Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Kohle aus Biomasse mittels hydrothermaler Carbonisierung in einem Autoklav, dessen autoklaveninnenseitiger Reaktionsraum zu Beginn eines jeden die Umwandlung der Biomasse in Kohle umfassenden Carbonisierungszyklus chargenweisen mit zu karbonisierender Biomasse befüllt wird, wobei die Carbonisierungsreaktion der Biomasse in dem Autoklav in einer zumindest überwiegend wasserdampfförmigen Atmosphäre durchgeführt und die Carbonisierung mittels in die Biomasse eingeleitetem Wasserdampf erhöhten Drucks bewirkt wird.

Weiterhin richtet sich die Erfindung auf einen Autoklav zur Erzeugung von Kohle aus Biomasse mittels hydrothermaler Carbonisierung in einem zumindest überwiegend wasserdampfförmigen Medium, dessen autoklaveninnenseitiger Reaktionsraum zur Durchführung der hydrothermalen Carbonisierung teilweise mit Reaktions- und/oder Prozeßwasser und chargenweise mit zu karbonisierender Biomasse befüllbar ist, und in welchem die Carbonisierungsreaktion der Biomasse in einer zumindest überwiegend wasserdampfförmigen Atmosphäre und mittels in die Biomasse eingeleitetem Wasserdampf erhöhten Drucks durchführbar ist, und der einen, die zu karbonisierende Biomasse aufnehmenden und während eines Carbonisierungszyklus im Autoklav positionierten Behälter umfasst.

Schließlich richtet sich die Erfindung auf eine Anlage zur Erzeugung von Kohle aus Biomasse mittels hydrothermaler Carbonisierung unter erhöhtem Druck in einem zumindest überwiegend wasserdampfförmigen Medium, insbesondere zur Durchführung des vorstehend definierten Verfahrens.

Seit einigen Jahren werden Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, um aus prinzipiell jedweder verfügbarer, naturbelassener Biomasse mittels des Prozesses der „hydrothermalen Carbonisierung" (HTC) Kohle, sog. Pflanzenkohle oder

Biokohle oder„Green Coal" herzustellen. In seinem Ursprung besteht das HTC (hydrothermale Carbonisierung)-Verfahren darin, dass Rohbiomasse (Holz, Pflanzenteile, z.B. Stroh, Pflanzenresle etc.) in einen druckfesten Reaktionsbehälter (Autoklav) gefüllt und hier in einem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum in ein Wasserbad getaucht wird. Der Inhalt des Reaktionsraums wird auf erhöhte Temperatur und erhöhten Druck gebracht, so dass der Carbonisierungsprozess der Biomasse abläuft. Anschließend wird der Reaktionsraum entleert und wird die erzeugte Pflanzenkohle oder Biokohle aus dem Wasserbad oder Prozesswasser gefiltert, mechanisch entwässert und aufbereitet, bevor sie dann der weiteren Verwendung zugeführt wird.

Weiterentwicklungen dieses Verfahrens bestehen darin, dass die Carbonisierungsreaktion bzw. der Carbonisierungsprozess nicht ausschließlich in einem flüssigen, sondern überwiegend oder ausschließlich in einem gasförmigen, insbesondere dampfförmigen, Medium stattfindet. Hierbei wird dem Reaktionsraum Wärme mittels Heißgas oder Heizdampf (Sattdampf oder überhitzter Dampf) zugeführt. Beispielsweise wird der Carbonisierungsprozess bei einer Temperatur von 180 °C und einem autoklaveninnenseitigen Dampfdruck von 10 bar betrieben. Im Gegensatz zu der ursprünglichen hydrothermalen Carbonisierung (HTC) ist bei diesem Verfahren das von der Biomasse nicht ausgefüllte Volumen des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraumes während eines Carbonisierungszyklus nicht vollständig mit Wasser, sondern im oberen Bereich mit Dampf und im unteren Bereich mit Heißwasser ausgefüllt oder es befindet sich keine Flüssigphase in nennenswertem Umfang sondern ausschließlich Heißgas oder Wasserdampf im Reaktionsbehälter. Diese Verfahren werden als vapohydrothermale Carbonisierung (VHTC) oder bei Vorliegen einer alleinigen Dampfphase als vapothermale Carbonisierung (VTC) bezeichnet. Diese Verfahren stellen aber weiterhin Ausführungsformen dar, die unter dem Oberbegriff„Hydrothermale Carbonisierung" (HTC) zu subsumieren sind, weshalb in der hier vorliegenden Anmeldung ausschließlich von einem Verfahren zur hydrothermalen Carbonisierung die Rede ist, obwohl die Carbonisierungsreaktion und der Carbonisierungsprozess in einem überwiegend oder ausschließlich dampfförmigen Medium stattfinden. Zur Beschleunigung des Carbonisierungsprozesses kann dem Dampf oder sonstigem beteiligten

Reaktionswasser ein Katalysator, beispielsweise Zitronensäure, zugesetzt werden. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10 2009 010 233 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird der Dampf außerhalb des druckfesten Behälters (Autoklav) mittels eines Dampferzeugers erzeugt. Der heiße Wasserdampf wird in den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum und die dort befindliche Biomasse eingeleitet und unter Ausbildung eines Wasserdampf/Kondensat-Kreislaufs aus dem Autoklav herausgeführt und nach Aufbereitung in einer Abwasserreinigung oder Abwasseraufbereitung dann teilweise dem Dampferzeuger wieder zugeführt und von diesem wiederum als Dampf in den Autoklav und den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum eingeleitet. Hierbei wird zunächst sauberer Dampf erzeugt, der dann nach Durchströmen der Biomasse und Austritt als Dampf/Kondensat aus dem Autoklav verunreinigt ist. Dieser durch die Biomasse „verunreinigte" Dampf bzw. dieses Kondensat, das zudem durch Wasseraufnahme aus der Biomasse sich mengenmäßig vermehrt hat, muss dann aufwendig gereinigt werden, bevor dann ein gereinigter Dampf/Kondensat-Anteil wiederum dem Dampferzeuger zur Erzeugung von neuem Frischdampf zugeführt werden kann.

In der Praxis ist dieses Verfahren daher bereits dahingehend weiterentwickelt worden, dass ein ausschließlich„sauberen" Dampf und Kondensat verarbeitender Dampferzeuger mit seinem Wasser/Dampf-Kreislauf an einen außerhalb eines Autoklavs angeordneten Wärmeübertrager angeschlossen ist. In diesem Wärmeübertrager zirkuliert ein„verunreinigter" Wasserdampf/Kondensat-Kreislauf, wobei in dem Wärmeübertrager mit Hilfe des vom Dampferzeuger zugeführten Dampfes„verunreinigter" Dampf erzeugt wird. Dieser Dampf wird dann im Wege des „verunreinigten" Wasserdampf/Kondensat-Kreislaufs von außen in einen autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum des Autoklavs und in die Biomasse zur Auslösung der Carbonisierungsreaktion und Durchführung der Carbonisierung eingeleitet. Das dabei entstehende Abwasser wird aufbereitet und gereinigt, wobei ein„verunreinigtes" Kondensat oder Abwasser entsteht, das dann dem externen Wärmeübertrager im Wege des „verunreinigten" Wasserdampf/Kondensat- Kreislaufs zumindest teilweise zur Verdampfung in den„verunreinigten" Dampf wieder zugeführt wird. Bei all den diese Verfahrensvarianten ermöglichenden Anlagen befinden sich also die jeweiligen, den für die Carbonisierung benötigten Dampf erzeugenden Dampferzeuger außerhalb des Druckbehälters oder Autoklavs. Ebenso befindet sich ein mit einem jeweiligen Dampferzeuger in Leitungsverbindung stehender und Dampf für die Verwendung im Autoklav oder Druckbehälter erzeugender Wärmeübertrager außerhalb des Autoklavs oder Druckbehälters. D. h., der für die Durchführung der Carbonisierungsreaktion benötigte Dampf wird bei den hier betrachteten hydrothermalen oder vapothermalen Carbonisierungsverfahren ausschließlich außerhalb eines jeweiligen, die zu carbonisierende Biomasse aufnehmenden und/oder enthaltenden Autoklavs oder Reaktionsbehälters erzeugt. Dies erfordert entsprechend dimensionierte Dampferzeuger und/oder Wärmeübertrager, die einen Dampf ausreichend hoher Temperatur und damit verbunden höheren Druckes, beispielsweise größer 180 °C und größer 10 bar, erzeugen und leitungsmäßig dem Druckbehälter oder Autoklav zuführen können. Derartige Aggregate müssen daher entsprechend druckfeste Leitungen und Druckgefäße aufweisen, so dass ihre Herstellung technisch relativ aufwendig und damit kostenintensiv ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine verbesserte Dampferzeugung zur Durchführung einer hydrothermalen

Carbonisierung von Biomasse zu Kohle in einem Autoklav bereitstellt.

Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der die Carbonisierung der Biomasse bewirkende Wasserdampf erhöhten Drucks während des jeweiligen Carbonisierungszyklus zumindest zeitweise in dem mit der zu karbonisierenden Biomasse befüllten autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum des Autoklavs mittels mindestens eines darin ausgebildeten und angeordneten Verdampfers erzeugt wird. Ebenso wird die vorstehende Aufgabe bei einem Autoklav der eingangs näher bezeichneten Art dadurch gelöst, dass der autoklaveninnenseitige Reaktionsraum einen Verdampfer aufweist. Schließlich wird die Aufgabe durch eine Anlage zur Erzeugung von Kohle aus Biomasse mittels hydrothermaler Carbonisierung unter erhöhtem Druck in einem zumindest überwiegend wasserdampfförmigen Medium, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 8, gelöst, die mehrere, mit ihren jeweiligen autoklaveninnenseitigen Reaktionsräumen in wasserdampfleitender Leitungsverbindung miteinander stehende Autoklaven nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 - 22, einen oder mehrere mit mindestens dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum eines der Autoklaven in dampfleitender Leitungsverbindung stehende(n) Wärmespeicher und einen oder mehrere mit einer Wasserdampferzeugungseinheit, insbesondere einem Wärmeenergiekopplungsteil, eines autoklaveninnenseitig angeordneten Wärmeübertragers mindestens eines der Autoklaven in dampfleitender Leitungsverbindung stehende(n) Dampferzeuger aufweist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Vorgehensweise, den die Carbonisierung der Biomasse bewirkenden Wasserdampf erhöhten Drucks im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum des Autoklavs mittels eines im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum ausgebildeten und angeordneten Verdampfers zu erzeugen, wird eine verbesserte Dampferzeugung zur Durchführung einer hydrothermalen Carbonisierung von Biomasse zu Kohle in einem Autoklav bereitgestellt.

Es können nunmehr Verdampfer bzw. Wärmeübertrager mit integrierter Wasserdampferzeugungseinheit verwendet werden, die selbst kein eigenes Druckgefäß oder druckführende Leitungen benötigen, da der sie umgebende autoklaveninnenseitige Reaktionsraum oder der sie umgebende Druckbehälter oder Autoklav das benötigte Druckgefäß bereitstellt. Der in den Autoklav integrierte Verdampfer oder Wärmeübertrager kann daher konstruktiv einfacher aufgebaut und ausgebildet sein und somit kostengünstiger als bisher benötigte externe Wärmeübertrager hergestellt werden. Weiterhin sind sowohl der Wärmeübertrager als auch eine Wasserdampferzeugungseinheit im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum angeordnet, so dass keine langen Verbindungsleitungen zwischen Dampferzeuger oder

Wasserdampferzeugereinheit und Wärmeübertrager mehr notwendig sind, was ebenfalls zu einer technisch weniger aufwendigen und damit kostengünstigeren Realisation der Dampfbereitstellung für die Durchführung einer hydrothermalen oder vapothermalen Carbonisierung mit sich bringt. Aufgrund der nicht mehr vorhandenen langen oder zumindest längeren Dampfleitungen sind auch die Energieverluste zwischen Dampferzeuger bzw. Wasserdampferzeugungseinheit und Wärmeübertrager im Vergleich zu den Ausführungsformen nach dem Stand der Technik verbessert, so dass die erfindungsgemäße Lösung energetisch günstiger ist.

Weiterhin ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung des Verdampfers, insbesondere des Wärmeübertragers mit Wasserdampferzeugungseinheit im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum, in welchem die hydrothermale Carbonisierungsreaktion abläuft, die Möglichkeit, die im Stand der Technik vor Einleitung von entstehendem Kondensat in städtische Kläranlagen notwendige Abwasserreinigung oder Abwasserbehandlung in den Autoklav zu verlegen und in den ablaufenden Prozess der hydrothermalen Carbonisierung zu integrieren, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird. Die durch den in den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum integrierten Verdampfer oder Wärmeübertrager eingebrachte Wärmeenergie kann dazu genutzt werden, einerseits den für den Ablauf der hydrothermalen Carbonisierungsreaktion notwendigen Dampf zu erzeugen, aber andererseits auch das während des hydrothermalen Carbonisierungsprozesses im autoklaveninnenseitigen

Reaktionsbehälter anfallende Abwasser in Klärschlamm und verunreinigtes Klarkondensat aufzuteilen. Das während des HTC-Prozesses entstehende Klarkondensat kann direkt in übliche, beispielsweise kommunale, Kläranlagen eingeleitet werden, ohne dass eine vorhergehende zusätzliche Prozesswasser- bzw. Klarkondensataufbereitung oder -behandlung erforderlich wird.

Insgesamt ergibt sich durch den Fortfall eines oder mehrerer externer Wärmeübertrager(s) und die kürzeren Verbindungsleitungen eine kompakte und kostengünstige Bauweise eines für die Durchführung einer hydrothermalen Carbonisierung geeigneten Autoklavs. Hinzu kommt, dass eine Prozesswasser oder Kondensataufbereitungsanlage nicht mehr notwendig ist. Außerdem wird dadurch, dass das im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum während eines Carbonisierungszyklus aus der Biomasse austretende Reaktionswasser unmittelbar im Reaktionsraum zur Bildung von Dampf für die hydrothermale Carbonisierung genutzt wird, die anfallende Wassermenge reduziert, da auf eine zusätzliche Dampfeinleitung bzw. Dampfeindüsung in den Autoklav verzichtet wird.

Der Verdampfer oder Wärmeübertrager kann über Leitungen mit einem externen, beispielsweise im Rahmen von industriellen Anlagen vorhandenen Dampferzeuger verbunden sein, über welche ihm im Kreislauf auf der einen Seite Dampf zugeführt und dieser nach Auskopplung von Wärmeenergie auf der anderen Seite als Kondensat abgeführt wird. Insbesondere dann, wenn der Autoklav mit mehreren bauartgleichen Autoklaven zu einer einheitlich zusammenwirkenden Gesamtanlage verschaltet ist, ist es für die Durchführung des Verfahrens zweckmäßig und von Vorteil, wenn der die Carbonisierung der Biomasse bewirkende Wasserdampf erhöhten Drucks während des jeweiligen Carbonisierungszyklus zumindest für einen Zeitraum, der mindestens 30 % der Zeit eines Carbonisierungszyklus beträgt, während welchem Wasserdampf erhöhten Druckes im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum für den Ablauf der Carbonisierungsreaktion benötigt wird, mittels des mindestens einen darin angeordneten Verdampfers erzeugt wird, was die Erfindung in Weiterbildung des Verfahrens auch vorsieht.

Insgesamt, d.h. auf einen jeweiligen Carbonisierungszyklus bezogen, ist es aber gemäß Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft und zweckmäßig, wenn der die Carbonisierung der Biomasse bewirkende Wasserdampf erhöhten Drucks während des jeweiligen Carbonisierungszyklus im Wesentlichen und/oder überwiegend in dem mit der zu karbonisierenden Biomasse befüllten autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum des Autoklavs mittels des mindestens einen darin ausgebildeten und angeordneten Verdampfers erzeugt wird Im Wesentlichen oder überwiegend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass während mehr als 50 % der Zeit eines Carbonisierungszyklus autoklaveninnenseitig mittels des Verdampfers Dampf erzeugt wird, und/oder dass eine Menge von mehr als 50 Gew.-% des während eines Carbonisierungszyklus benötigten oder verbrauchten/verarbeiteten Dampfes autoklaveninnenseitig mittels des Verdampfers erzeugt wird. Um den die Carbonisierung der Biomasse bewirkenden Wasserdampf in vorteilhafter Weise im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum des Autoklavs erzeugen zu können, ist es gemäß Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens von Vorteil, wenn der in dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum des Autoklavs erzeugte Wasserdampf mittels eines im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum des Autoklavs angeordneten Wärmeübertragers mit zugeordneter, insbesondere integrierter, und im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum des Autoklavs angeordneter Wasserdampferzeugungseinheit erzeugt wird. Für die Wirtschaftlichkeit der Anlage und insbesondere die weitere gegebenenfalls notwendige Aufbereitung des sich während des Verfahrens bildenden Kondensats ist es zweckmäßig, wenn das Kondensat in ein Trübkondensat, das Schwebstoffe und Schlamm- bzw. Klärschlammbestandteile aufweist, und ein diese Schlammoder Klärschlammanteile nicht aufweisendes Klarkondensat aufgeteilt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht daher in Weiterbildung vor, dass während des Carbonisierungszyklus aus der Biomasse austretende Flüssigkeit einem im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum ausgebildeten

Trübkondensatsammelraum zugeführt wird und/oder an den Innenwandbereichen des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraums ablaufendes Kondensat einem im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum ausgebildeten

Klarkondensatsammelraum zugeführt wird.

Dadurch, dass der Verdampfer oder der Wärmeübertrager mit seiner Wasserdampferzeugungseinheit autoklaveninnenseitig angeordnet ist, kann diese Wasserdampferzeugungseinheit dazu genutzt werden, aus der Biomasse austretendes Reaktionswasser oder Trübkondensat aufzufangen und zu verdampfen. Bei dieser Verdampfung bleiben dann die Schwebstoffe oder Schlamm- oder Klärschlammbestandteile in der Wasserdampferzeugungseinheit zurück und werden lediglich die wasserhaltigen und/oder flüssigen Bestandteile (z.B. kann entstandene/entstehende Essigsäure verdampft werden) verdampft. Dieses verdampfte ursprüngliche Trübkondensat kondensiert dann zum Teil an den den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum umgebenden Innenwänden und wird hier - aufgrund der nun nicht mehr darin enthaltenen Schwebstoffe oder Schlamm- und Klärschlammbestandteile - als Klarkondensat niedergeschlagen. Dieses Klarkondensat läuft dann an den Wandungen entlang und kann in einem Klarkondensatsammelraum im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum aufgefangen werden.

Da in einem erfindungsgemäßen Autoklav Biomasse unterschiedlicher Art in Pflanzenkohle oder Biokohle umgewandelt werden kann, findet Biomasse unterschiedlichen Wassergehaltes Verwendung. Dies kann dazu führen, dass während eines Carbonisierungszyklus mehr Wasser aus der Biomasse austritt als zur Erzeugung des für die Durchführung der hydrothermalen Carbonisierungsreaktion benötigten Dampfes eigentlich notwendig ist. D.h., es wird mehr Dampf erzeugt, als eigentlich notwendig. Dies lässt sich dadurch ausgleichen und nutzen, dass mehrere Autoklaven parallel zueinander verschaltet sind und sich jeweils in unterschiedlichen Zeitphasen des hydrothermalen Carbonisierungszyklus befinden. Dies kann dazu genutzt werden, dass in einem Autoklav entstehender oder entstandener überschüssiger Dampf einem sich beispielsweise noch in der Anfangsphase eines hydrothermalen Carbonisierungszyklus befindlichen zweiten Autoklav der parallel geschalteten Autoklaven zugeführt wird. Die Erfindung sieht daher in Weiterbildung auch vor, dass ein Teil des die Carbonisierung der Biomasse bewirkenden Wasserdampfes erhöhten Drucks während des jeweiligen im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum ablaufenden Carbonisierungszyklus, insbesondere zu Beginn des Carbonisierungszyklus, dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum aus einem oder mehreren parallel geschalteten Autoklaven gleicher Bauart zugeführt wird und/oder dass ein Teil des die Carbonisierung der Biomasse bewirkenden Wasserdampfes erhöhten Drucks während des jeweiligen im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum ablaufenden Carbonisierungszyklus dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum eines parallel geschalteten Autoklavs gleicher Bauart zugeführt wird.

Es ist aber auch möglich, entstehenden Überschussdampf in einem mit dem jeweiligen Autoklav oder der parallel geschalteten Gruppe an Autoklaven verbundenen Wärmespeicher zu nutzen. Die Erfindung zeichnet sich daher in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch dadurch aus, dass ein Teil des die Carbonisierung der Biomasse bewirkenden Wasserdampfes erhöhten Drucks während des jeweiligen im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum ablaufenden Carbonisierungszyklus, insbesondere zu Beginn des Carbonisierungszyklus, dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum aus einem Wärmespeicher zugeführt wird und/oder dass ein Teil des die Carbonisierung der Biomasse bewirkenden Wasserdampfes erhöhten Drucks während des jeweiligen im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum ablaufenden Carbonisierungszyklus aus dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum einem Wärmespeicher zugeführt wird.

Um in dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum für den hydrothermalen Carbonisierungsprozess nicht benötigten Dampf nicht produzieren zu müssen und um insbesondere die Dampfproduktion gezielt auf den mit der jeweils einem Carbonisierungszyklus zu unterwerfenden Biomasse eingetragenen Wassergehalt abstimmen zu können, ist es gemäß weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens von Vorteil, dass der autoklaveninnenseitige Reaktionsraum zu Beginn eines jeden die Umwandlung der Biomasse in Kohle umfassenden Carbonisierungszyklus nicht oder nur bereichs- und teilweise mit zu verdampfendem Reaktionswasser befüllt wird.

Es wird also nur so viel Wasser in den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum eingebracht, dass einerseits die Biomasse nicht in ein Wasserbad eingetaucht wird und andererseits der benötigte Dampf vorzugsweise ausschließlich aus der mit der Biomasse eingetragenen Wassermenge erzeugt und/oder ggf. als von einem parallel geschalteten Autoklav oder aus einem Wärmespeicher zugeführter Dampf bereitgestellt wird. Für die Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens und die damit erzielbaren Vorteile ist es besonders vorteilhaft, dass der Verdampfer einen Wärmeübertrager mit zugeordneter, insbesondere integrierter, sowie im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum angeordneter

Wasserdampferzeugungseinheit umfasst, insbesondere als solcher ausgebildet ist, wodurch sich der Autoklav in Weiterbildung auszeichnet.

Der Autoklav zeichnet sich in Ausgestaltung weiterhin dadurch aus, dass der Wärmeübertrager ihm zugeführte Wärmeenergie an die Wasserdampferzeugungseinheit auskoppelt. Die für die Verdampfung von Wasser notwendige Wärmeenergie lässt sich auf diese Weise mittels eines von extern zugeführten Wärmeträgerfluids, insbesondere als von einem externen Dampferzeuger erzeugter Dampf, bereitstellen. Eine besonders kompakte und vorteilhafte Ausführungsform eines Wärmeübertragers mit integrierter Wasserdampferzeugungseinheit lässt sich gemäß Weiterbildung der Erfindung dadurch bereitstellen, dass der Wärmeübertrager einen von einem Wärmeträgerfluid durchströmbare, vorzugsweise wasserdampfdurchströmbare, Rohre umfassenden und Wärmeenergie an die Wasserdampferzeugungseinheit auskoppelnden Wärmeenergiekopplungsteil umfasst, der in wärmeleitender Verbindung mit der Wasserdampferzeugereinheit steht.

Hierbei ist es dann weiterhin zweckmäßig, wenn die Wasserdampferzeugungseinheit als in den Wärmeübertrager und dessen Wärmeenergiekopplungsteil integrierte und oberseitig auf den Wärmeenergiekopplungsteil in Form einer, insbesondere wasserhaltige, Flüssigkeit haltenden Wanne ausgebildete Einheit ausgebildet ist, was die Erfindung weiterhin vorsieht. Bei dieser Ausgestaltung lässt sich die Wanne insbesondere als unterhalb des die Biomasse haltenden Behälters ausgebildete Sumpfwanne ausbilden, in welche aus der Biomasse austretendes Reaktionswasser und Trübkondensat aufgefangen wird. Dieses aus der Biomasse während des hydrothermalen Carbonisierungsprozesses austretende Reaktionswasser tritt als mit Schwebstoffen oder Schlammbestandteilen oder Klärschlammbestandteilen versehenes Trübkondensat aus. Dieses Trübkondensat wird in der Wanne oder Sumpfwanne aufgefangen und während des laufenden hydrothermalen Carbonisierungsprozesses aufgrund von Wärmeenergieeintrag aus dem Wärmeenergiekopplungsteil des Wärmeübertragers wieder verdampft. Dabei bleiben die Schwebstoffe und Schlamm- oder Klärschlammbestandteile in der Wanne oder Sumpfwanne zurück, während die anderen Kondensatbestandteile, insbesondere die wasserhaltigen Bestandteile, verdampfen. Diese schlagen sich dann u.a. an den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum umgebenden Wandungen des Reaktionsraumes, welche gleichzeitig auch die Wandungen des Autoklavs sein können, nieder und kondensieren dort, da sie nun keine Schwebstoffe oder Schlamm- oder Klärschlammbestandteile mehr enthalten, als Klarkondensat. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung und insbesondere der Ausgestaltung des Wärmeübertragers mit zugeordneter oder integrierter Wanne oder Sumpfwanne lässt sich somit im Autoklav und im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum gleichzeitig mit dem ablaufenden hydrothermalen oder vapothermalen Carbonisierungsprozeß eine Abwasserbehandlung durchführen, die während des Carbonisierungsprozesses entstehendes Trübkondensat zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend und größtenteils, zu einem Klarkonzentrat aufbereitet. Das in der Wanne oder Sumpfwanne aufgefangene oder gesammelte Trübkondensat kann durch die hier erfolgende Verdampfung von den Trübstoffen befreit und durch Kondensation an den Innenwänden oder Innenwandungen des Reaktionsraums oder des Autoklavs als Klarkondensat gewonnen werden. Hierfür ist es von besonderem Vorteil, wenn die Wasserdampferzeugungseinheit des Wärmeübertragers, vorzugsweise der Wärmeenergiekopplungsteil und die Wasserdampferzeugungseinheit des Wärmeübertragers, in dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum unterhalb des die zu karbonisierende Biomasse aufnehmenden Behälters und mit Abstand zur autoklaveninnenseitigen Bodenfläche des Reaktionsraums angeordnet sind, wodurch sich die Erfindung ebenfalls auszeichnet. Hierdurch ist es möglich, einerseits aus der Biomasse austretendes Trübkondensat aufzufangen und andererseits unterhalb der Wasserdampferzeugungseinheit sich bildendes Klarkondensat zu sammeln. Um das aus der Biomasse austretende Reaktionswasser oder Trübkondensat gezielt der Wasserdampferzeugungseinheit, insbesondere der Flüssigkeit haltenden Wanne, zuführen zu können, zeichnet sich der Autoklav in Weiterbildung zudem dadurch aus, dass der Wasserdampferzeugungseinheit Mittel zugeordnet sind, die ihr während des Carbonisierungszyklus aus der Biomasse austretendes Reaktionswasser oder Trübkondensat zuführen oder zuleiten.

Besonders zweckmäßige Mittel stellen dabei an dem die Biomasse haltenden und aufnehmenden Behälter angeordnete, flüssigkeitsführende Leitbleche dar, so dass die Erfindung weiterhin vorsieht, dass die der Wasserdampferzeugungseinheit zugeordneten Mittel als Wandungsbereiche des Behälters ausbildende und Flüssigkeit auf den Flüssigkeit aufnehmenden und/oder haltenden Bereich der Wanne zuführende Leitbleche ausgebildet sind.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Flüssigkeit aufnehmenden oder haltenden Bereich der Wanne oder Sumpfwanne um einen Trübkondensatsammelraum, so dass sich der erfindungsgemäße Autoklav weiterhin dadurch auszeichnet, dass die Wasserdampferzeugungseinheit, insbesondere der die Flüssigkeit aufnehmende und/oder haltende Bereich der Wanne, einen aus der Biomasse austretende Flüssigkeit, insbesondere Reaktionswasser und/oder Trübkondensat, aufnehmenden Trübkondensatsammelraum ausbildet.

Das sich bildende Klarkondensat wird zweckmäßigerweise in einem vorzugsweise unterhalb des Verdampfers oder Wärmeübertragers im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum ausgebildeten Klarkondensatsammelraum aufgefangen. Der Autoklav zeichnet sich daher in Ausgestaltung auch dadurch aus, dass im Wandungsbereich des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraums, insbesondere unterhalb des Verdampfers, vorzugsweise unterhalb der Wasserdampferzeugereinheit des Wärmeübertragers, insbesondere unterhalb der

Wanne, besonders bevorzugt unterhalb des Wärmeenergiekopplungsteils, ein an den Innenwandbereichen des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraums kondensierendes und ablaufendes Kondensat aufnehmender Klarkondensatsammelraum ausgebildet ist.

Um aus dem Trübkondensatsammelraum und dem Klarkondensatsammelraum die dort jeweils aufgefangene Flüssigkeit ggf. auch aus dem Autoklav herausleiten zu können, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass der Trübkondensatsammelraum eine aus dem Autoklav herausführende Trübkondensatentnahmeleitung und/oder der Klarkondensatsammelraum eine aus dem Autoklav herausführende

Klarkondensatentnahmeleitung umfasst.

Da erfindungsgemäß vorgesehen ist, die für die Durchführung eines Carbonisierungszyklus benötigte Dampfmenge zumindest im Wesentlichen und vorzugsweise überwiegend ausschließlich innerhalb des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraums und damit innerhalb des Autoklavs zu erzeugen, ist es hilfreich, wenn der im Autoklav bzw. im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum angeordnete Verdampfer bzw. die im Autoklav bzw. im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum angeordnete Wasserdampferzeugungseinheit entsprechend ausgelegt ist. Die Erfindung sieht daher in weiterer Ausgestaltung des Autoklav vor, dass der Verdampfer, insbesondere der Wärmeenergiekopplungsteil und die Wasserdampferzeugungseinheit des Wärmeübertragers, derart ausgelegt sind, dass damit die für die chargenweise Durchführung eines Carbonisierungszyklus der mit dem Behälter eingebrachten Biomasse im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum benötigte Wasserdampfmenge zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise überwiegend, gewünschtenfalls vollständig, im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum erzeugbar ist. Im Wesentlichen oder überwiegend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Menge von mehr als 50 Gew.-% der während eines Carbonisierungszyklus benötigten oder verbrauchten/verarbeiteten Wasserdampfmenge autoklaveninnenseitig mittels des Verdampfers erzeugt werden kann und damit erzeugbar ist.

Da der Autoklav mit den verschiedensten Biomassen befüllt und betrieben werden kann, kann es sein, dass mit der Biomasse ein solcher Wassergehalt in den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum eingebracht wird, dass die daraus produzierbare Dampfmenge zumindest phasenweise während eines Carbonisierungszyklus größer ist, als die für die Carbonisierung aktuell benötigte Dampfmenge. Um eine solche„Überschuss'-Dampfmenge dennoch nutzen zu können, ist es zweckmäßig, wenn mehrere Autoklaven über eine dampfführende Leitung miteinander verbunden und insbesondere parallel geschaltet angeordnet sind. Eine solche Dampfleitung kann vorzugsweise eine Dampfpendelleitung sein, so dass die Erfindung in Ausgestaltung des Autoklavs weiterhin vorsieht, dass der Autoklav an eine Dampfpendelleitung angeschlossen ist, über welche sein autoklaveninnenseitiger Reaktionsraum mit dem autoklaveninnenseitigen

Reaktionsraum mindestens eines zweiten Autoklavs gleicher Bauart und/oder einem Wärmespeicher verbunden ist. Da die Biomasse in dem Behälter, mit welchem sie in den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum eingebracht wird, verdichtet sein kann, besteht die Möglichkeit, dass die Dampfeindringtiefe und Dampfeindringmöglichkeit des Dampfes in die Biomasse aufgrund des verdichteten Schüttgutes behindert ist. Um diesem Problem zu begegnen sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung des Autoklavs schließlich auch vor, dass in dem Behälter mehrere sich durch diesen hindurcherstreckende und zumindest einendseitig, vorzugsweise beidendseitig, für einströmenden Wasserdampf zugängliche und in ihrer Rohrwandung perforierte Dampfführungsrohre ausgebildet sind. Hierdurch ist es möglich, dass sich im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum bildender Wasserdampf von einem oder beiden offenen Enden eines Dampfführungsrohres in dieses einströmt und dann durch dessen perforierte Rohrwandung hindurch in die die Rohre umgebende Biomasse einströmt. Hierdurch lässt sich die vom Dampf zu bewältigende Eindringtiefe verbessern, indem der Dampf nun nicht mehr von der Außenseite des Behälters bis in das Zentrum des Behälters strömen muss, sondern dieser Weg durch die entsprechende Anordnung der Dampfführungsrohre optimiert wird. Gleichzeitig dienen diese Dampfführungsrohre auch als Drainagerohre für sich in der Biomasse bildendes Reaktionswasser und Trübkondensat. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Autoklav,

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch den

Verdampfer des Autoklavs gemäß Fig. 2 und in

Fig. 4 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage. Das in der Fig. 1 in Form eines schematischen Fließbildes dargestellte erfindungsgemäße Verfahren umfasst als Kernstück einen Autoklav 1 , der in seinem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 einen Verdampfer 31 aufweist. Hierdurch ist es möglich, den für die Carbonisierung von in den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 eingebrachter Biomasse 4 benötigten Wasserdampf erhöhten Drucks während eines jeweiligen Carbonisierungszyklus zumindest zeitweise, vorzugsweise im Wesentlichen und/oder überwiegend, in dem mit der zu carbonisierenden Biomasse 4 befüllten autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 des Autoklavs 1 zu erzeugen. Die Begriffe„im Wesentlichen" und „überwiegend" sollen jeweils zum Ausdruck bringen, dass es zwar grundsätzlich möglich ist, den gesamten benötigten Dampf vollständig innerhalb des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum zu erzeugen, dass es aber unter gewissen Randbedingungen zweckmäßig und sinnvoll sein kann, externen Dampf von außen zuzuführen oder auch Dampf nach außen abzuführen, wie weiter unten noch erläutert wird.„Im Wesentlichen" und„überwiegend" meint hierbei, dass es bei einem jeden Carbonisierungszyklus so ist, dass entweder während der überwiegenden Zeit eines gesamten jeweiligen Carbonisierungszyklus der Dampf im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 erzeugt und nicht von außen zugeführt oder nach außen abgeführt wird oder dass zumindest der größte Teil der während eines Carbonisierungszyklus benötigten Dampfmenge im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 erzeugt wird. Im Wesentlichen oder überwiegend bedeutet in diesem Zusammenhang demnach, dass während mehr als 50 % der Zeit eines Carbonisierungszyklus autoklaveninnenseitig mittels des Verdampfers Dampf erzeugt wird, und/oder dass eine Dampfmenge von mehr als 50 Gew.-% des während eines Carbonisierungszyklus benötigten oder verbrauchten/verarbeiteten (Wasser) Dampfes autoklaveninnenseitig mittels des Verdampfers erzeugt wird. Zumindest aber wird zeitweise, d.h. für einen Zeitraum, der mindestens 30 % der Zeit eines Carbonisierungszyklus beträgt, während welchem Wasserdampf erhöhten Druckes im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 benötigt wird, dieser Wasserdampf erhöhten Druckes im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 mittels des mindestens einen darin angeordneten Verdampfers 31 , insbesondere eines Wärmeübertragers oder Wärmetauschers 3 mit einer Wasserdampferzeugungseinheit 11 , erzeugt. In den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 des Autoklavs 1 wird chargenweise Biomasse 4 eingebracht und dann im Rahmen eines Carbonisierungszyklus zu Pflanzenkohle oder zu Biokohle oder„Green Coal" 5 umgewandelt. Im Autoklav 1 bzw. im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 entstehen neben der Biokohle 5 als Endprodukte ein Klärschlamm 6 sowie ein verunreinigtes Klarkondensat 7. Während die Biomasse 4 chargenweise zugegeben und die Biokohle 5 und der Klärschlamm 6 vorzugsweise chargenweise nach Beendigung eines Carbonisierungszyklus dem Autoklav 1 entnommen werden, kann das verunreinigte Klarkondensat 7 kontinuierlich während eines Carbonisierungszyklus abgeleitet und unmittelbar einer kommunalen Kläranlage zugeführt werden. Um die für die Verdampfung von Wasser innerhalb des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraums notwendige Wärmeenergie bereitzustellen, umfasst der Verdampfer 31 den Wärmeübertrager 3, der über einen Dampf/Kondensat-Kreislauf 9 mit einem externen Dampferzeuger 8 verbunden ist. Der externe Dampferzeuger 8 führt dem Wärmeübertrager 3 Dampf zu, der im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 Wärmeenergie auskoppelt, hier kondensiert und dann als Kondensat wieder in den Dampferzeuger 8 rückgeführt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Autoklav 1 ist aufgrund des im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 angeordneten Verdampfers 31 eine Dampfproduktion mit Durchführung eines Carbonisierungszyklus und mit integrierter Prozesswasser- oder Reaktionswasseraufbereitung durchführbar. Mit Hilfe des den Wärmeübertrager 3 umfassenden Verdampfers 31 wird Wasserdampf mit der erforderlichen Temperatur und dem erforderlichen Druck im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 erzeugt und dabei auch eine Behandlung des während eines Carbonisierungszyklus als Trübkondensat 18 anfallenden Reaktionswassers durchgeführt. Dies wird dadurch erreicht, dass das während des Carbonisierungszyklus anfallende Reaktionswasser oder Prozeßwasser mittels des den Wärmeübertrager 3 umfassenden Verdampfers 31 zu dem jeweils benötigten Wasserdampf verdampft wird.

Ein Carbonisierungszyklus umfasst die Schritte: a) Beladung des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 des Autoklavs 1 mit Biomasse 4;

b) Erzeugung von Wasserdampf im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 und/oder Zuführung von Wasserdampf in den autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2;

c) Durchführen des Carbonisierungsprozesses und dabei Auffangen und Verdampfen des während des Carbonisierungszyklus aus der Biomasse 4 austretenden Trübkondensats 18;

d) Auffangen von während des Carbonisierungsprozesses an Wandungsbereichen des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraums 2 kondensierendem Kondensat als verunreinigtes Klarkondensat 7, vorzugsweise im Bodenbereich des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 des Autoklavs 1 , und

e) nach ausreichender Haltezeit und Umwandlung der Biomasse 4 in Biokohle 5 Entnahme der Biokohle 5 und des Klärschlamms 6 sowie gegebenenfalls des verunreinigten Klarkondensats 7, falls letzteres nicht bereits kontinuierlich während des Carbonisierungszyklus bereits abgeführt wurde.

Hierbei wird zur Durchführung des Schrittes e) nach Beendigung der eigentlichen Carbonisierungsreaktion des hydrothermalen Carbonisierungsprozesses, d.h. nach dem Ablauf der Haltezeit, der Druck im Autoklav 1 auf Atmosphärendruck reduziert, so dass der Autoklave 1 geöffnet und die Biokohle 5 sowie der Klärschlamm 6 entnommen werden können. Ein erneuter Carbonisierungszyklus beginnt dann mit einer erneuten Beladung des Autoklavs 1 mit einem mit Biomasse 4 befüllten Behälter 16.

Ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneter Autoklav 1 ist in Fig. 2 schematisch im Querschnitt dargestellt. Bei dem hier dargestellten Autoklav 1 mit rundem Querschnitt kann es sich um einen Druckbehälter handeln, wie er beispielsweise als zylinderförmiger Autoklav aus der Kalksandsteinproduktion bekannt ist. Im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 ist der den Wärmeübertrager 3 umfassende Verdampfer 31 mit Abstand zum bodenseitigen Bereich der Autoklavenwandung 10 im unteren Teil des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraums 2 angeordnet. Der Wärmeübertrager oder Wärmetauscher 3 umfasst eine Wasserdampferzeugungseinheit 1 1 und einen Wärmeenergiekopplungsteil 12, wobei die Wasserdampferzeugungseinheit 1 1 oberseitig auf dem Wärmeenergiekopplungsteil 12 in Form einer oberseitig offenen, wasserhaltige Flüssigkeit haltenden Wanne 13 ausgebildet ist. Die Wasserdampferzeugungseinheit 1 1 und das Wärmeenergiekopplungsteil 12 sind als eine den Wärmeübertrager 3 ausbildende Einheit ausgebildet.

Das oder der Wärmeenergiekopplungsteil 12 ist im Ausführungsbeispiel aus mehreren sogenannten Omega-Rohren 14 aufgebaut, die auf ihrer der Wasserdampferzeugungseinheit 1 1 zugewandten Seite unmittelbar die Bodenfläche der Wanne 13 ausbilden und in ihren übrigen Bereichen außen von einer Wärmedämmung 15 umgeben sind. Es ist aber auch möglich, dass die Oberseite der Omega-Rohre 14 nicht unmittelbar den Boden der Wanne 13 ausbildet, sondern dass auf dieser Oberseite ein Wannenboden aufliegt.

Der Strömungsquerschnitt der Omega-Rohre 14 ist an den Dampf/Kondensat- Kreislauf 9 des externen Dampferzeugers 8 angeschlossen, so dass die Omega- Rohre 14 von Dampf durchströmt oder durchflutet werden. Während des Durchströmens des Wärmeenergiekopplungsteils 12 gibt dieser Dampf des Dampf/Kondensat-Kreislaufs 9 Wärmeenergie ab, die das

Wärmeenergiekopplungsteil 12 an die Wasserdampferzeugungseinheit 1 1 auskoppelt oder weiterleitet. Der danach im Strömungsquerschnitt der Omega- Rohre 14 kondensierende Dampf wird dann als Kondensat zum externen Dampferzeuger 8 rückgeführt. Anstelle der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Omega-Rohre 14 sind natürlich auch andere Rohrformen für die Ausbildung des Wärmeenergiekopplungsteils 12 und die Zuführung von Dampf verwendbar.

Oberhalb der oberseitigen Öffnung der trogförmig ausgebildeten Wanne 13 wird zur Durchführung eines Carbonisierungsprozesses ein mit der zu carbonisierenden Biomasse 4 befüllter Behälter 16 angeordnet. Im

Ausführungsbeispiel ist der Behälter 16 sogar unmittelbar auf den Randbereich der trogförmigen Wanne 13 aufgesetzt. Der Behälter 16 ist korbartig ausgebildet und umfasst bzw. enthält die Biomasse 4. Der Behälter 16 ist größtenteils in seinem Wandungsbereich perforiert oder gitterförmig ausgebildet, was in der Figur 2 durch die die Biomasse 4 umgebende gestrichelte Linie angedeutet ist. Im unteren Drittel seines Wandungsbereiches ist der Behälter 16 jedoch mit geschlossenen, flüssigkeitsleitenden Wandungsbereichen oder Leitblechen 17 ausgestattet, die als durchgezogene Linie angedeutet sind. Diese Leitbleche 17 verjüngen den Querschnitt des Behälters 16 derart, dass seine bodenseitige Öffnung oberhalb der Öffnung der trogförmigen Wanne 13 positioniert ist. Die in der Figur 2 dargestellte Positionierung des Behälters 16 ist diejenige, in welche er zur Durchführung eines hydrothermalen Carbonisierungsprozesses in den Autoklav 1 eingebracht und dort für einen Carbonisierungszyklus positioniert wird. Die Leitbleche 17 stellen dadurch Mittel dar, die der Wasserdampferzeugungseinheit 11 oder der Wanne 13 während eines Carbonisierungszyklus aus der Biomasse 4 austretendes Reaktionswasser oder Trübkondensat 18 zuführen oder zuleiten. Während eines Carbonisierungszyklus aus der Biomasse 4 austretendes Prozess- oder Reaktionswasser wird somit als sog. Trübkondensat 18 in der Wanne 13 aufgefangen. Die Wanne 13 bildet somit zudem einen Trübkondensatsammelraum 19 oder eine Sumpfwanne aus. Das in der Wanne 13 aufgefangene oder ggf. zu Beginn eines Carbonisierungsprozesses zugegebene Prozeß- oder Reaktionswasser oder Trübkondensat 18 wird mit der mittels des von der externen Dampferzeugung 8 dem Wärmeenergiekopplungsteil 12 zugeleiteten Dampfes bereitgestellten Wärmeenergie verdampft und stellt dadurch den für den Ablauf der hydrothermalen Carbonisierungsreaktion benötigten Dampf im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 - zumindest im Wesentlichen und/oder überwiegend - bereit. Dieser Dampf dringt in die Biomasse 4 ein und reagiert mit der Biomasse 4 im Rahmen der Carbonisierungsreaktion zur Biokohle 5. Dabei entstehendes Reaktionswasser oder Kondensat wird als Trübkondensat 18 in die Wanne 13 zurückgeführt.

Ein Teil des Dampfes kondensiert an den Innenwandbereichen der Autoklavenwandung 10 und läuft dann an dieser entlang zum tiefsten Punkt des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraumes 2 und sammelt sich dort als verunreinigtes Klarkondensat 7. Dieser tiefste Bereich des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraumes 2 bildet somit einen Klarkondensatsammelraum 21 aus. Die Verdampfung des Trübkondensates 18 kann derart eingestellt werden, dass am Ende des Carbonisierungszyklus in der Wanne 13 der Klärschlamm 6 vorliegt, zu welchem das Trübkondensat 18 durch Verdampfung und Zurücklassen von Schwebstoffen oder Schlammstoffen während des Carbonisierungszyklus aufbereitet worden ist. Dieser Klärschlamm 6 kann nach Beendigung eines jeweiligen Carbonisierungszyklus beispielsweise mittels eines Schiebers aus der Wanne 13 entnommen und einer weiteren Behandlung oder einer Entsorgung zugeführt werden. An die Wanne 13 ist eine aus dem Autoklav 1 herausführende Trübkondensatentnahmeleitung 22 angeschlossen, durch welche hindurch gewünschtenfalls Trübkondensat 18 auch während eines Carbonisierungszyklus aus der Wanne 13 und damit dann auch aus dem Autoklav 1 abgeleitet werden kann. Diese Trübkondensatentnahmeleitung 22 kann aber andererseits auch als Zuleitung verwendet werden, um zu Beginn oder vor einem Carbonisierungszyklus Prozeßwasser in die Wanne 13 einzulassen, um dieses dann verdampfen zu können bevor während des Carbonisierungszyklus das Trübkondensat 18 anfällt.

Weiterhin weist der Autoklav 1 eine Klarkondensatentnahmeleitung 23 auf, mittels welcher dem Klarkondensatsammelraum 21 verunreinigtes Klarkondensat 7 entnommen werden kann, welches dann in einer kommunalen Kläranlage entsorgt werden kann.

Um gewünschtenfalls Luft aus dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 ablassen zu können weist der Autoklav 1 weiterhin eine Entlüftung 20 auf.

Wie aus der Figur 4 ersichtlich ist, kann ein Autoklav 1 Bestandteil einer Anlage 24 sein, die mehrere Autoklaven 1 , 25, 26 oder einen oder mehrere Wärmespeicher 27 umfasst. Hierbei sind die verschiedenen Aggregate zueinander parallel verschaltet und über eine Dampfpendelleitung 28 miteinander verbunden, wobei jeweils eine Dampfleitung 29 von der Dampfpendelleitung 28 abzweigt und in den jeweiligen Autoklav 1 , 25, 26 oder einen jeweiligen Wärmespeicher 27 einmündet. Um die für das vollständige Erreichen der Biomasse 4 zur Durchführung der hydrothermalen Carbonisierungsreaktion notwendige Dampfeindringtiefe in die Biomasse 4 nicht zu groß werden zu lassen, sind in dem Behälter 16 Dampfführungsrohre 30 angeordnet, in welche der im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 erzeugte Wasserdampf frei von beiden Enden eines jeweiligen Dampfführungsrohres 30 in dieses einströmen und dann durch die perforierte Wandung eines jeden Dampfführungsrohres 30 in die das jeweilige Dampfführungsrohr 30 umgebende Biomasse 4 einströmen kann. Bei den in der Anlage 24 zusammengeschalteten oder zusammenwirkenden Autoklaven 1 , 25 und 26 handelt es sich um zumindest im Wesentlichen bauartgleiche Autoklaven, die alle bauartgleich wie der im Zusammenhang mit der Fig. 2 dargestellte und vorstehend erläuterte Autoklav 1 ausgebildet sind. Die Wasserdampferzeugungseinheit 11 mit der Wanne 13 erstreckt sich im Wesentlichen längs des größten Teils der Längserstreckung des Autoklavs 1 und ist in dieser Längsrichtung mindestens so lang wie der die Biomasse 4 enthaltende Behälter 16 ausgebildet. In gleicher Weise erstreckt sich auch das Wärmeenergiekopplungsteil 12 in Längsrichtung des Autoklavs 1 , wobei die Wanne 13 lediglich durch ein vorderseitiges, geschrägt geneigt verlaufendes Ende

31 über das Wärmeenergiekopplungsteil 12 übersteht, wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist. Mit dieser Ausgestaltung weist damit dann auch der Wärmeübertrager 3 eine Längserstreckung auf, die annährend der, vorzugsweise mindestens der, Längserstreckung des Behälters 16 in Längsrichtung des Autoklavs 1 entspricht und zudem auch den wesentlichen Teil der Längserstreckung des Autoklavs 1 abdeckt. Der schräg verlaufende Teil 31 bildet die vordere, der Öffnungstüre oder Öffnungsklappe des Autoklavs 1 zugeordnete Seite des Wärmeübertragers 3 bzw. der Wanne 13 aus. Der Behälter 16 ist im Ausführungsbeispiel als mit überwiegend perforierten oder gitterstrukturförmigen Seitenwandungen ausgebildeter Behälter 16 dargestellt. Es ist aber durchaus möglich, dass die als Leitbleche 17 ausgebildeten Wandungsbereiche nicht nur im unteren Drittel, sondern über die gesamten Seitenflächen des Behälters 16 ausgebildet sind, so dass er lediglich eine perforierte Oberseite oder sogar eine komplett offene Oberseite und eine perforierte, das Durchfallen von Biokohleteilen verhindernde Unterseite aufweist.

Mit dem erfindungsgemäßen Autoklav 1 oder der erfindungsgemäßen Anlage 24 kann sowohl ein sogenannter Kaltstart zur Ingangsetzung oder Initiierung eines hydrothermalen Carbonisierungszyklus als auch ein sogenannter Warmstart durchgeführt werden. Bei einem Kaltstart wird dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 kein Wasserdampf von außen zugeführt. Falls der Autoklav 1 jedoch beispielsweise Bestandteil einer mehrere Autoklaven 1 , 25, 26 und/oder einen Wärmespeicher 27 umfassenden Anlage 24 ist, kann jedoch ggf. auch ein Warmstart des Autoklavs 1 mittels von außen über die Dampfpendelleitung 28 von einem weiteren Autoklav 25, 26 oder dem Wärmespeicher 27 zugeführten Dampfs durchgeführt werden. Bei einem Kaltstart sind bei einer Anlage 24 alle Autoklaven 1 , 25 und 26 zunächst außer Betrieb und ist der zumindest eine Wärmespeicher 27 nicht geladen. Es muss also zunächst erstmalig Dampf innerhalb eines der Autoklaven 1 , 25, 26 mit Hilfe des externen Dampferzeugers 8 und des Dampf/Kondensat-Kreislaufs 9 erzeugt werden. Dies soll der Autoklave 1 sein. Bei einem solchen Kaltstart wird die Wanne 13 der Wasserdampferzeugungseinhelt 1 1 des Autoklavs 1 mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllt. Dann wird der Autoklave 1 mit der Biomasse 4 beladen, indem der die Biomasse 4 enthaltende Behälter 16 in die in Fig. 2 dargestellte Position im Autoklav 1 und im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 positioniert wird. Danach wird die nicht dargestellte Tür des Autoklavs 1 verschlossen und verriegelt, so dass der Autoklav 1 druckfest verschlossen ist. Im nächsten Schritt wird der Wärmeenergiekopplungsteil 12 des Wärmeübertragers oder Wärmetauschers 3 mit Dampf des Dampf/Kondensat- Kreislaufes 9 des externen Dampferzeugers 8 beaufschlagt. Der zugeführte Wasserdampf gibt im Wärmeenergiekopplungsteil 12 den Großteil seiner Wärmeenergie ab und kondensiert zu einem sauberen Kondensat, das dem externen Dampferzeuger 8 zurückgeführt wird. Aufgrund der Beheizung des Wärmeenergiekopplungsteils 12 des Wärmeübertragers 3 wird Wärmeenergie in den Wärmeübertrager 3, und zwar vom Wärmeenergiekopplungsteil 12 in die Wasserdampferzeugungseinhelt 1 1 , ausgekoppelt und eingetragen. Dadurch beginnt die in der Wanne 13 vorhandene Flüssigkeit, beim Kaltstart insbesondere zugeführtes Wasser (Prozeßwasser) oder vorhandenes Reaktionswasser oder Trübkondensat 18, auszudampfen bzw. zu verdampfen. Der Autoklav 1 wird dann mittels der Entlüftung 20 entlüftet. Nachdem die Entlüftung 20 wieder geschlossen ist, beginnt dann bei weiterem Energieeintrag durch den Dampf/Kondensat- Kreislauf 9 die weitere Verdampfung des in der Wanne 13 befindlichen Reaktionswassers oder Trübkondensats 18 und damit einhergehend eine Temperierung des autoklaveninnenseitigen Reaktionsraums 2 und ein Druckaufbau im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 durch den entstehenden Wasserdampf. Durch Regelung der Beheizung des Wärmeenergiekopplungsteils 12 des Wärmeübertragers 3, d.h. die Regelung der Zuführung des Dampfes im Dampf/Kondensatkreislauf 9, wird der Dampfdruck im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 geregelt und eingestellt. Die in dem gebildeten Wasserdampf enthaltene wasserhaltige Komponente durchströmt die Biomasse, startet hier die hydrothermale Carbonisierungsreaktion und kondensiert in der Biomasse 4, aber auch am Behälter 16 und an der Innenseite der Behälterwandung 10. Aus dem Behälter 16 und der Biomasse 4 tritt dieses Kondensat als Reaktionswasser oder Trübkondensat 18 aus und wird dann in dem von der Wanne 13 ausgebildeten Trübkondensatsammelraum 19 aufgefangen. Ein anderer, außerhalb des Behälters 16, insbesondere an der Innenseite der

Autoklavenwandung 10 kondensierender Teil des Wasserdampfes kondensiert hier als verunreinigtes Klarkondensat 7, das sich im tiefsten Bereich des Autoklavs 1 im dort ausgebildeten Klarkondensatsammelraum 21 sammelt. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der dem hydrothermalen Carbonisierungsprozeß jeweils ausgesetzten Biomasse 4 kann entweder aus der Wanne 13 Trübkondensat 18 über die Trübkondensatentnahmeleitung 22 entnommen oder aber Prozeßwasser der Wanne 13 zugeführt werden. Dies geschieht in Abhängigkeit davon, welche Dampfatmosphäre im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 eingestellt werden soll und ob das dafür benötigte Wasser ausreichend oder im Überschuss vorhanden ist. Ist zu viel Wasser, insbesondere

Trübkondensat 18, vorhanden, wird Trübkondensat 18 abgeführt. Ist in der Biomasse 4 zu wenig Wasser enthalten und bildet sich zu wenig Trübkondensat 18, dann wird von außen Prozeßwasser zugeführt. Das sich im Bodenbereich des Autoklavs 1 sammelnde Klarkondensat 7 wird kontinuierlich aus dem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 und damit dem Autoklav 1 abgeleitet und abgeführt. In Abhängigkeit von der zu carbonisierenden Biomasse 4 werden in dem Autoklav 1 , bzw. im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2, der gewünschte und notwendige Wasserdampfdruck, die gewünschte und notwendige Wasserdampftemperatur und die gewünschte und notwendige Haltezeit eingestellt. Sobald der Wasserdampfdruck seinen Sollwert im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 erreicht hat, kann weiterer entstehender Wasserdampf über die Dampfleitung 29 an die angeschlossene Dampfpendelleitung 28 abgegeben werden. Über die Dampfpendelleitung 28 kann dieser Dampf dann einem oder beiden der benachbarten Autoklaven 25 und 26 und/oder dem Wärmespeicher 27 zugeleitet werden. Nach Ablauf der Haltezeit wird dann der Wasserdampfdruck im Autoklav 1 abgebaut. Dies kann dadurch erfolgen oder unterstützt werden, dass wiederum Wasserdampf an die Dampfpendelleitung 28 abgegeben wird. Im Übrigen wird der Wasserdampfdruck durch entsprechende Reduzierung der Beheizung des Wärmeenergiekopplungsteils 12 geregelt. Hierbei kann die Beheizung dann auch so geregelt werden, dass gewünschtenfalls das gesamte Trübkondensat 18 am Ende eines Carbonisierungszyklus verdampft ist und sich in der Wanne 13 nur noch der Klärschlamm 6 befindet. Nachdem dann abschließend die Beheizung des Verdampfers 31 bzw. des Wärmeübertragers 3 abgestellt ist und der Druck im

Autoklav 1 auf Atmosphärendruck reduziert ist, wird der Autoklav 1 geöffnet und der Käfig oder Behälter 16 mit der nun hydrothermal zu Biokohle 5 carbonisierten Biomasse 4 dem Autoklav 1 entnommen. Anschließend kann entschieden werden, ob der in der Wanne 13 befindliche Klärschlamm 6 entnommen oder gegebenenfalls für einen nächsten Carbonisierungszyklus noch in der Wanne 13 verbleibt.

Ein Warmstart wird durchgeführt, wenn sich bei der in Fig. 4 dargestellten Anlage mindestens einer der Autoklaven 1 , 25 und 26 bereits in Betrieb, d.h. in einem laufenden Carbonisierungszyklus befindet, oder und/oder ein beladender

Wärmespeicher 27 zur Verfügung steht. Bei einem solchen Warmstart kann dann der in einen Carbonisierungszyklus zu versetzende Autoklav, hier jetzt der Autoklav 1 , sowohl von dem externen Dampferzeuger 8 mittels des autoklaveninnenseitig im Reaktionsraum 2 integrierten Verdampfers 31 bzw. Wärmeübertragers 3 beheizt werden als auch von einem der benachbarten Autoklaven 25, 26 oder dem Wärmespeicher 27 über die Dampfpendelleitung 28 und die Dampfleitung 29 unmittelbar und direkt mit Wasserdampf beaufschlagt werden. Der Einsatz der diversen Wärmequellen zur Erzeugung oder Bereitstellung von Wasserdampf kann hierbei flexibel gehandhabt und genutzt werden. Der Einsatz wird bestimmt von der Art und der Menge an Trübkondensat 18 in der Wanne 13, der Zusammensetzung der Biomasse 4 und dem thermischen Zustand der Anlage 24, d.h. dem innerhalb Anlage 24 zur Verfügung stellbaren Dampfpotential.

Bei einem Warmstart kann sich in der Wanne 13 wie beim Kaltstart Trübkondensat 8 befinden, kann dort Prozeßwasser eingegeben werden oder kann aber auch im Unterschied dazu die Wanne 13 zunächst vollständig trocken sein. Auch beim Warmstart wird der Autoklav 1 dann zunächst mit Biomasse 4 beladen und wird die Tür des Autoklavs geschlossen und verriegelt. Der hier betrachtete, zu startende Autoklav 1 wird dann über die Dampfpendelleitung 28 von einem sich bei diesem Ausführungsbeispiel bereits in Betrieb, d.h. in einem Carbonisierungszyklus, befindenden Autoklav 25, 26 oder dem Wärmespeicher 27 mit Wasserdampf versorgt. Der Autoklave 1 wird entlüftet und nach Schließung der Entlüftung 20 beginnt dann der Druckaufbau im autoklaveninnenseitigen

Reaktionsraum 2 Mittels des weiterhin von einem der Autoklaven 25, 26 oder dem Wärmespeicher 27 zugeführten Dampfes. Wie auch beim Kaltstart kondensiert ein Teil des Wasserdampfes aufgrund von Wärmeabgabe an die Biomasse 4, den Biomassebehälter 6 oder die Innenseite der Autoklavenwandung 10 und wird als Trübkondensat 18 oder Reaktionswasser in der Wanne 13 oder als verunreinigtes Klarkondensat 7 im Bodenbereich des Autoklavs 1 gesammelt. Wie beim Kaltstart kann nun im Anhängigkeit von der Zusammensetzung der Biomasse 4 Trübkondensat aus der Wanne 13 über die Trübkondensatentnahmeleitung 22 entnommen oder Flüssigkeit in die Wanne 13 eingeleitet werden. Das im Bodenbereich des Autoklavs 1 anfallende verunreinigte Klarkondensat 7 wird vorzugsweise kontinuierlich über die Klarkondensatentnahmeleitung 23 aus dem Autoklav 1 abgeführt. Nach einer gewissen Zeit wird dann die Zuführung von Wasserdampf aus einem benachbarten Autoklav 25, 26 und/oder dem Wärmespeicher 27 eingestellt, da dort kein entsprechender Wasserdampf mehr zur Verfügung steht, und erfolgt der für die Erzeugung von Wasserdampf notwendige Wärmeeintrag über die Zuleitung von Dampf aus dem externen Dampferzeuger 8 in den Wärmeübertrager 3. Auch hier läuft dann der Dampf/Kondensat-Kreislauf 9 durch das Wärmeenergiekopplungsteil 12 und bewirkt hier den Energieeintrag in die Wasserdampferzeugungseinheit 11. Wie auch beim Kaltstart wird durch die Beheizung des integrierten Wärmeübertragers

3 nun die in der Wanne 13 enthaltene Flüssigkeit, d.h. das Trübkondensat 18, verdampft und werden in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Biomasse

4 der Wasserdampfdruck, die Wasserdampftemperatur und die Haltezeit im Autoklav 1 eingestellt und geregelt. Der Warmstart läuft nun wie der Kaltstart ab.

Nach Erreichen des gewünschten Solldruckwertes kann Wasserdampf an die Dampfpendelleitung 28 und benachbarte Autoklaven 25, 26 oder den Wärmespeicher 27 abgegeben werden, und wird nach Ablauf der gewünschten Haltezeit der Druck in analoger Weise zum Kaltstart im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 abgebaut. Wenn sich dann der autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 auf Atmosphärendruck befindet, kann der Autoklave 1 geöffnet und die zu Biokohle 5 oder Green Goal oder Pflanzenkohle carbonisierte Biomasse 4 entnommen werden. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass sich der Kaltstart und der Warmstart nur darin unterscheiden, wie zu Beginn eines Carbonisierungszyklus der benötigte Wasserdampf bereitgestellt wird. Beim Kaltstart wird dieser vollständig innerhalb des einen Carbonisierungszyklus startenden Autoklavs 1 erzeugt, wohingegen der Dampf bei einem Warmstart zu anfangs, und damit bezogen auf den gesamten Carbonisierungszyklus teilweise, von einem bereits in Betrieb befindlichen bauartgleichen Autoklav 25, 26 oder einem Wärmespeicher 27 bereitgestellt und zugeführt wird.

Bei einer die drei Autoklaven 1 , 25, 26, den Wärmespeicher 27 und die Dampfpendelleitung 28 mit angeschlossenen Dampfleitungen 29 umfassenden

Anlage 24 kann ein solcher Warmstart beispielsweise gemäß nachfolgendem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden. Hierbei ist es so, dass der Autoklav 1 gestartet werden soll, sich der Autoklav 25 in der Mitte seines Carbonisierungszyklus befindet und der Autoklav 26 sich am Ende seines Carbonisierungszyklus befindet. Der Autoklav 1 ist bei Beginn des Warmstarts und damit bei Beginn des Carbonisierungszyklus drucklos, der Autoklav 25 weist in seinem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 eine Wasserdampfatmosphäre von 16 bar und 200 °C auf, der Autoklav 26 weist in seinem autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 eine Wasserdampfatmosphäre von 16 bar und 200 °C auf und der Wärmespeicher 27 stellt Wasserdampf mit einem Druck von 4 bar und einer Temperatur von 145 °C zur Verfügung.

Bei einem solchen Ausführungsbeispiei wird dann in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Biomasse 4 die Wanne 13 des Autoklavs 1 trocken gelassen oder mit Flüssigkeit gefüllt und wird der Autoklav 1 mit der Biomasse 4 beladen. Danach wird die Tür des Autoklavs 1 geschlossen und verriegelt. Der nun mit dem die Dampfbeaufschlagung der Biomasse 4 umfassenden Teil des Carbonisierungszyklus beginnende Carbonisierungszyklusabschnitt startet, indem dem Autoklav 1 vom Wärmespeicher 27 Wasserdampf mit 4 bar und 145 °C zugeleitet wird. Der Autoklav 1 wird dann nochmals entlüftet (Dauer ca. 10 min). Nach Schließung der Entlüftung 20 beginnt der Druckaufbau im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 auf 3 bar (Dauer ca. 10 min) indem weiterhin Wasserdampf mit 4 bar und 145 °C aus dem Wärmespeicher 27 zugeführt wird. Anschließend wird der Autoklav 1 dann von dem sich am Ende seines Zyklus befindenden Autoklav 26 mit Dampf versorgt, wobei der Wasserdampfdruck im Autoklav 26 von 16 bar auf 8 bar abgebaut wird. Der Wasserdampfdruck im Autoklav 1 erhöht sich von 3 bar auf 7 bar (Dauer ca. 10 min). Danach wird der Autoklav 1 dann mit 16 bar Wasserdampf aus dem Autoklav 25 versorgt. Der Wasserdampfdruck im autoklaveninnenseitigen

Reaktionsraum 2 des Autoklavs 1 wird dabei innerhalb von 20 min von 7 bar auf ca. 16 bar erhöht und danach auf 16 bar Wasserdampfdruck eingeregelt (Dauer ca. 120 min). Wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem Kalt- und Warmstart beschrieben, kondensiert ein Teil des Wasserdampfes durch Wärmeabgabe an die Biomasse 4, den Biomassebehälter 16 oder die

Autoklavenwandung 10 und fällt einerseits als Trübkondensat 18 in der Wanne 13 oder als verunreinigtes Klarkondensat 7 im Klarkondensatsammelraum 21 im Bodenbereich des Autoklavs 1 an. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Biomasse 4 kann Reaktionswasser oder Trübkondensat 18 aus der Wanne 13 abgeführt und abgeleitet oder dieser Prozeßwasser zugeführt oder zugeleitet werden. Das Klarkondensat 7 wird kontinuierlich aus dem Autoklav 1 abgeleitet. Nachdem der Autoklav 1 für ca. 120 min mit Dampf aus dem Autoklav 26 versorgt worden ist, wird dann die integrierte Wasserdampferzeugungseinheit 1 1 des Wärmeübertragers 3 im Autoklav 1 durch Zuleitung von Dampf aus dem externen Dampferzeuger 8 - wie im Zusammenhang mit dem Kalt- und Warmstart beschrieben - in Gang gesetzt. Durch die Beheizung des integrierten Wärmeübertragers 3 beginnt die Flüssigkeit in der Wanne 13 auszudampfen und der Autoklav 1 kann nun während dieser Zeitspanne des Carbonisierungszyklus von ca. 240 min Dampf mit einem Druck von 16 bar an die Dampfpendelleitung 28 abgeben. Nach Ablauf der Haltezeit im Autoklav 1 von ca. 360 min wird der Wasserdampfdruck, d.h. der Druck, im Autoklav 1 schrittweise über die Stufen 8 bar und 5 bar auf 1 bar abgebaut (Dauer jeweils ca. 10 min). Dabei kann Wasserdampf an einen der benachbarten Autoklaven 25, 26 und/oder den Wärmespeicher 27 abgegeben werden. Die Beheizung des internen Verdampfers 31 bzw. Wärmeübertragers 3 wird dann wiederum an die gewünschte Verdampfung des Trübkondensats 18 angepasst und entsprechend der durch dessen Verdampfung bestimmten Anforderungen durchgeführt. Abschließend wird die Beheizung des internen Wärmeübertragers 3 abgestellt und der Druck im Autoklav 1 auf Atmosphärendruck reduziert, so dass der Autoklav 1 geöffnet und das Reaktionsprodukt, die zu Green Coal oder Biokohle 5 oder Pflanzenkohle carbonisierte Biomasse 4, mitsamt dem diese umgebenden Behälter 16, dem Autoklav 1 entnommen werden kann. Im Ausführungsbeispiel findet ein Autoklav 1 mit einer Länge von 12 m und einem

Innendurchmesser von 1 ,8 m Verwendung. In diesen werden 7,5 t Biomasse 4 in einem hydrothermalen Carbonisierungszyklus im Rahmen einer Carbonisierungsreaktion zu Biokohle 5 umgewandelt. Für diesen Zyklus werden ca. 4 t Wasserdampf benötigt. Der hydrothermale Carbonisierungszyklus weist dabei eine Länge von ca. 480 min auf und umfasst die folgenden Schritte:

Beladen des Autoklavs 1 mit Biomasse: ca. 20 min

Druckaufbau im Autoklav auf 16 bar: ca. 50 min

Haltezeit im Autoklav 1 bei 16 bar: ca. 360 min Druckabbau im Autoklav auf 1 bar: ca. 30 min

Entladen der erzeugten Biokohle: ca. 20 min

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren und dem vorstehend beschriebenen Autoklav 1 kann somit im Rahmen einer chargenweisen semikontinuierlichen Batchproduktion aus Biomasse 4 mittels hydrothermaler Carbonisierung Kohle 5, sogenannte Biokohle oder Pflanzenkohle oder Green Coal erzeugt werden. Bei dem erzeugten und verwendeten Wasserdampf handelt es sich vorwiegend und vorzugsweise um Sattdampf.

Dadurch, dass das durch Kondensierung an der Innenseite der Autoklavenwandung 10 entstehende Klarkondensat 7 getrennt von dem aus der Biomasse 4 austretenden Reaktionswasser (Dampfkondensat + abgespaltenes Bio-Wasser), dem Trübkondensat 18, getrennt aufgefangen wird, finden sich in dem sich nach ausreichender Verdünnung des Trübkondensats 18 in der Wanne 13 bildenden Klärschlamm 6 Salze und Aschenbildner wie Natrium und Kaliumchloride, so dass der Klärschlamm 6 einen pH-Wert von 3 - 4 aufweist.

Auch wenn das Ausführungsbeispiel vorstehend lediglich einen Behälter 16 zur Aufnahme der Biomasse 4 umfasst, so ist es doch auch möglich, dass über die Längserstreckung des Autoklavs 1 oberhalb der Wanne 13 auch mehrere Behälter 6 benachbart zueinander angeordnet sind.

Der Carbonisierungsprozeß bzw. die eigentliche Carbonisierungsreaktion wird mit Wasserdampf im Temperaturbereich von 160 °C bis 370 °C, vorzugsweise bis 370 °C, und 10 bar - 60 bar durchgeführt.

Der Klärschlamm 6 kann zur Wiedergewinnung der darin befindlichen Komponenten, beispielsweise zur Phosphorgewinnung, weiterverarbeitet werden.

Um an der Innenseite der Autoklavenwandung 10 Klarkondensat 7 gezielt kondensieren zu können, kann es auch vorgesehen sein, die Autoklavenwandung 10 zu kühlen, beispielsweise mittels in der Autoklavenwandung 10 angeordneten, wasserdurchflossenen Kühlrohren. Beim Ausführungsbeispiel ist ein externer Dampferzeuger 8 mit angeschlossenem Dampf/Kondensat-Kreislauf 9 vorgesehen, der den Rohren 14 und damit dem Wärmeenergiekopplungsteil 12 Dampf zuführt. Es sind aber auch alternative Ausgestaltungen denkbar, bei welchen anstelle von Dampf den Rohren 14 ein anderes Wärmeträgerfluid, beispielsweise ein in einer solarthermischen Anlage zirkulierendes Wärmeträgeröl, zugeführt wird.

Weiterhin ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff der im Rahmen des Carbonisierungsprozesses erzeugten„Kohle" 5 auch torfähnliches Material zu verstehen. Denn je nach den Bedingungen (Druck, Temperatur, Haltezeit etc.) unter welchen das Carbonisierungsverfahren jeweils durchgeführt wird, kann die erhaltene umgewandelte Biomasse von torfartig/torfähnlich bis kohleartig/kohleähnlich ausgebildet sein.

Auch wenn beim Ausführungsbeispiel die für die Verdampfung von in der Wanne 13 befindlicher Flüssigkeit, wie Wasser, Prozeßwasser, Reaktionswasser oder Trübkondensat 18, benötigte Wärmeenergie und damit die für die Dampferzeugung im autoklaveninnenseitigen Reaktionsraum 2 benötigte Wärmeenergie zumindest teilweise mittels in den Rohren 14 des Verdampfers 3 zugeführten externen Wasserdampfes oder eines Wärmeträgerfluids bereitgestellt wird, liegt es auch im Rahmen der Erfindung, den Wärmetauscher 3 und/oder die Wasserdampferzeugungseinheit 11 und/oder das Wärmeenergiekopplungsteil 12 und/oder den Verdampfer 31 als elektrisch beheizte Vorrichtung, beispielsweise mittels eingebauter Heizdrähte, auszubilden.