Eine derartige Lösung kennt der Stand der Technik bereits aus der DE 10 2007 062 808 A1 . Gemäß der Lehre dieses Dokumentes ist ein Reaktor zur Durchführung einer hydrothermalen Karbonisierungsreaktion vorgesehen, im Zuge derer aus einem Gemisch aus Prozesswasser und Biomasse Kohle hergestellt werden soll. Während der Durchführung der hydrothermalen Karbonisierung innerhalb des Reaktors ist hierbei eine Filterung des Reaktionsgemisches aus Prozesswasser und Biomasse vorgesehen, welche mithilfe eines oder mehrerer innen liegender Hydrozyklone durchgeführt wird. Diese Filtervorrichtung wird im Reaktor vorgesehen, in welchem das Reaktionsgemisch mithilfe eines Rührwerks bewegt gehalten wird. Das Rührwerk ist innerhalb einer innen liegenden Röhre angeordnet, so dass in dem Reaktor ein Wirbel entsteht.

Trotz des Einsatzes eines derartigen Rührwerkes ist gemäß der Lehre dieses Dokumentes weiterhin das Problem zu behandeln, dass eine Sedimentierung von unerwünschten Bestandteilen am Boden des Reaktors erfolgt, so dass nach einem Entleeren des Reaktors eine Befreiung desselben von den Sedimenten mithilfe einer Trockeneisreinigung durchgeführt werden muss.

Das Reaktionsgemisch, das aus Biomasse und Prozesswasser besteht, umfasst hinsichtlich der Biomasse im Grunde beliebiges, kohlenstoffhaltiges Material. Dieses kann je nach Herkunft unterschiedliche Stoffe enthalten, welche sich nicht zur Karbonisierung eignen, entweder weil es sich einfach um Verunreinigungen handelt, wie etwa Glasscherben, Schrauben, Münzen und dergleichen, oder weil die- se in den als Biomasse verwendeten Stoffen enthalten sind. Hinsichtlich der letzteren Bestandteile kann es sich beispielsweise um Sand, Schluff und dergleichen handeln, welche zum Teil in der Biomasse fest gehalten sind. Insbesondere Sand und Schluff machen bei der für die hydrothermale Karbonisie- rungsreaktion verwendeten Biomasse einen durchaus erheblichen Teil aus, so dass es durchaus sinnvoll ist, diese Bestandteile möglichst vollständig aus dem entstehenden Produkt herauszubekommen. Insbesondere leisten diese Bestandteile auch keinen Beitrag zum Brennwert, so dass durch einen höheren Anteil von Sand und Schluff in der entstehenden Biokohle im Ergebnis ein niedrigerer Brennwert des entstehenden Kohleproduktes resultiert.

Ein Teilproblem ist bereits durch die oben genannte Schrift DE 10 2007 062 808 A1 gelöst, indem mithilfe eines Hydrozyklons eine Sedimentationsfilterung des Prozesswassers erfolgt. Allerdings ist festzustellen, dass offenbar der Einsatz eines Hydrozyklons zur Grob- bzw. Feinsiebung sämtlicher im Prozesswasser befindlichen Feststoff partikel eine ungenügende Herausnahme von Sand und Schluff durch die in dem genannten Dokument vorgesehene Anordnung erreicht wird, nachdem trotz dieser Vorkehrungen eine aufwändige Nachbehandlung des Reaktors durch Trockeneis erforderlich ist.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ausschließlich durch die gezielte Entfernung der, bezogen auf die gebildete Biokohle, die Qualität senkende Anteile wie Sand oder Schluff die Filterung des Pro- zesswassers deutlich zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Reinigung von Prozesswasser gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 . Ebenfalls wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Reinigung von Prozesswasser gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 7. Sinnvolle Ausgestaltungen von Verfahren und Vorrichtung können den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der hydrothermale Karbonisierungspro- zess mit einem Gemisch aus Prozesswasser und Biomasse in einem Reaktionsraum zunächst beginnt, bevor eine Entnahme von Prozesswasser aus dem Reaktionsraum erfolgt. Mit dem Einsetzen der hydrothermalen Karbonisierungsreaktion werden feine Bestandteile wie Schluff aus der Biomasse freigesetzt und somit die Möglichkeit geschaffen, diese Bestandteile auch aus dem Prozesswasser- Biomasse-Gemisch herauszulösen. Nach Einsetzen der Karbonisierungsreaktion wird also das Prozesswasser bzw. die Suspension aus dem Reaktionsraum entnommen, wozu der Reaktionsraum im Bodenbereich eine Prozesswasserentnah- me aufweist, welche mit einer Entnahmeleitung verbunden ist. Die Entnahmeleitung leitet das entnommene Prozesswasser zu einer Sedimentationsfilteranordnung, wo eine Filterung durch Sedimentation stattfindet.

Das dergestalt filtrierte Prozesswasser wird dann dem Reaktionsraum über eine Rückführleitung wieder zugeführt, welche im Bodenbereich des Reaktionsraums in eine Düsenanordnung zum Einstrahlen des Prozesswassers in den Reaktionsraum hinein angeordnet sind.

Durch die bodenseitige Entnahme des Prozesswassers aus dem Reaktionsraum wird gewährleistet, dass die natürliche Sedimentierung während des hydrothermalen Karbonisierungsprozesses genutzt wird, um das am meisten mit Sedimenten versehene Prozesswasser der Filtrierung zuzuführen. Umgekehrt wird durch das Einstrahlen des gereinigten Prozesswassers mithilfe von Einblasdüsen in den Reaktionsraum hinein ohne die Notwendigkeit eines Rührwerks oder einer ähnli- chen Mischvorrichtung das Gemisch aus Biomasse und Prozesswasser derart aufgewirbelt, dass zum einen eine gleichmäßige Durchmischung des Reaktionsgemisches erfolgt und zum anderen auch die bereits am Reaktorboden sedimen- tierten Partikel wieder aufgewirbelt werden um ein Anbacken am Reaktor zu verhindern. Hierdurch wird verhindert, dass sich ähnlich wie beim Stand der Technik eine Sedimentationsschicht auf dem Boden des Reaktors bildet, welcher dann in einem separaten Arbeitsvorgang beispielsweise mit Trockeneis entfernt werden müsste. Die mit der Trockeneisreinigung einhergehende starke Abkühlung des Reaktors, welche das Material in extremer Weise beansprucht, kann damit deut- lieh verringert werden oder im Idealfall sogar ganz entfallen. Erforderlich ist hierzu, dass das Prozesswasser bei dem Einstrahlen in den Reaktionsraum mit einem genügenden Druck eingestrahlt wird, so dass aufgrund des Prozesswasserstrahls ein Aufwirbeln des Gemisches bewirkt werden kann.

Als Sedimentationsfilter, welchem das Prozesswasser zur Reinigung zugeführt wird, wird mit einigem Vorteil ein Hydrozyklon verwendet, wobei es ohne Weiteres möglich ist, auch mehrere Hydrozyklone parallel oder nacheinander für die Reinigung einzusetzen. Ebenfalls ist es ohne Weiteres möglich, mehrere Reaktions- räume einer HTC-Anlage gleichzeitig durch eine solche Sedimentationsfilteranordnung zu bedienen.

Die Einblasdüsenanordnung im Bodenbereich des Reaktionsraumes kann aus verschiedenen Arten von Einblasdüsen bestehen, welche bevorzugtermaßen entweder vertikal in den Reaktionsraum einstrahlen um dem Prozesswasser- Biomasse-Gemisch einen starken Bewegungsimpuls in die Höhe zu geben, oder aber tangential zur Außenwand des Reaktionsraums angeordnet sind, um eine tangentiale Beschleunigung auf das Gemisch wirken zu lassen, welches eine Verwirbelung des Gemisches in dem Reaktionsraum zur Folge hat. Ohne Weite- res können auch beide Arten von Einblasdüsen im Bodenbereich des Reaktors vorhanden sein, und parallel oder alternativ auf das Gemisch einstrahlen.

Es ist vorgesehen, das Prozesswasser in Form von Dampf dem Karbonisierungs- prozess zuzuführen, um so die erforderliche Temperatur im Reaktionsraum auf- rechtzuerhalten. Bedarfsweise kann nach einer Reinigung des Prozesswassers eine erneute Erhitzung bzw. Verdampfung erfolgen, so dass das Prozesswasser nach dem Durchlaufen der Sedimentationsfilteranordnung dem Reaktionsraum wieder in dampfförmigem Zustand zugeführt wird. Wiederum alternativ oder in Reihe zu der genannten Sedimentationsfilteranordnung kann mit einigem Vorteil zunächst ein Grobfilter vorgesehen sein, welches eine Vorfiltrierung des Gemisches erlaubt. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine Separatorsäule handeln, welche grobe unerwünschte Bestandteile aus dem Reaktionsgemisch entfernt.

Die Sedimentationsfilteranordnung kann insbesondere aus einem oder mehreren Hydrozyklonen bestehen, wobei im Falle der Verwendung mehrerer Hydrozyklone eine parallele Anordnung wünschenswert ist. Diese ist in einer bevorzugten Ausgestaltung in einem Filterbehälter angeordnet, welcher in drei über einander angeordnete Kammern unterteilt ist. Der Zulauf des Prozesswassers erfolgt hierbei in eine mittlere Kammer, in welche die tangentialen Einlässe der Hydrozyklone ein- münden. Durch ein Einbringen des Prozesswassers in diese mittlere Zulaufkammer, kann das Prozesswasser also in das jeweilige Hydrozyklon einlaufen und dort unter Wirbelbildung in Richtung eines unteren Trichterabschnittes nach unten strömen. Aufgrund des trichterförmigen Zuschnitts des Hydrozyklons bildet sich in der Mitte des Trichters eine Aufwärtsbewegung, welche jedoch von den sedimen- tierenden, nach unten sinkenden Bestandteilen nicht mitvollzogen wird. Während diese Bestandteile über einen nach unten in eine untere Sedimentkammer mündenden Unterlauf das Hydrozyklon verlassen, werden die aufsteigenden Anteile des Prozesswassers in einen röhrenförmigen Vortex-Finder eingeleitet, welcher eine senkrecht aufgerichtete Röhre darstellt und aus dem Hydrozyklon in eine obere Prozesswasserkammer mündet. Aus der oberen Prozesswasserkammer, in welche lediglich das gereinigte Prozesswasser zusammen mit der darin verbliebenen Biokohle einläuft, wird das Prozesswasser dann entnommen und in den Reaktionsraum zurückgeführt. Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen Figur 1 einen Reaktionsraum, welcher für eine erste Vorfilterung mit einer

Separatorsäule verbunden ist, und Figur 2 einen Reaktionsraum, welcher für eine Feinfilterung des Prozess- wasser-Biomasse-Gemischs mit einer aus mehreren Hydrozyklonen bestehenden Sedimentationsfilteranordnung verbunden ist. Figur 1 zeigt einen Reaktionsraum 10, in welchen zuvor ein Gemisch aus Prozesswasser und Biomasse eingeleitet wurde. Im Rahmen einer hier gezeigten ersten Vorfilterung wird ein Teil des Gemisches, des sogenannten„Slurry", über eine bodenseitige Entnahme des Reaktionsraums 10 und eine daran angeschlossene Entnahmeleitung 12 einer Separatorsäule 40 zugeleitet. Bei einem Befüllen der Separatorsäule 40 wird das heiße Prozesswasser innerhalb eines Säulenabschnitts 41 aufsteigen, während die schwereren Bestandteile, also die groben Verunreinigungen diese Aufwärtsbewegung nicht mitvollziehen und vielmehr in dem Säulenabschnitt 41 nach unten sinken und auf diese Weise in einen Sedimentationstank 42 eingebracht werden. Das letztlich an der Oberseite des Säu- lenabschnittes 41 anlangende Prozesswasser wird dann über eine Rückführleitung 13 in den Reaktionsraum 10 zurückgeführt und dort über Einblasdüsen 14 wieder ins Innere des Reaktionsraums 10 eingeblasen. Eine Rückführung des zunächst grob filtrierten Prozesswassers kann hierbei auch durch ein Einlaufen an der Oberseite des Reaktionsraums 10 erfolgen, wobei durch ein derartiges Ein- regnen in den Reaktionsraum 10 ein zusätzliches Verwirbeln mithilfe von Einblasdüsen 14 im Rahmen der Vorfilterung noch entfallen kann.

Figur 2 zeigt den selben Reaktionsraum 10, aus welchem nach Einsetzen der Karbonisierungsreaktion ein Gemisch aus Prozesswasser und Biomasse ebenfalls über die Entnahmeleitung 12 entnommen werden kann. Dieses Gemisch wird dann einer Sedimentationsfilteranordnung 20 zugeführt, welche in einem Filterbehälter 21 angeordnet ist. Die Entnahmeleitung 12 mündet hierbei in eine mittlere Zulaufkammer 22, aus welcher das Gemisch in eine Mehrzahl parallel angeordneter Hydrozyklone 30 über einen tangentialen Einlass 31 einlaufen kann. Nach dem Durchqueren des Einlasses 31 eines Hydrozyklons 30 wird aufgrund der tangentialen Bewegung des zu reinigenden Prozesswassers dieses einen Wirbel innerhalb des Hydrozyklons 30 bilden und gleichzeitig aufgrund der Schwerkraft nach unten sinken. Dabei trifft es auf einen Trichterabschnitt 34 des Hydrozyklons 30, welcher aufgrund des geringeren Platzangebots dafür sorgt, dass ein Teil des Prozesswassers in der Mitte des Hydrozyklons 30 wieder aufsteigt. An dieser Stelle befindet sich ein röhrenförmiger Vortex-Finder 35, über welchen das gereinigte Prozesswasser durch einen Oberlauf 33 in eine oben liegende Prozesswasserkam- mer 24 einlaufen kann. Aufgrund der Verwirbelung innerhalb des Hydrozyklons 30 werden sich die schwereren Bestandteile, namentlich Sand und Schluff und dergleichen, zunächst weiter außen im Hydrozyklon 30 aufhalten und dann an der Trichterwand des Trichterabschnittes 34 nach unten sinken und über einen Unterlauf 32 letztendlich in eine Sedimentkammer 23 verbracht werden. Das gereinigte Prozesswasser aus der oben liegenden Prozesswasserkammer 24 wird schließlich über eine Rückführleitung 13 zu einer Anordnung von Einblasdüsen 14 geleitet, über welche das vom Sand und Schluff befreite Prozesswasser-Biomasse- Gemisch in den Reaktionsraum 10 eingestrahlt wird. Hierbei wird der Strahl des Gemisches auf das durch die Schwerkraft herabsinkende, noch im Reaktionsraum 10 befindliche Gemisch gelenkt, so dass ein Absetzen von Sedimenten innerhalb des Reaktionsraums 10 deutlich verringert wird. Bedarfsweise kann in der Rückführleitung ein Verdampfer angeordnet sein, um das Gemisch des gereinigten Prozesswassers vor einem Einbringen in den Reaktionsraum 10 nochmals auf die für die Durchführung der Reaktion erforderliche Temperatur zu bringen.

Vorstehend beschrieben sind somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Prozesswasser, welche eine Entnahme des Prozesswassers, eine außen liegende Reinigung und ein Einblasen des gereinigten Prozesswassers im Bodenbereich des Reaktionsraums vorsieht, mit dem Effekt, dass eine Sedimen- tierung im Bodenbereich des Reaktionsraums vermieden wird, das Ergebnis der Filterung durch die bodenseitige Entnahme des Prozesswassers verbessert wird und gleichzeitig die Konstruktion der Sedimentationsfilteranordnung durch die außerhalb des Reaktionsraums liegende Anordnung vereinfacht wird. BEZUGSZE ICH EN LISTE Reaktionsraum

Boden

Entnahmeleitung

Rückführleitung

Einblasdüse

Sedimentationsfilteranordnung

Filterbehälter

Zulaufkammer

Sedimentkammer

Prozesswasserkammer

Hydrozyklon

Einlass

Unterlauf

Oberlauf

Trichterabschnitt

Vortex-Finder

Separatorsäule

Säulenabschnitt

Sedimentationstank