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Patent Searching and Data


Title:
GENERATING CARBON AND COMBUSTIBLE GASES FROM BROWN COAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/110236
Kind Code:
A1
Abstract:
In a method for obtaining carbon and combustible gases from wet brown coal or dry brown coal which is moistened at the start of the method, the brown coal is caused to pass continuously from top to bottom in the direction of gravity through four zones in a moving bed in a suitable reactor: a first or drying zone, in which the wet or moistened brown coal is dried by ascending hot vapours and gases; a second or pyrolysis zone, in which the dried brown coal is pyrolysed with a high, preferably at least 98% substoichiometric amount of oxygen, to give off pyrolysis gas; a third or flame zone and a fourth or smoulder zone, which together form an ember zone, in which remaining organic and metallic compounds are subjected to oxidization and/or combustion/gasification, with a substantially stoichiometric supply of oxygen, based on the organic and metallic compounds; the uncombusted residue comprises substantially pure - at least about 90% - carbon, which is removed continually.

Inventors:
SCHOTTDORF BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/000669
Publication Date:
August 23, 2012
Filing Date:
February 15, 2012
Export Citation:
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Assignee:
EUROP CHARCOAL AG (CH)
SCHOTTDORF BERND (DE)
International Classes:
C10J3/72; C01B31/08; C10F5/00; C10J3/26
Domestic Patent References:
WO2010124761A12010-11-04
Foreign References:
US4306506A1981-12-22
DE2747571A11978-04-27
DE102007062414A12009-07-02
GB2035366A1980-06-18
EP1201731A12002-05-02
GB679095A1952-09-10
DE102005038135B32007-03-08
EP2010007964W2010-12-29
Attorney, Agent or Firm:
TURI, Michael (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoff und brennbaren Gasen aus feuchter Braunkohle oder trockener Braunkohle, die zu Beginn des Verfahrens befeuchtet wird, bei dem man die Braunkohle kontinuierlich von oben nach unten in Richtung Schwerkraft vier Zonen in einem Wanderbett in einem geeigneten Reaktor durchwandern lässt: eine erste Zone oder Trocknungszone, in der die feuchte oder befeuchtete Braunkohle durch aufsteigende heiße Dämpfe und Gase getrocknet wird, eine zweite Zone oder

Pyrolysezone, in der die getrocknete Braunkohle mit einem starken, bevorzugt mindestens etwa 98 %-igem stöchiometrischen Unterschuss an Sauerstoff unter Entwicklung von

Pyrolysegas pyrolysiert wird, eine dritte Zone oder Flammzone und eine vierte Zone oder Glimmzone, die zusammen eine Glutzone bilden, in der verbleibende organische und metallhaltige Verbindungen bei im Wesentlichen stöchiometrischer Sauerstoffzufuhr, bezogen auf die organischen und metallhaltigen Verbindungen, oxidiert und/oder verbrannt/vergast werden, wobei der nicht verbrannte Rückstand im Wesentlichen reinen, mindestens etwa 90 %-igen Kohlenstoff umfasst, der fortlaufend entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der Trocknungszone und in der Pyrolysezone etwa 450 bis etwa 900 °C, bevorzugt etwa 500 bis etwa 550 °C beträgt und dass die Temperatur in der Glutzone etwa 500 bis etwa 600 °C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Sauerstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Wassermenge in der Braunkohle so gesteuert wird, dass die Temperatur in der Trocknungszone und Pyrolysezone bei etwa 450 bis etwa 900 °C, bevorzugt etwa 500 bis etwa 550 °C aufrecherhalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Reaktor austretende und Pyrolysegas umfassende Gas gegebenenfalls nach

Entschwefelung im Wesentlichen CO, H2, Methan, kurzkettigen Kohlenwasserstoffen, N2, und C02 enthält.

Description:
ERZEUGUNG VON KOHLENSTOFF UND BRENNBAREN GASEN AUS

BRAUNKOHLE

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kohlenstoff und brennbaren Gasen aus Braunkohle.

Hintergrund der Erfindung

Braunkohle ist die größte deutsche fossile Energiequelle. Deutsche Braunkohle hat eine einen mittleren Wassergehalt von etwa 50 %. Ihr Heizwert ist relativ gering, gewöhnlich höchstens 28,5 MJ/kg, während der von Steinkohle im Bereich von 35 MJ/kg liegt.

Braunkohle wird zur Verbrennung im Hausbrand gewöhnlich getrocknet und zu

Braunkohlebriketts verarbeitet. Getrocknete Braunkohle umfasst in der Regel etwa 60-75% Kohlenstoff, 6,0-5,8 % Wasserstoff, 17-34 % Sauerstoff, 0,5-3 % Schwefel und 1-1 ,2 % Stickstoff.

Bei der üblichen Verbrennung von Braunkohle zur Gewinnung von Energie, z.B. Strom, entstehen als Verbrennungsgase vor allem C0 2 , S0 2 undNO x . Die beiden letztgenannten Gase sind sehr umweltschädlich und müssen aus dem Abgas von Braunkohlekraftwerken entfernt werden.

Die Aufgabe der Erfindung war es, Braunkohle in Stoffe zu überführen, die in einfacheren, billigeren und weniger störanfälligen Anlagen verbrannt werden können als in

herkömmlichen Braunkohle- Verbrennungsanlagen.

Zusammenfassung der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoff und brennbaren

Gasen aus feuchter Braunkohle oder trockener Braunkohle, die zu Beginn des Verfahrens befeuchtet wird, bei dem man die Braunkohle kontinuierlich von oben nach unten in Richtung Schwerkraft vier Zonen in einem Wanderbett in einem geeigneten Reaktor durchwandern lässt: eine erste Zone oder Trocknungszone, in der die feuchte oder befeuchtete Braunkohle durch aufsteigende heiße Dämpfe und Gase getrocknet wird, eine zweite Zone oder Pyrolysezone, in der die getrocknete Braunkohle mit einem starken, bevorzugt mindestens 98 %-igem stöchiometrischen Unterschuss an Sauerstoff unter Entwicklung von Pyrolysegas pyrolysiert wird, eine dritte Zone oder Flammzone und eine vierte Zone oder Glimmzone, die zusammen eine Glutzone bilden, in der verbleibende organische und metallhaltige Verbindungen bei im Wesentlichen stöchiometrischer Sauerstoffzufuhr, bezogen auf die organischen und metallhaltigen Verbindungen, oxidiert und/oder verbrannt/vergast werden, wobei der nicht verbrannte Rückstand im

Wesentlichen reinen, mindestens etwa 90 %-igen Kohlenstoff umfasst, der fortlaufend entfernt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Fig. 1 zeigt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete

Umwandlungsvorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete

Reaktorbatterie.

Fig. 3 zeigt eine weitere zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Reaktorbatterie.

Detaillierte Beschreibung

Es wurde überraschend gefunden, dass Braunkohle vorteilhaft in einem

Verschwelungsprozess in einem Wanderbett kontinuierlich in ein Kohlenstoffkonzentrat (wie etwa Holzkohle), Asche und Pyrolysegas, die thermisch und elektrisch einfach zu verwerten sind, umgewandelt werden kann.

Das Verfahren beruht darauf, dass feuchte Braunkohle oder trockene Braunkohle z.B. in Form von Braunkohlebriketts, die vor Verfahrensbeginn mittels einer

Befeuchtungsvorrichtung bis zum einem Wassergehalt von etwa 30% befeuchtet wird, kontinuierlich von oben nach unten in Richtung Schwerkraft vier Zonen in einem

Wanderbett in einem geeigneten Reaktor durchwandern lässt: eine erste Zone

(Trocknungszone), in der die feuchte oder befeuchtete Braunkohle durch aufsteigende heiße Dämpfe und Gase getrocknet wird, eine zweite Zone (Pyrolysezone), in der die getrocknetet Braunkohle mit einem starken stöchiometrischen Unterschuss (z.B.

mindestens 98 %-igem oder mindestens 99 %-igem oder noch höherem Unterschuss) an Sauerstoff oder bevorzugt im Wesentlichen sauerstofffrei unter Entwicklung von

Pyrolysegas pyrolysiert wird, eine dritte Zone (Flammzone) und eine vierte Zone

(Glimmzone) (zusammen: Glutzone), in der verbleibende organische und metallhaltige Verbindungen bei im Wesentlichen stöchiometrischer Sauerstoffzufuhr, bezogen auf die organischen und metallhaltigen Verbindungen, oxidiert und/oder verbrannt/vergast werden, wobei der nicht verbrannte Rückstand im Wesentlichen reinen Kohlenstoff (mindestens etwa 90 %, z.B. mindestens etwa 95 % Kohlenstoff, abhängig von der Reinheit der Braunkohle) umfasst, der fortlaufend entfernt wird.

"Im Wesentlichen sauerstofffrei" bedeutet, dass 0,5 Vol.-% oder weniger Sauerstoff in der Gasatmosphäre enthalten sind.

"Im Wesentlichen stöchiometrische Sauerstoffzufuhr, bezogen auf die organischen und metallhaltigen Verbindungen" bedeutet, dass nicht mehr als etwa 5 Gew.-% dieser Verbindungen, bezogen auf das Produkt der Verschwelung, d.h. das

Kohlenstoffkonzentrat, in dem Letztgenannten verbleiben und dass das Gas, das aus der Glutzone nach oben steigt, nicht mehr als etwa 2 Vol.-%, bevorzugt nicht mehr als etwa 1 Vol.-% und besonders bevorzugt nicht mehr als etwa 0,5 Vol.-% Sauerstoff enthält.

In der Trocknungszone und in der Pyrolysezone herrscht durch aufsteigende heiße Dämpfe und Gase eine Temperatur von etwa 450°C bis etwa 900°C, bevorzugt von etwa 500°C bis etwa 550 °C. Die Temperatur der Braunkohlereste in der Flammzone beträgt weniger als 600 °C, während die Flammen die übliche Flammtemperatur von mehr als 1000 °C aufweisen. Die Glimmzone weist eine Temperatur von etwa 500°C bis etwa 600 °C, also etwas unterhalb der Verbrennungstemperatur von Kohlenstoff, auf. Bei variablem Wassergehalt der Braunkohle kann die Temperatur in der Trocknungs- und Pyrolysezone über die Steuerung der Luftzufuhr gesteuert werden, damit die erforderliche Pyrolysetemperatur aufrechterhalten wird. Die feuchte oder befeuchtete Braunkohle in der Trocknungszone dient gleichzeitig als Adsorbens für längerkettige Kohlenwasserstoffe und eventuelle schwefelhaltige Gase, die in der darunter liegenden Pyrolysezone erzeugt werden und nach oben verdampfen. Durch das Hinunterwandern der Braunkohle in die Pyrolysezone werden die längerkettigen Kohlenwasserstoffe dann weiter pyroylsiert.

In der Pyrolysezone werden organische Verbindungen, die auch Stickstoff und Schwefel sowie Metalle enthalten können, in praktischer Abwesenheit von Sauerstoff pyrolysiert. Dabei entsteht ein Pyrolysegas, das hauptsächlich Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (C0 2 ), Stickstoff (N 2 ), Methan (CH 4 ), Wasserstoff (H 2 ), kurzkettige Kohlenwasserstoffe und gegebenenfalls schwefelhaltige Gase, wie H 2 S, COS, CS 2 , enthält.

Sehr stabile organische Verbindungen, wie z.B. höherkondensierte Aromaten, werden in der Flammzone und Glimmzone (Glutzone) zu C0 2 , H 2 0 und gegebenenfalls S0 2 verbrannt oder verkohlt und Metalle werden zumindest teilweise oxidiert.

Falls schwefelhaltige Gase wie H 2 S, COS und/oder CS 2 in merklichen Mengen entstehen, können diese auf herkömmliche Weise, z.B. mittels Entschwefelungsfiltern, aus dem aus dem Reaktor austretenden Gas entfernt werden. Eventuell enthaltenes S0 2 kann ebenfalls mit herkömmlichen Verfahren, z.B. mittels Kalkwäsche, entfernt werden.

Es entsteht keine Flugasche bei diesem Verfahren.

Der entstandene Kohlenstoff sowie das Pyrolysegas, das CO, H 2 , Methan sowie kurzkettige Kohlenwasserstoffe enthält, können thermisch und elektrisch verwertet werden. Anlagen zur Verbrennung dieser Produkte sind wesentlich einfacher, billiger und störsicherer als Anlagen zur Verbrennung der rohen Braunkohle. In der DE 10 2005 038 135 B3 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur

kontinuierlichen Herstellung von Holzkohle in einem Wanderbett aus Holz oder anderer Biomasse beschrieben. Die WO 2010/124761 offenbart eine Weiterentwicklung der Vorrichtung und des Verfahrens.

Insbesondere die in der WO 2010/124761 und in der PCT/EP2010/007964 offenbarten Vorrichtungen können vorteilhaft für das Verfahren zur Umwandlung von Braukohle in Asche, reinen Kohlenstoff und Pyrolysegas verwendet werden. Fig. 1 zeigt eine solche Umwandlungsvorrichtung 100, die zur kontinuierlichen

Umwandlung von Braunkohle 102 geeignet ist, mit einem senkrecht stehenden

Zufuhrbereich 104 und einer Wandung 108, die einen Innenraum 106 begrenzen, sowie einem einen Boden bildenden Gitterrost 1 10 und einer an einem Deckel 1 12 des

Zufuhrbereichs 104 angeordneten Zellenradschleuse 1 16. Die Zellenradschleuse 1 16 ermöglicht eine zur Umgebung im Wesentlichengasdichte Beschickung des Innenraums 106. . Ferner ist am Deckel 1 12 ein Gasauslass 1 18 angeordnet, der mit dem Innenraum 106 im Zufuhrbereich 104 in Verbindung steht. Unter dem Gitterrost 110 ist ein sich nach unten verjüngender Trichter 120 mit seiner Trichterwandung 122 mit dem Innenraum 106 verbunden. Durch die Trichterwandung 122 fuhrt eine Luftzufuhr 134, z.B. in Form eines Rohres. An das untere enge Ende des Trichters 120 ist ein weiter nach unten führendes Rohrstück 130 angeschlossen. Das Rohrstück 130 mündet in eine weitere

Zellenradschleuse 136, die als Austragvorrichtung dient. Stützen 138, von denen zwei in Fig. 1 sichtbar sind, tragen die Umwandlungsvorrichtung 100. Die gesamte

Umwandlungsvorrichtung 100 oder zumindest die Wandung 108 und der Deckel bzw. sind thermisch isoliert. Die Isolierung verringert oder verhindert das Kondensieren von im Innenraum 106 entstehenden Gasen an der Innenseite der Wandung 108.

Der Umwandlungsvorrichtung 100 kann ferner eine Fluidverteilvorrichtung nachgeschaltet sein. Auch kann die Fluidverteilvorrichtung integral in der Umwandlungsvorrichtung ausgebildet sein. Dabei gibt es Ausführungsbeispiele, bei denen die Fluidverteilvorrichtung eine in einem Mischraum angeordnete Mischvorrichtung und eine

Befeuchtungsvorrichtung umfasst. Beispielsweise kann die Mischvorrichtung als Mischer oder Rühreisen ausgestaltet sein. Der Mischer kann unterhalb des Reaktorraumes in einer Mischkammer angeordnet sein.

Durch die Zellenradschleuse 1 16 gelangt Braunkohle 102 kontinuierlich oder

chargenweise in den Innenraum 106. Beim Anfahren wird die Vorrichtung zu etwa 3/4 mit Braunkohle 102 gefüllt, die dann entzündet wird. Im eingefahrenen Betrieb weist der Innenraum 106 vier Zonen auf: eine erste obere Zone (Trocknungszone) 140 im

Zufuhrbereich 104, in der die Braunkohle 102 durch aufsteigende warme Dämpfe und Gase 144 im Zufuhrbereich 104 getrocknet wird. Unter dem oberen Abschnitt 140 schließt eine zweite Zone (Pyrolysezone) 142 an, in der die trockene Braunkohle mit einem starken Unterschuss an bzw. praktischer Abwesenheit von Sauerstoff unter Entwicklung von Pyrolysegas pyrolysiert wird. Die daran anschließende dritte Zone 144 ist eine Flammzone, in der verbleibende organische Verbindungen an der von unten durch die Luftzufuhr 134 einströmenden Luft verbrennen. Unter der Flammzone 142 schließt eine unterster Zone 146 an, die eine Glimmzone ist, in der die Temperatur durch einströmende Luft durch die gesteuerte Luftzufuhr 134 auf eine Temperatur von 500 - 600°C reguliert wird und in der die letzten in der Braunkohle vorhandenen organischen Produkte verkohlt werden, wobei dabei im Wesentlichen Kohlenstoff bzw. ein Kohlenstoffkonzentrat 158 übrig bleibt, das so bröckelig ist, dass es durch den Gitterrost 1 10 fällt.

Der Kohlenstoff 158 fällt durch den Druck der darüber befindlichen und kontinuierlich nachrückenden Braukohle 102 sowie durch die Schwerkraft bedingt durch den Gitterrost 110 hindurch. Öffnungen des Gitterrosts 1 10 sind verstellbar ausgeführt, sodass die Kohlengröße bzw. die Fließrate der Braukohle 102 und des Kohlenstoffs 158 durch die Größe der Öffnungen steuerbar ist. Der Kohlenstoff 158 fällt aufgrund der Schwerkraft durch den Trichter 120, und das Rohrstück 130 in die weitere Zellenradschleuse 136, die den Kohlenstoff 158 austrägt.

Trägt die weitere Zellenradschleuse 136 den Kohlenstoff 158 in die Fluidverteilvorrichtung aus, so kann der Kohlenstoff 158 über in den Wänden oder in der Decke der Mischkammer angeordnete Sprühdüsen mit Wasser besprüht/angefeuchtet bzw. versetzt und durchmischt. Somit kann die Fluidverteilvorrichtung eine definierte Wasserzufuhr in den Kohlenstoff 158 ermöglichen, so dass abzüglich etwaigen verdunstenden Wassers ein angestrebter geeigneter Wassergehalt von beispielsweise 15 bis 25 %, insbesondere von 18 bis 20%, im Kohlenstoffkonzentrat erreicht werden kann.

Die in Fig. 1 gezeigte Luftzufuhr 134 in der Rohrleitung 130 steuert die Zufuhr von Luft bzw. Sauerstoff in den Innenraum 106. Durch die konvektiv erzeugte Gasströmung nach oben im Zufuhrbereich 104 wird durch die geöffnete Luftzufuhr 134 Umgebungsluft angesaugt und durch die Rohrleitung 130 und den Trichter 120 nach oben in den

Innenraum 160 gezogen.. Ist der Gasauslass 118 mit einem Ventilator oder dergleichen versehen, können die Druckverhältnisse im oberen Bereich des Innenraums 106 durch die Drehzahl des

Ventilators gesteuert werden. Dabei erfolgt eine Druckmessung im

Innenraum 106, vorzugsweise im oberen Bereich nahe zur Zellenradschleuse 116 über eine entsprechend geeignete Sensoreinrichtung, die ein Steuersignal erzeugt. In Abhängigkeit des Steuersignals und damit vom gemessenen Druck, beispielsweise einem Unterdruck, kann die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit des Ventilators und damit die nach

außen abgeleitete Abgasmenge gesteuert werden. Allein durch diese Drehzahlsteuerung kann der gesamte Verschwelungsprozess steuerbar sein. Pyrolysegas 144 tritt durch den Gasauslass 118 aus und wird weiterverwertet.

Weitere geeignete Vorrichtungen zur Herstellung von Kohlenstoff aus Braunkohle sind in der mitanhängigen PCT/EP2010/007964 offenbart und in den Figuren 2 und 3 gezeigt. Fig. 2 zeigt eine Reaktorbatterie 200 zur kontinuierlichen Umwandlung von Braunkohle. Die Reaktorbatterie 200 umfasst hier sieben mal sechs einzelne Reaktoren, im Folgenden als Zellen 202 bezeichnet, die in quaderförmig angeordnet sind. Die Reaktorbatterie ist von einer gemeinsamen Reaktoraußenwand 204 umgeben. Zur Trennung der einzelnen Zellen 202 voneinander verlaufen sechs Quer- und fünf Längstrennwände 206 innerhalb der Reaktoraußenwände 204.

Allen Zellen 202 wird kontinuierlich Braunkohle zugeführt, wie durch den Pfeil 208 in Fig. 2 schematisch angedeutet. Braunkohle aus einem Braunkohlelager wird über Rohre zu einer Zellenradschleuse (nicht dargestellt) und von dort über Verteilerrohre (nicht dargestellt) zu den einzelnen Zellen geleitet. Bei einer teilpyrolytischen Umwandlung entstehen in den Zellen neben nichtbrennbaren auch brennbare Gase mit hohem Heizwert, z.B. Methan, Kohlenmonoxid und Wasserstoff, sowie festes Umwandlungsprodukt, nämlich Kohlenstoff. Die Gase werden an der Oberseite jeder Zelle abgeführt, wie durch Pfeil 210 in Fig. 2 schematisch angedeutet und werden über Rohre (nicht gezeigt) gesammelt, komprimiert und gespeichert oder aber auch thermisch genutzt (Verbrennung). Das feste Umwandlungsprodukt leiten Sammelrohre 212 unterhalb jeder Zelle ggf.

gasdicht in einen Sammelbehälter (nicht gezeigt).

Die Reaktoraußenwand 204 ist mit Steinwolle oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial thermisch isoliert. Innerhalb der Reaktorbatteriewand erfolgt ein Wärmeaustausch durch die Quer- und Trennwände 206 hindurch. Die Zellen 202 bleiben jedoch stofflich voneinander isoliert. Das bewirkt geringere Wärmeverluste im Vergleich zu thermisch voneinander entkoppelten Zellen. Jede Zelle 202 ist mit einer steuer-/regel- /einstellbaren Luftzufuhr versehen

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Reaktorbatterie 300, die wie die in Fig. 2 gezeigt Reaktorbatterie 200 mehrere Reaktoren umfasst, die im Folgenden als Zellen 302 bezeichnet werden. Die Zellen 302 sind im Unterschied zu den Zellen 202 in Fig. 2 jeweils mit einer eigenen Zellenwand 304a, 304b ausgestattet. Zwischen Zellenwänden 304b von nebeneinander angeordneten Zellen 302 ist in Fig. 2 ein schematischer Abstand sichtbar, der jedoch tatsächlich nicht vorhanden sein muss. Die Zellen stehen so nahe beieinander wie möglich, um einen guten Wärmeaustausch zwischen den Zellen 302 herstellen zu können. In der Reaktorbatterie 300 außen liegende Zellen sind an ihren äußeren

Zellen wänden 304a thermisch isoliert, an ihren innen liegenden Zellen wänden 304b nicht. Eine Bienen Wabenstruktur kann die thermischen Eigenschaften verbessern (geringere Außenoberfläche). In den in Fig. 3 gezeigten Zellen sind zwei Umwandlungsbereiche unterscheidbar. In einem unteren Bereich, dem Flammbereich 306, der eine Flammzone und eine Glutzone umfasst, wird Braunkohle bei unterstöchiometrischer Sauerstoffzufuhr zu Kohlenstoff verkohlt. Dabei entstehende heiße Gase steigen nach oben die den Zufuhrbereich 308. Die heißen Gase enthalten selbst nur noch wenig oder keinen Sauerstoff mehr, da dieser bei der Verkohlung nahezu aufgebraucht wird. Im Zufuhrbereich verursachen diese heißen Gase bei Temperaturen von 500 bis 900°C eine Trocknung, Entgasung und pyrolytische bzw. teilpyrolytische Umwandlung der Braunkohle zu brennbaren Gasen. Dieses Gas umfasst im Wesentlichen Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Methan, kurzkettige Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid, Stickstoff und gegebenenfalls schwefelhaltige Gase, die entfernt werden.

Bei der Trocknung von befeuchteter Braunkohle entstehender Wasserdampf "verschiebt" die Pyrolyse geringfügig hin zu einer Vergasung, wobei mehr brennbares Gas entstehen kann. Ist jedoch zuviel Wasser in der Braunkohle enthalten, kann die zur Trocknung der Braunkohle erforderliche Wärme die Temperatur unter die für eine Pyrolyse notwendige Temperatur senken. Die Entfeuchtung oder Trocknung kann über die Steuerung der Luftzufuhr gesteuert werden, so dass der Prozess für Braunkohlen mit variablem

Wassergehalt einstellbar ist.

Die Steuerung der Pyrolyse erfolgt durch regel-, Steuer- bzw. einstellbare Luftzuführungen (Pfeile 310) oder Gasauslässe in jede Zelle. Die Zellenwände 304b verhindern dabei unkontrollierte Brennkanäle 212 zwischen den Zellen 302. Wären die Zellen 302 der Reaktorbatterie 300 zu einem einzigen großen Brennraum zusammengefasst, so könnte Luft aus der Luftzufuhr 310 einer Zelle und Luft einer benachbarten Luftzufuhr 310 zu einer Stelle in diesem großen Brennraum strömen und lokale Brennkanäle 312 ausbilden, in denen Braunkohle vollständig verbrennen würden, wodurch im Wesentlichen lediglich brennbare und nichtbrennbare Gase, aber kein Kohlenstoff mehr erzeugt werden würde und der Prozess gestört wäre. Eine kontrollierte teilpyrolytische Zersetzung wäre nicht möglich.

Im Allgemeinen stützt ein Gitter 314 das Reaktionsmaterial, d.h die Braunkohle. Unterhalb des Gitters 314 wird Luft durch ein z.B. Zuführungsrohr 310 etwa zentral einer jeweiligen Einzelzelle 302 zugeführt. Die Luftmenge wird genau kontrolliert und z. B. anhand der Temperatur eines Abgasstroms geregelt. Direkt oberhalb des Gitters 314 findet unter den Bedingungen des relativen Sauerstoffmangels eine Verschwelung der Braunkohle bzw. Verkohlung derselben bei unterstöchiometrischer Sauerstoffzufuhr statt. Der relative Sauerstoffmangel durch gedrosselte Luftzufuhr führt zur Verbrennung (oder Teilverbrennung) der flüchtigen Bestandteile des Reaktionsmaterials, während der feste Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffkonzentrat nach unten durch das Gitter 314 aus der Zelle heraus fällt. Die bei diesem Verschwelungsbrand entstehende Hitze führt zur Ausdehnung der entstehenden Verbrennungsgase, so dass diese in dem Reaktor nach oben getrieben werden. Ungefähr 0,5 bis 0,8 m oberhalb des Gitters 314 ist der Sauerstoff durch den Verschwelungsprozess aufgebraucht. Unterhalb dieses Bereichs befindet sich also die Sauerstoffzone, oberhalb beginnt die Pyrolysezone.

Das nunmehr weitgehend sauerstofffreie Reaktionsgas, welches vorwiegend Stickstoff und C0 2 enthält, verlässt die Sauerstoffzone nach oben mit einer Temperatur von ungefähr 500 bis 600° C. Braunkohle, die auf ihrem Weg von oben in diesen Bereich gelangt enthält praktisch kein Wasser mehr. Sie wird unter diesen Bedingungen erhitzt und Gas wird pyrolytisch ausgetrieben. Dieses steigt weiter nach oben und kann aus der Zelle 302 abgeführt in ein Blockheizkraftwerk oder dergleichen geleitet werden und zur

Energiegewinnung bzw. als Fernwärme genutzt werden.

Die Umwandlungsvorrichtung 100 und die Zellen 302 können als Container oder in Containerform, beispielsweise als Überseefrachtcontainer, ausgebildet sein. Mehrere solche Container können eine Containerbatterie bilden. Die Container sind einfach mit herkömmlichen Mitteln transportierbar und können vor Ort zu einer Containerbatterie zusammengebaut werden. Die Container können hochkant oder quer aufgestellt werden und über ein entsprechend geeignetes Verbindungsmittel bzw. Verbindung, beispielsweise ein Gerüst, ein Grippe, T-Träger, Schrauben, Schweißverbindungen etc. miteinander verbunden werden.

Überseecontainer sind üblicherweise See-Frachtcontainer und ISO-Container, die mit 20- und 40-Fuß-Länge und 8 -Fuß Breite ausgebildet sind. Solche Überseecontainer sind nicht nur ideal für den Transport auf Containerschiffen, sondern auch für Transport mit dem Lkw oder der Eisenbahn.

Durch Umwandlungsvorrichtungen in Containerform können diese leicht zu schwer zugänglichen Braunkohlevorkommen beispielsweise in China, Russland oder Kanada transportiert werden. Auch der Betrieb, der Austausch und die Wartung eines solchen Komplettsystems aus einer Umwandlungsvorrichtung in Containerform ist dadurch einfacher.