 29 auch mit dem Muffelrohr 17 und/oder mit dem Innenwandbereich des Muffelgehäuses 21 wenigstens bereichsweise verbunden sein.

Diese Gasleitspirale 29 erstreckt sich hier im Wesentlichen über den gesamten im Muffelgehäuse 21 aufgenommenen oberen Muffelrohrbereich 19 bis zur kopfseitig des Muffelgehäuses 21 angeordneten Gasauslassöffnung 24, wodurch sichergestellt ist, dass das aus dem Reaktorgehäuse 2 bzw. dem Reaktionsraum 3 in den Ringspalt 20 einströmende heiße Gas, das eine Temperatur von bevorzugt größer 1.050°C aufweist, einen ausreichend langen Strömungskontakt mit dem Muffelrohr 17 im oberen Muffelrohrbereich 19 aufweist. Dies insbesondere auch zur Einstellung einer turbulenten Strömung entlang des Muffelrohrs 17 bis zur Gasauslassöffnung 24, so dass ein ausreichend hoher Wärmeübergang zwischen dem heißen Gas und dem eine allotherme Vergasungszone ausbildenden oberen Muffelrohrbereich 19, in dem der hier nicht dargestellte, zu vergasende Brennstoff als Brennstoffschicht im Bereich oberhalb des Rostkegels 9 aufgenommen ist, sichergestellt ist.

Wie dies der Fig. 1 weiter entnommen werden kann, sind in Erstreckungsrichtung benachbarte Wendelbereiche 30 der Gasleitspirale 29 abschnittsweise durch voneinander in Wendelrichtung beabstandete Stützstäbe 31 , die einen definiert geringen Strömungswiderstand aufweisen, versteift. Im in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Muffelgehäuse 21 eine obere Reaktoröffnung 32 auf, über die das Muffelrohr in das Muffelgehäuse 21 und damit in den Reaktorinnenraum einsetzbar ist, wobei das Muffelrohr 17 mit einem die obere Reaktoröffnung 32 überragenden oberen Muffelrohrende 33 in einem ebenfalls mit einer Wärmedämmung 6 versehenen Kopfteil 34 aufgenommen ist, mittels dem die obere Reaktoröffnung 32 verschließbar ist.

In dieses Kopfteil 34 mündet eine als Zudosierschnecke 35 ausgebildete Brennstoff- Zudosiereinrichtung ein, über die, zum Beispiel wiederum geregelt bzw. gesteuert mittels der hier nicht dargestellten Steuer- und/oder Regeleinrichtung, eine definierte Menge an Brennstoff 36 zu vorgegebenen Zeiten in vorgegebener Menge in den Reaktorinnenraum des Reaktors 1 eingebracht werden kann, um die muffelrohrseitige zu vergasende Brennstoffschicht auszubilden. Das Kopfteil 34 ist ebenfalls wiederum mit einer außenseitigen Flanschverbindung 37 mit dem Muffelgehäuse 21 verbunden, wobei am Kopfteil 34 ferner ein oberer Deckel 38 angeordnet sein kann, der eine kopfteilseitige Zugangsöffnung verschließt, über die ein Zugang zum Mündungsbereich der Zudosierschnecke 35 möglich ist.

Mit einem derartigen modular aufgebauten Reaktor 1 kann bei einer Entfernung des Kopfteils 34 das Muffelrohr 17 zusammen mit diesem einfach aus dem Muffelgehäuse 21 entfernt werden. Weiter ist nach einer Entfernung des Muffelgehäuses 21 und/oder des Rostgehäuses 10 auch ein sehr guter Zugang zum Reaktionsraum 3 des Reaktorgehäuses 2 möglich. Dadurch ergibt sich insbesondere im Hinblick auf Wartungs- und Revisionsarbeiten eine erhebliche Flexibilität, die insgesamt zu einem wartungs- und bedienerfreundlichen Reaktor 1 führt, ohne dass hierbei erforderliche Sicherheitsmaßnahmen beeinträchtigt werden würden. Die durch ein separates Bauteil gebildete Gasleitspirale 29 kann dabei im Bereich der Flanschverbindung 37 zwischen Kopfteil 34 und Muffelgehäuse 21 festgelegt sein oder aber gegebenenfalls auch direkt mit dem Kopfteil verbunden sein. Ebenso könnte die Gasleitspirale 29 aber auch mit dem Rost 5 beziehungsweise dem Rostkegel 9 verbunden sein. Alternativ zu der eben beschriebenen Ausgestaltung des oberen Muffelrohrendes 33, das im Kopfteil 34 aufgenommen ist bzw. das die Innenwandung des Kopfteils 34 ausbildet, kann aber auch vorgesehen sein, dass das obere Muffelrohrende 33 selbst das Kopfteil bildet oder, wie dies lediglich äußerst schematisch in der Fig. 2 gezeigt ist, dass das Muffelrohr 17 nicht bis in das Kopfteil 34 geführt ist, sondern mittels eines Muffelrohrflansches 39 an einem Befestigungsflanschbereich 40 des Muffelgehäuses 21 festgelegt ist, und zwar bevorzugt dergestalt, dass der Muffelrohrflansch 39 zwischen dem Befestigungsflanschbereich 40 des Muffelgehäuses 21 und einem Kopfteilflansch 41 des Kopfteils 34 verklemmt wird. In Verbindung mit einer derartigen Ausführungsform kann dann die zum Beispiel durch ein separates Bauteil gebildete Gasleitspirale 29 ebenfalls im Bereich dieser Flanschverbindung festgelegt sein, was in der Fig. 2 lediglich schematisch und strichliert eingezeichnet ist. In Verbindung mit dieser in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sei ferner noch erwähnt, dass bei einer derartigen separaten Ausbildung des Kopfteils 34 einerseits und des Muffelrohrs 17 andererseits, keine Stufen oder Kanten entstehen, die die Zudosierung des zu vergasenden Brennstoffes in das Muffelrohr 17 hinein beeinträchtigen. Bevorzugt ist hierbei, wie in der Fig. 2 schematisch dargestellt, ein in Hochachsenrichtung bzw. Erstreckungsrichtung des Muffelrohrs 17 gesehen glatter Übergang zwischen Muffelrohr 17 und Kopfteilinnenwand. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführung, in der das Kopfteil 34 im Durchmesser geringfügig kleiner ist, als das Muffelrohr 17.

Mit einem derartig aufgebauten Reaktor 1 wird erreicht, dass der zu vergasende Brennstoff in dem eine allotherme Vergasungszone ausbildenden oberen Muffelrohrbereich 19 zumindest teilweise mittels des über den muffelgehäuseseitigen Ringspalt 20 zum Gasauslass bzw. zur Gasauslassöffnung 24 strömenden Gases getrocknet bzw. aufgeheizt, dann pyrolysiert und anschließend reduziert wird, wobei die Reduktion mit Wasserdampf aus der Trocknungs- bzw. Aufheizzone erfolgt.

Am unteren Muffelrohrende 18 wird das Gas dann nach oben umgelenkt und der verbleibende Kohlenstoff mit den Verteilstangen 11 gleichmäßig im rostseitigen Bereich des Reaktionsraums 3 des Reaktorgehäuses 2 verteilt, wobei gleichzeitig über den Rost 5 Luft bzw. ein entsprechendes Vergasungsmittel über die erste Luftzuführleitung 12 zugeführt wird, um den Ascheausbrand im Reaktor sicherzustellen. Dabei entsteht neben Wärme vor allem auch Kohlendioxid für die im Reaktionsraum 3 des Reaktorgehäuses 2 ausgebildete autotherme Vergasungszone, in die entsprechend gesteuert bzw. geregelt mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung so viel Luft über die Luftzuführeinrichtung 26 und damit die Luftdüsen 28 in den Verbreiterungsbereich 25 des Reaktionsraum 3 eingeblasen wird, dass sich dort die Temperatur des Gases auf mindestens 1050 "Celsius erhöht und somit dadurch die im Gas enthaltenen Teere, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, gecrackt werden können. Die hierfür erforderliche Luftzufuhr kann grundsätzlich aber auch ausschließlich über die erste Luftzuführleitung 12 bewerkstelligt werden.

Die optionale Verbreiterung 25 des Reaktionsraums 3 im ringspaltnahen Bereich bewirkt dabei zudem die Abscheidung von Partikeln aus dem Gas, so dass ein in einem definierten Maße partikelfreies heißes Gas in den Ringspalt 20 einströmt und bei seinem Weg entlang des Muffelrohrs 17 nach oben in Richtung Gasauslassöffnung 24 unter Wärmeabgabe an den oberen Muffelrohrbereich 19 abkühlt.

Dadurch wird somit erreicht, dass relativ kühles und reines Rohgas 43 als Nutzgas aus dem Reaktor 1 abgezogen und einer weiteren Verwertung zugeführt werden kann, insbesondere in einem Gasmotor zur Energieerzeugung verbrannt werden kann.

Die Temperatur des Rohgases 43 kann dabei im Bereich von ca. 250°Celsius liegen, so dass der erforderliche Nachbehandlungsaufwand erheblich reduziert ist.

Weiter kann im Muffelrohr 17 ein hier länglich bzw. zylinderartig und in der Art eines Turms ausgebildetes Rührwerk 44 angeordnet sein, von dem hier beispielhaft mehrere Rührstäbe 45 abragen. Das Rührwerk 44 ist hier beispielhaft mit dem Rostkegel 9 drehfest verbunden, so dass bei einem Drehen des Rosttellers 8 gleichzeitig auch das Rührwerk 44 betätigt bzw. drehangetrieben wird. Dadurch lässt sich eine gute Umverteilung bzw. Vermischung in der zu vergasenden Biomasse erzielen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann sich die Rühr- und/oder Mischeinrichtung 44 aber auch von der in Hochachsenrichtung gesehen Ober- bzw. Kopfseite des Muffelrohres 17 her in das Muffelrohr 17 einragen. Lediglich beispielhaft ist in der Fig. 1 strichliert eingezeichnet, dass eine Rühr- und/oder Mischeinrichtung 44 von dem Kopfteil 38 her in Hochachsenrichtung nach unten in das Muffelrohr 17 einragt und sich hier ebenfalls wiederum lediglich beispielhaft im Wesentlichen über die gesamte Muffelrohrlänge erstreckt. Der Drehantrieb dieser Rühr- und/oder Mischeinrichtung 44 ist hier nicht eingezeichnet, kann aber ebenfalls am Kopfteil angeordnet sein.

Mit dem erfindungsgemäßen Reaktor und mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung kann somit sichergestellt werden, dass alles das, was über die rostseitige Ascheaustragseinrichtung 14 abgezogen wird, auch im Wesentlichen vollständig ausgebrannt ist, so dass die Asche weniger umweltschädlich ist und zudem der Wirkungsgrad der Gesamtanlage erheblich erhöht ist.