Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum thermischen Behandeln von kohlenstoffhaltigem Ma¬ terial in einem mit Wärmeenergie beaufschlagbaren Schachtofen.

Es ist bekannt, kohlenstoffhaltiges Material in mit Wärmeenergie beaufschlagbaren Schachtöfen zu behan¬ deln und im Ergebnis dessen Holzkohle oder Aktivkohle herzustellen. Zur Herstellung von Holzkohle oder Ak¬ tivkohle sind bereits Schachtöfen bekannt, die dis¬ kontinuierlich mit kohlenstoffhaltigen Ausgangsstof¬ fen beschickt werden, die nach Erreichen eines be¬ stimmten Füllungsgrades der thermischen Behandlung unterworfen werden. Dabei werden dem Schachtofen Wär¬ meenergie und die für die Behandlung notwendigen Pro¬ zeßgase über geeignete Einlaßöffnungen zugeführt. So¬ wohl die Wärmeenergie als auch die Prozeßgase durch¬ strömen dabei das kohlenstoffhaltige Material inner¬ halb des Schachtofens in der Regel im Gegenstrom, so

daß überschüssige Wärmeenergie und Prozeßabgase am oberen Ende des Schachtofens herausgeführt werden müssen. Diese bekannten Schachtöfen besitzen den Nachteil, daß das zu behandelnde kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial über einen für die Pyrolyse und/oder Aktivierung erforderlichen Gesamtzeitraum in dem Schachtofen verbleiben muß und erst nach Abschluß der Behandlung der gesamte Schachtofen entleert werden kann. Für eine neue Charge ist dann jedesmal eine Neubefüllung des Schachtofens notwendig. Weiterhin ergeben sich durch die gemeinsame Führung der Wärme¬ energie und der Prozeßgase durch das kohlenstoffhal¬ tige Ausgangsmaterial Schwierigkeiten bei der Proze߬ führung, die zu einem nicht gleichmäßigen Endzustand des behandelten kohlenstoffhaltigen Materials führen. Weiterhin ist bereits vorgeschlagen worden, innerhalb des Schachtofens Führungsbleche anzuordnen, die er¬ möglichen sollen, daß einmal eingefülltes kohlen¬ stoffhaltiges Material während der thermischen Be¬ handlung in einer bestimmten Höhe des Schachtofens aufgehalten werden kann und somit erreicht werden soll, daß das kohlenstoffhaltige Material in der be¬ stimmten Höhe einer ausreichenden Wärmebehandlung un¬ terzogen werden kann, so daß ungleichmäßige Quali¬ täten beim Austrag vermieden werden können. Diese Schachtöfen haben neben dem komplizierten Aufbau, der darüber hinaus nur bei sehr großen Einheiten einge¬ setzt werden kann, den Nachteil, daß die Führungs¬ flächen regelmäßig zu Brückenbildungen führen, die den ganzen Prozeß der thermischen Behandlung behin¬ dern.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der in einfacher Weise eine kontinuierliche ther¬ mische Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material, vorzugsweise zur Herstellung von Holzkohle und/oder Aktivkohle möglich ist, und ein Verfahren zum ther¬ mischen Behandeln anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im An¬ spruch 1 genannten Merkmale gelöst. Es wurde gefun¬ den, daß, wenn die Anlage wenigstens einen mit Wärme¬ energie beaufschlagbaren Schachtofen aufweist, der wenigstens zwei Reaktoren enthält, die eine gemein¬ same Einfülleinrichtung für das kohlenstoffhaltige Material besitzen und als autark zu betreibende Ein¬ heiten ausgebildet sind, eine gleichzeitige konti¬ nuierliche thermische Behandlung der kohlenstoffhal¬ tigen Materialien in getrennten Reaktoren durchge¬ führt werden kann. Hierdurch ist sehr vorteilhaft möglich, daß für die einzelnen Reaktoren eine ge¬ meinsame Aufbereitung des kohlenstoffhaltigen Ma¬ terials erfolgen kann, die insbesondere die Herstel¬ lung der notwendigen Stückgrößen und bespielsweise eine Entrindung beinhalten kann und erst unmittelbar vor dem Schachtofen eine Zuordnung zu den einzelnen Reaktoren erfolgen kann. Damit bietet sich die Mög¬ lichkeit einer gleichmäßigen gesteuerten Proze߬ führung, die auf optimale Produktausbeute, homogene Produktqualität und gleichmäßig geringe Emission aus¬ gerichtet ist. Weiterhin können mit einer derartig aufgebauten .Anlage auch kohlenstoffhaltige Ma¬ terialien in geringen Mengen thermisch behandelt

werden. Gerade diese Möglichkeit bietet den Vorteil, eine derartige Anlage schnell und problemlos in der Nähe des Anfalls des benötigten kohlenstoffhaltigen Materials, das insbesondere Laubholzstücken oder Laubholzhackschnitzel aber auch andere Materialien, wie beispielsweise Kokosnußschalenkoks, Erdnußscha¬ lenkoks, Bambus oder ähnliches sein können.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß der Schachtofen zwei bis fünfzehn, vor¬ zugsweise fünf bis zehn, insbesondere acht Reaktoren besitzt . Somit ist sehr vorteilhaft möglich, daß in einem einzigen Schachtofen mehrere kleinere, voll¬ kommen getrennt aufgebaute Reaktoren angeordnet sein können, so daß es sehr vorteilhaft möglich ist, in jedem der einzelnen Reaktoren innerhalb eines Schachtofens, beispielsweise bei einer gemeinsamen Beaufschlagung aller Reaktoren eines Schachtofens mit wenigstens einer gemeinsamen Wärmeenergiequelle, un¬ terschiedliche Chargen von Holz- und/oder Aktivkohlen herzustellen und diese in einfacher Weise durch eine Prozeßführung, beispielsweise die Einstellung der Verweilzeit des kohlenstoffhaltigen Materials, in einem Reaktor eingestellt werden können .

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die gemeinsame Einfüllvorrichtung vorzugsweise eine Eintragsschleuse aufweist, deren Schleuseneingang mit einer Zuführung und de an Schleusenausgang mit einer Verteilung in Verbindung bringbar sind, wobei die Verteilung vorzugsweise eine Verteilerrinne ist, deren Einlaß mit dem Schleusen-

ausgang der Eintragsschleuse in Verbindung steht und deren Auslaß mit den Reaktoren in Verbindung bringbar ist. Hiermit ergibt sich sehr vorteilhaft die Mög¬ lichkeit, selbst für mehrere Reaktoren eine gemein¬ same Schleuse vorzusehen, die zur Vermeidung des Aus¬ tritts von Prozeßabgasen in die Atmosphäre notwendig ist und nach der Schleuse eine Zuführung der kohlen¬ stoffhaltigen Materialien in die einzelnen Reaktoren erfolgen kann. Dadurch, daß die Verteilerrinne be¬ vorzugt an der Eintragsschleuse schwenkbar angelenkt ist und bei Verschwenkung mit ihrem Auslaß einen Kreisbogen beschreibt, innerhalb dessen die Reaktoren angeordnet sind, kann durch einfache Winkelverstel¬ lung der Verteilerrinne jeweils ein anderer Reaktor mit kohlenstoffhaltigem Material gefüllt werden. Die Reihenfolge der Befüllung bzw. die Menge der Befül- lung der einzelnen Reaktoren sind von der Proze߬ führung abhängig und sind leicht steuerbar.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Reaktoren Reaktionsrohre sind, die über ein Übergangsrohr mit der Verteilung in Verbindung stehen und die bevorzugterweise zylin¬ drisch oder mit einer konischen Erweiterung ausge¬ bildet sind. Diese Ausgestaltung der Reaktoren er¬ laubt es, innerhalb eines Schachtofens eine Anzahl von einzelnen als Reaktionsrohre ausgebildeten Reak¬ toren beabstandet zueinander anzuordnen, und trotzdem innerhalb des Schachtofens vorzugsweise eine gemein¬ same Beaufschlagung der Reaktionsrohre mit Wärmeener¬ gie durchzuführen, so daß eine indirekte thermische Behandlung des in den Reaktionsrohren eingefüllten

kohlenstoffhaltigen Materials erfolgen kann. Durch die Ausbildung als Reaktionsrohre wird gleichzeitig erreicht, daß auf einem möglichst geringen Raum eine relativ große Anzahl einzelner Reaktoren angeordnet werden kann.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schachtofen drei axiale Be¬ reiche aufweist, die vorzugsweise durch waagerechte, zur Aufnahme der Reaktionsrohre Durchgangsöffnungen aufweisende Zwischenböden gebildet sind, die die Re¬ aktionsrohre in ihrer Höhe übergreifen. Damit wird erreicht, daß die Reaktionsrohre bzw. die Reaktoren in unterschiedliche thermische Bereiche einteilbar sind, in denen gleichzeitig eine Trocknung und/oder Pyrolyse und/oder Aktivierung des kohlenstoffhaltigen Materials erfolgen kann und damit diese unterschied¬ lichen Prozesse miteinander gekoppelt werden können. Vorteilhafterweise wird damit erreicht, daß diese Vorgänge unabhängig voneinander steuerbar und damit leicht zu beherrschen sind. Durch diese Prozeßkopp¬ lung der einzelnen Prozeßstufen Trocknung, Pyrolyse und Aktivierung in einem durchgehenden Reaktionsrohr bzw. Reaktor, der drei thermische Bereiche aufweist, ist in einfacher Weise eine kontinuierliche Fahrweise der gesamten Anlage möglich. Diese Fahrweise wird da¬ durch erreicht, daß in Abhängigkeit von über die Auslaßeinrichtung für das behandelte kohlenstoffhal¬ tige Material der Reaktoren bestimmte Auslaßmengen entnommen werden, eine entsprechende Menge kohlen¬ stoffhaltiges Ausgangsmaterial über die Einführein-

richtung bzw. die Eintragsschleuse und die Verteil¬ rinne zugeführt werden kann.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Anlage ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Aufgabe wird weiterhin durch die im Anspruch 22 genannten Merkmale gelöst. Dadurch, daß die Reaktoren getrennt mit dem kohlenstoffhaltigem Material be¬ schickt werden und bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit wenigstens einer Wärmeenergie unterschiedliche Chargen von behandeltem kohlenstoffhaltigen Material erzeugt werden, ist es vorteilhaft möglich, durch eine einfache Verfahrenssteuerung sowohl die Pyro¬ lyse, also die Holzverkohlung, als auch die Akti¬ vierung der Holzkohle in einem einzigen Reaktor durchzuführen. Damit bietet sich die Möglichkeit einer gleichmäßigen gesteuerten Prozeßführung, die auf optimale Produktausbeute, homogene Produktquali¬ tät und gleichmäßig geringe Emission ausgerichtet ist. Da bei einer Weiterführung des Verfahrens bis zur Aktivierung keine Zwischenkühlung des kohlen¬ stoffhaltigen Materials nach der Verkohlung erfolgen muß, bietet die Prozeßkopplung erhebliche Vorteile in der Energiebilanz und kann mit dem Energieinhalt des kohlenstoffhaltigen Materials ohne Fremdenergie betrieben werden. Ein geringer Fremdenergieeinsatz ist lediglich beim Anfahren der Anlage notwendig.

In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vor¬ gesehen, daß die Wärmeenergie durch Verbrennen von

Prozeßabgasen und/oder von in den Prozeßabgasen ent¬ haltenen Bestandteilen in einer Brennkammer gewonnen wird, wobei vorzugsweise die Prozeßabgase bzw. die Bestandteile sofort nach Verlassen der Reaktoren luftüberschüssig verbrannt werden. Durch dieses sofortige Verbrennen der Prozeßabgase unmittelbar nach Austritt aus dem Reaktor wird erreicht, daß eine thermische Beseitigung sämtlicher brennbarer und um¬ weltbelastender gasförmiger und kondensierbarer Pro¬ dukte erfolgt und der Energiegehalt der gasförmigen und kondensierbaren Produkte in den Prozeßabgasen für die Gewinnung der Wärmeenergie des Prozesses genutzt werden kann. Die Nutzung des gebundenen und fühlbaren Energieinhaltes der gas- und dampfförmigen Pyrolyse¬ produkte wird also mit der Reinigung der Prozeßabgase verfahrenstechnisch verknüpft.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß diejenigen gasförmigen Komponenten direkt nach dem Austritt aus dem Reaktor beseitigt werden, die in höheren Konzentrationen ein explosionsfähiges Gemisch bilden können und auf ihrem Weg durch längere Rohrleitungen Sicherheitsvor¬ kehrungen gegen Sauerstoffeinbruch und Zündquellen erfordern würden. Darüber hinaus wird eine Konden¬ sation von Teeren und ölen aus den flüchtigen Be¬ standteilen des kohlenstoffhaltigen Materials vermie¬ den und damit eine saubere Betriebsführung erreicht. Dies ist dadurch gewährleistet, daß j-orzugsweise der Strömungswiderstand der Prozeßabgase bzw. des daraus erzeugten Heizgases am Prozeßende durch ein Saugzug¬ gebläse überwunden wird. Unter Heizgase werden im Sinne der Erfindung die heißen Gase verstanden, die

von der Brennkammer die Wärmeenergie in den Schacht¬ ofen transportieren. Dadurch können keine Teer-Öl- Kondensate abgeschieden werden und die Anlagenteile stehen unter einem Unterdruck, so daß keine Emis¬ sionen auftreten können. Dadurch, daß die Prozeßab¬ gase bzw. die darin enthaltenen Bestandteile einen sehr hohen Heizwert besitzen, kann eine für die Prozeßführung ausreichende Wärmeenergie zur Verfügung gestellt werden. Die Prozeßabgase werden nicht durch Stickstoff verdünnt, wie das bei direkter Beheizung mit Spülgasen der Fall ist.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die durch die Verbrennung der Prozeßabgase erzeugten Heizgase innerhalb des Schachtofens auf die Reaktoren geführt werden und zu einer indirekten Beheizung der Reaktoren benutzt wer¬ den. Durch diese Ausgestaltung kann sehr vorteilhaft erreicht werden, daß eine sichere Verbrennung der Gaskomponenten unter gezielt eingestelltem Luftüber¬ schuß und damit unter Vermeidung einer Nachbrenn- kammer zum Ausbrand von Überschußgasen geführt werden kann. Diese Überschußgase würden die Gasmenge ent¬ halten, die nicht als Heizgas in den Schachtofen zurückgeführt werden braucht. Durch die indirekte Beheizung der Reaktoren wird weiterhin sehr vorteil¬ haft erreicht, daß eine Kopplung der Prozesse der Pyrolyse und/oder Aktivierung und deren Wärmeversor¬ gung erfolgt. Hiermit werden beide Vorgänge unab¬ hängig voneinander steuerbar und damit für den Ein¬ satz des Verfahrens leichter beherrschbar.

In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vor¬ gesehen, daß die Verbrennung in der Brennkammer unter einer Luftstufung erfolgt. Hiermit wird sehr vorteil¬ haft vermieden, daß sowohl aus dem Holzstickstoff als auch aus dem Stickstoff der Verbrennungsluft Stick¬ oxide gebildet werden. Damit wird eine weitere, beim Betrieb von Gasbrennkammern übliche Emissionsquelle vermieden. Die thermischen Stickoxide, die insbeson¬ dere bei einem Ausbrand von Kohlenwasserstoffen, die mit dem Teer in die Brennkammer gelangen, zu einer hohen Emission führen würden, werden durch den stu¬ fenweise einstellbaren Luftüberschuß auf ein Minimum reduziert und gleichzeitig wird die Bildung von Kohlenmonoxid vermieden, so daß mit hoher Sicherheit die Umwelt belastenden Grenzwerte unterschritten werden.

Weiterhin ist durch die indirekte Beheizung der Re¬ aktoren durch die in den Schachtofen geführten Heiz¬ gase möglich, den Schachtofen in seiner gesamten Höhe mit Heizgas zu beaufschlagen, so daß auch am Kopf des Schachtofens auf eine hohe Prozeßabgasaustritts- temperatur Einfluß genommen werden kann. Diese hohe Gasaustrittstemperatur verhindert ein Kondensieren der in den Prozeßabgasen (Pyrolysegasen) enthaltenen Teere, bis diese die Brennkammer erreicht haben.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Heizgase derart auf den Schachtofen geführt werden, daß in verschiedenen Zonen des Schachtofens eine Trocknung und/oder eine Pyrolyse und/oder eine Aktivierung des kohlen-

stoffhaltigen Materials erfolgt. Durch eine derartige Beaufschlagung des Schachtofens ist eine Prozeßkopp¬ lung der einzelnen Prozeßstufen Trocknung, Pyrolyse und Aktivierung in einem kontinuierlichen Prozeß möglich. Das bei der Aktivierung und der Pyrolyse aus dem kohlenstoffhaltigen Material und einem einge¬ brachten Prozeßgas (Aktivierungsgas) entstehende Pro¬ zeßabgas steigt in dem Reaktor im Gegenstrom zum kohlenstoffhaltigen Material auf. Da das kohlenstoff¬ haltige Material mit Umgebungstemperatur in den Re¬ aktor eingebracht wird und während seiner Abwärts¬ bewegung auf die Pyrolyse- bzw. Aktivierungstempera- tur aufgeheizt wird, fungiert das aufsteigende Pro¬ zeßgas bzw. Prozeßabgas als Wärmeträger und ermög¬ licht einen optimalen Wärmehaushalt. Durch diese Pro¬ zeßführung stellen sich über der Reaktorhöhe Zonen gleicher physikalisch/chemischer Vorgänge ein, deren horizontale Ausrichtung durch die Zuführung der Heizgase in den Schachtofen leicht zu steuern ist. Je kleiner der Reaktorquerschnitt gewählt ist, um so besser kann auf die horizontale Ausrichtung Einfluß genommen werden und im Reaktorquerschnitt eine homogene Temperatur als Basis für eine einheitliche Produktqualitat erzielt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs¬ beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Anlage zum thermischen Behandeln von kohlenstoff¬ haltigem Material im Teilschnitt;

Figur 2 eine Draufsicht gemäß Figur 1 im Schnitt und

Figur 3 den schematischen Aufbau der in den Fi¬ guren 1 und 2 gezeigten Anlage.

In Figur 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Anlage zum thermischen Behandeln von kohlenstoff¬ haltigem Material gezeigt. Die Anlage 10 besitzt zwei Schachtöfen 12, wobei der Aufbau im nachfolgenden nur anhand eines Schachtofens 12 näher erläutert wird. Der Schachtofen 12 weist in seinem Inneren achs¬ parallel angeordnete, als Reaktoren dienende Reak¬ tionsrohre 14 auf. Der Schachtofen 12 weist weiterhin Zwischenböden 16 und 18 auf, die den Reaktor in die Bereiche 20, 22 und 24 aufteilen. Die Zwischenböden 16 und 18 besitzen Durchgangsöffnungen 26, durch die die Reaktionsrohre 14 hindurchgeführt sind. Innerhalb des Bereiches 20 sind die Reaktionsrohre 14 doppel- wandig ausgeführt und besitzen eine Einlaßöffnung 28 für die Zuführung eines Kühlmediums, insbesondere Wasser. Innerhalb des Bereiches 22 besitzen die Re¬ aktionsrohre 14 eine Einlaßöffnung 30 für Prozeßgase, insbesondere Heißdampf. Der Bereich 22 des Schacht¬ ofens 12 ist weiterhin über eine hier nicht darge¬ stellte Brennkammer 32 (Figur 2) mit Wärmeenergie beaufschlagbar. Der Bereich 22 besitzt weiterhin eine hier nicht dargestellte Auslaßöffnung 34 (Figur 3), die mit einem Wärmetauscher 36 in Verbindung steht. Der Bereich 24 des Schachtofens 12 besitzt eine eben¬ falls nicht dargestellte Einlaßöffnung 38 (Figur 3), die mit dem Wärmetauscher 36 in Verbindung steht.

Weiterhin besitzt der Bereich 24 eine Auslaßöffnung 40, die einen Gassammeiraum 41 für Prozeßabgase mit der Brennkammer 32 verbindet. Der Gassammeiraum 41 steht dabei in Verbindung mit den Reaktionsrohren 14 und dient der .Abführung der anfallenden Prozeßabgase. Oberhalb des Schachtofens 12 enden die Reaktionsrohre 14 in einem Übergangsrohr 42, das mit einer Ver¬ teilung 44 in Verbindung steht. Der Verteilung 44 zu¬ geordnet ist eine Eintragschleuse 46, deren Schleu¬ seneingang 48 mit einer Zuführung 50 und deren Schleusenausgang 52 mit der Verteilung 44 in Verbin¬ dung steht. Der Schleuseneingang 48 und der Schleu¬ senausgang 52 weisen dabei hier nicht dargestellte, als gasdichte Schieber ausgebildete Absperrorgane auf. Innerhalb der Verteilung 44 ist eine Verteiler¬ rinne 54 angeordnet, die an der Eintragschleuse 46 schwenkbar angelenkt ist, und deren Auslaß 56 den einzelnen Übergangsrohren 42 zuordenbar ist. Die Reaktionsrohre 14 besitzen unterhalb des Bereiches 20 eine Auslaßeinrichtung 58, wobei jede Auslaßeinrich- tung 58 eines Reaktionsrohres 14 einer eigenen reversierbaren Austragsschnecke 60 zugeordnet ist.

In der in Figur 2 gezeigten Draufsicht wird der Auf¬ bau der Anlage 10 weiter verdeutlicht. Gleiche Teile wie in Figur 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.

In der Figur 2 wird deutlich, daß die beiden Schachtöfen 12 identisch aufgebaut sind und im Innern auf einer Kreisbogenlinie angeordnet jeweils acht Reaktionsrohre 14 enthalten. Jedem dieser Reaktions-

röhre 14 ist an dem bereits in Figur 1 erwähnten unteren Auslaß eine Austragsschnecke 60 zugeordnet. Die Austragsschnecken 60 sind mit SammelSchnecken 62 verbunden, die zu einem hier nicht dargestellten Sammelplatz führen.

In der in Figur 3 gezeigten schematischen Übersicht sind nochmals die acht Reaktionsrohre 14 gezeigt, die die bereits in den Figuren 1 und 2 erwähnte Ausge¬ staltung besitzen. Anhand der schematischen Übersicht in Figur 3 wird die Funktion der Anlage 10 gemäß der nachfolgenden Erläuterung besonders deutlich. Gleiche Teile wie in den Figuren 1 und 2 sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Anordnung 10 übt folgende Funktion aus:

Das kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial wird bei¬ spielsweise als Laubholzstücken in der für eine Holz¬ kohle und/oder Aktivkohleherstellung notwendigen Größe bereitgestellt und mit Hilfe eines nicht darge¬ stellten Förderers der Zuführung 50 bzw. der Eintrag¬ schleuse 46 zugeführt. Der Eintragschleuse 46 wird diskontinuierlich eine Holzmenge direkt zugeführt, die einer möglichen Nachfüllmenge eines Reaktions¬ rohres 14 entspricht. Der Förderer arbeitet also nur nach Abruf durch eine Füllstandskontrolle, die bei¬ spielsweise innerhalb der Übergangsröhre 42 angeord¬ net ist und in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellt ist.

Die Eintragschleuse 46 hat dabei neben der Dosierung des kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials eine Ab¬ dichtung der Reaktionsrohre 14 gegenüber der Umgebung zur Aufgabe. Das Volumen der Eintragschleuse ist da¬ bei vorzugsweise um 30 % größer als das je Füllzyklus zu dosierende Einsatzgut, damit der Schleuseneingang 48 nicht durch Überfüllung verklemmen kann. Die Ein¬ tragschleuse 46 besteht beispielsweise aus einem zylindrischen Rohr. Der Schleuseneingang 48 und der Schleusenausgang 52 weisen dabei als gasdichte Schie¬ ber ausgebildete Absperrorgane auf, die beispiels¬ weise mechanisch angetrieben werden und über eine Sicherung gegen Überlastung verfügen. Im Betrieb des Reaktors bzw. der Reaktionsrohre 14 sind die Schieber gegen gleichzeitiges öffnen gesichert.

Die Befüllung des Reaktors bzw. der Reaktionsrohre 14 wird nunmehr folgendermaßen durchgeführt. Der im Schleuseneingang 48 angeordnete Schieber wird ge¬ öffnet, wenn sichergestellt ist, daß der im Schleu¬ senausgang 52 angeordnete Schieber geschlossen ist. Über den Förderer wird die Eintragschleuse 46 mit einer Menge an Holzstücken oder Hackschnitzeln ge¬ füllt, die beispielsweise 70 % des Schleusenvolumens entsprechen. Nunmehr wird der im Schleuserieingang 48 angeordnete Schieber geschlossen, während der im Schleusenausgang 52 angeordnete Schieber geöffnet werden kann. Durch die Öffnung des im Schleusenaus¬ gang 52 angeordneten Schiebers gelangt das Einsatzgut in die Verteilrinne 54 und damit in das gerade der Verteilrinne 54 zugeordnete Reaktionsrohr 14. Nunmehr wird der innerhalb des Schleusenausgangs 52 angeord-

nete Schieber wieder geschlossen. Während des Schleu¬ senvorgangs wird bei geöffnetem unteren Schieber und Auslauf des Einsatzgutes die Eintragschleuse 46 mit dem Reaktionsrohr 14 verbunden, während bei geöffne¬ tem oberen Schieber während des Einfüllens des Ein¬ satzgutes in die Eintragschleuse 46 das in der Ein¬ tragschleuse 46 vorhandene Gas in die Atmosphäre verdrängt wird. Damit bei diesem Verfahrensablauf kein Prozeßabgas aus dem Reaktionsrohr 14 an die Umgebung abgegeben werden kann, muß eine Spülung der Eintragschleuse 46 oder eine Absaugung erfolgen. Um dies zu erreichen, kann beispielsweise während des Auslaufens des Einsatzgutes in die Verteilrinne 54 tangential in die Eintragschleuse 46 Stickstoff ein¬ geschleust werden. Hierdurch wird erreicht, daß während der Öffnung des Schleusenausgangs 52 kein Prozeßabgas, insbesondere Pyrolyseabgas oder Akti¬ vierungsabgas, in die Eintragschleuse 46 und in den Bereich der Verteilrinne 54 gelangen können. Weiter¬ hin ist denkbar, daß während des öffnens des Schleu¬ seneingangs 48 über ein Gebläse das aus der Ein¬ tragschleuse 46 verdrängte Gas der Brennkammer 32 zu¬ geführt wird, so daß sichergestellt ist, daß kein während des öffnens des Schleusenausgangs 52 in die Eintragschleuse 46 gelangtes Prozeßabgas in die Atmosphäre gelangen kann.

Die Verteilung des diskontinuierlich in die einzelnen Reaktionsrohre 14 eingebrachten Holzes erfolgt über die schwenkbare Verteilrinne 54, die das Holz auf¬ nimmt und dem Übergangsrohr 42 zuführt, dessen Füll¬ standsanzeige die Nachspeisung anfordert. Die Ver-

teilung 44, innerhalb der die Verteilrinne 54 ange¬ ordnet ist, ist beispielsweise in die bgasführung der aus der Reaktorbeheizung kommenden Verbrennungs¬ gase einbezogen, so daß hier eine Unterkühlung und damit eine Kondensatabscheidung vermieden wird.

Die schwenkbare Verteilrinne 54 reagiert auf ein Signal der bereits erwähnten Füllstandsanzeigen. Damit ist nicht vorausgesetzt, daß eine Befüllung der Reaktionsrohre 14 in der Reihenfolge ihrer Anordnung erfolgen muß. Über eine optische Anzeige, die bei¬ spielsweise in einer Meßwarte angeordnet sein kann, ist eine Kontrolle der .Arbeit der Verteilrinne 54 möglich, so daß kontrolliert werden kann, ob even¬ tuell ein Reaktionsrohr 14 über längere Zeit nicht befüllt wurde.

Die Übergangsrohre 42 bilden eine derartige Verbin¬ dung zwischen den Reaktionsrohren 14 und dem Ver¬ teiler 44, daß ein Abzug der Prozeßabgase in den Gas- sammelraum 41 innerhalb des Bereiches 24 möglich ist, ohne daß die Prozeßabgase in den Verteiler 44 ge¬ langen können.

Der Durchmesser der Übergangsrohre 42 ist beispiels¬ weise so bemessen, daß sich zwischen den Reaktions¬ rohren 14 und den Übergangsrohren 42 ein Spalt er¬ gibt, durch den die Prozeßabgase in den Gassammeiraum 41 entweichen können.

Die Reaktionsrohre 14 werden innerhalb des Bereiches 22 durch über die Brennkammer 32 bereitgestellte Wärmeenergie von außen erhitzt.

Die Brennkammer 32 wird zu Prozeßbeginn durch eine Fremdenergiequelle, beispielsweise öl, über den Bren¬ ner 68 gestartet, so daß Heizgas in den Bereich 22 des Schachtofens 12 gelangt. Das Heizgas erwärmt dort die Reaktionsrohre 14 und damit indirekt das in den Reaktionsrohren 14 sich befindende kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial. In der Führung des Heizgases sind die Wärmetauscher 64 und 65 angeordnet, deren Be¬ deutung noch erläutert wird.

Nach .Anlauf der .Anlage 10 wird das Prozeßabgas über die Auslaßöffnung 40 der Brennkammer 32 zugeführt. Die Brennkammer 32 ist dabei unr.ittelbar nach dem Schachtofen 12 angeordnet, so daß die Prozeßabgase nicht so weit abkühlen können, daß die darin enthal¬ tenen Teere und öle kondensieren können. Das heißt also, diese Prozeßabgase und die darin enthaltenen Bestandteile werden sofort nach Austritt aus dem Schachtofen 12 in der Brennkammer 32 verbrannt und übernehmen nach einer Anlaufzeit die Lieferung der Heizgase, die über dem Innenraum des Schachtofens 12 zugeleitet werden. Somit ist gewährleistet, da die Prozeßabgase einen hohen energetischen Wert besitzen, daß nach einer kurzen Anlaufzeit die gesamte Anlage 10 in einem energetisch autarken Betrieb arbeitet. Der Brennkammer 32 wird dabei in Stufen Luft zuge¬ führt, so daß in der Brennkammer 32 die Luftzufuhr so gesteuert wird, daß eine thermische Stickoxidbildung

und auch ein Kohlenmonoxidaustritt, auf ein Minimum reduziert werden. Die Brennkammer 32 ist durch die Luftzugäbe beliebig temperierbar.

Der gesamte aus der Verkohlung des kohlenstoffhal¬ tigen Ausgangsmaterials entstehende Wasserdampf, der durch die Holzfeuchte und das damit verbundene Zer¬ setzungswasser entsteht, wird mit durch die Brenn¬ kammer 32 geführt und dort von den Belastungen durch organische Säuren befreit und mit den Abgasen der Brennkammer 32 in die Atmosphäre abgegeben. Eine übliche .Abwasserreinigung für säuren-, teer- und ölhaltige Prozeßabwässer ist damit nicht mehr erfor¬ derlich.

Ist die Trocknung des kohlenstoffhaltigen Ausgangs¬ materials in der obersten Zone der Reaktionsrohre 14 weitgehend abgeschlossen, führt die Exothermie der Pyrolyse zu einer relativ schnellen Verkohlung, die bei einem Gehalt von flüchtigen Bestandteilen von ca. 15 % aus Gründen der gewünschten Holzkohlequalität abzubrechen ist. Es hat sich gezeigt, daß eine Ge¬ samtaufheizzeit von ca. 2,5 Stunden genügt, um aus Holzstücken der als Einsatzmaterial vorgesehenen Grö¬ ße Holzkohle der erwarteten Qualität zu erzeugen.

Durch die indirekte Aufheizung des kohlenstoffhal¬ tigen Materials kann die Temperatur außerhalb der Reaktionsrohre 14 größer sein als die, die zur eigentlichen Pyrolyse bzw. Aktivierung benötigt wird. Sie darf aber nicht so hoch sein, daß innerhalb der eingefüllten Holzstücke unvertretbare Differenzen im

Durchkohlungsgrad, das heißt im Anteil an flüchtigen Bestandteilen, entstehen.

Diese Beaufschlagung der Reaktionsrohre 14 mit den Heizgasen führt zu einer indirekten Erwärmung der innerhalb der Reaktionsrohre 14 eingefüllten kohlen¬ stoffhaltigen Ausgangsmaterialien. Zur Vermeidung einer Brückenbildung innerhalb der Reaktionsrohre 14 wird der lichte Durchmesser der Reaktionsrohre 14 beispielsweise in einem Verhältnis von 1 : 5 zwischen Stückgröße der eingefüllten Holzstücke und dem lich¬ ten Durchmesser gewählt. Zur Vermeidung von Brücken¬ bildungen können die Reaktionsrohre 14 auch eine konische Erweiterung aufweisen, die im Bereich der thermischen Prozesse, also in den Bereichen 22 und 24, beispielsweise ca. 5° betragen kann. Im Falle einer Brückenbildung innerhalb der Reaktionsrohre 14 erkennt die Verteilerrinne 54, daß ein Reaktionsrohr 14 nicht regelmäßig gefüllt wird und signalisiert diese Brückenbildung weiter. Durch Zuführung von Reaktionsdampf über die Einlaßöffnung 30 wird die Brückenbildung beseitigt und dieses Reaktionsrohr 14 normal weiter befüllt.

Das in die Reaktionsrohre 14 dosierte Holz wird durch die hohe Außentemperatur im Bereich 22 des Schacht¬ ofens 12 einer intensiven thermischen Beanspruchung unterzogen. Die Trocknung des Holzes erfordert we¬ sentlich mehr Wärme, als sie zur Verdampfung des Wassers erforderlich wäre. Durch hygroskopische Sprengarbeit wird mit abnehmendem Wassergehalt der Energieaufwand beim Trocknen ständig höher und er-

reicht ca. 150 % der Verdampfungswärme für das Was¬ ser. Die für die Trocknung erforderlichen Zeiten sind daher nicht genau bestimmbar, man erreicht jedoch bei einer Steigerung der Temperatur des Schachtofens auf über 350 °C und einer stetig weitersteigenden Pyro¬ lysetemperatur, daß die Holzkohle einen Rest flüch¬ tigen Gehalt von 15 bis 18 % aufweist. Die Exothermie der Holzpyrolyse unterstützt dabei die Durchkohlung der Holzstücke wesentlich. Hierdurch wird es möglich, daß die Reaktionsrohre 14 so beheizt werden, daß während der Holzverkohlung im Bereich 22 die Tempera¬ tur außerhalb der Reaktionsrohre 14 bei ca. 750 °C liegt, während die Temperatur im Bereich 24 oberhalb von 300 °C liegen kann. Eine .Abstimmung der Tempera¬ turführung mit der Anlagenleistung und der gewünsch¬ ten Holzkohlequalität ist dabei entsprechend der Prozeßführung einstellbar.

Die erwähnte Temperaturführung innerhalb des Schacht¬ ofens 12 im Bereich 22 ist insbesondere für den gesamten .Anlagenbetrieb günstig, da die Brennkammer 32 somit stets oberhalb einer sicheren Zündtempera¬ tur, die bei ca. 750 °C liegt, betrieben werden kann.

Während der thermischen Behandlung der eingesetzten Holzstücke folgt nach der Trocknung die thermische Zersetzung, bei der beispielsweise folgende Produkte entstehen:

- Zersetzungswasser 32 %

- kondensierbare Bestandteile (Teer, Methanol, Essigsäure) 25 %

- gasförmige Bestandteile 16,5 %

- Holzkohle 26,5 %.

Die gasförmigen und kondensierbaren Produkte steigen als Prozeßabgase auf und gestatten es, in der Brenn¬ kammer 32 durch überstöchiometrische Verbrennung aus¬ reichend Wärme zu erzeugen, so daß die Schachtöfen 12 mit dem Prozeßabgas beheizt werden können und noch ein erheblicher Energieüberschuß verbleibt. Die Reak¬ tionsrohre 14 erweitern sich im Bereich der Einla߬ öffnung 30 zu einem Ringraum, in dem die Einspeisung von Aktivierungsdampf (Heißdampf) erfolgt. Der Akti¬ vierungsdampf wird beispielsweise über den Wärme¬ tauscher 64 aus überschüssigem, nicht für die Behei¬ zung des Bereiches 22 benötigtem Heizgas gewonnen. Die Einführung des Aktivierungsdampfes über die Ein¬ laßöffnung 30 bewirkt in dem dortigen Bereich des Reaktionsrohres 14 eine endotherme Reaktion, das heißt, die für die Überhitzung des Aktivierungs¬ dampfes benötigte Wärme wird der Holzkohle entzogen und diese damit gekühlt. Durch die Zuführung von Aktivierungsdampf wird einerseits durch die Wirkung als Spülgas eine verbesserte Wärmeübertragung inner¬ halb der Reaktionsrohre 14, insbesondere innerhalb der Bereiche 22 und 24, erreicht und damit eine Er¬ höhung der Holzkohleausbeute möglich. Der Heißdampf steigt innerhalb der Reaktionsrohre 14 im Gegenstrom zu dem sich darin befindenden kohlenstoffhaltigem Material auf und diei:; als Prozeßgas. Während der Verkohlung, also während der Pyrolyse und während der Aktivierung, wird in der mittleren und unteren Zone der Reaktionsrohre 14 Pyrolysegas beziehungsweise

Prozeßgas frei, das sich mit dem über den Einlaß 30 eingelassenen, nicht bei der Aktivierung umgesetzten Heißdampf vermischt und nach oben aus den Reaktions¬ rohren 14 als Prozeßabgas in den Gassammeiraum 41 entweicht.

In dem Bereich 20 des Schachtofens 12 findet eine Kühlung statt, die insbesondere dadurch verbessert wird, daß in diesem Bereich die Reaktionsrohre 14 doppelwandig ausgeführt sind und in den sich dadurch ergebenden Raum Kühlwasser eingeleitet werden kann. Zur Verbesserung der Kühlwirkung können die Reak¬ tionsrohre 14 zusätzlich Kühlrippen aufweisen.

Soll mit der Anlage 10 anstelle der bisher beschrie¬ benen Holzkohleherstellung Aktivkohle hergestellt werden, werden entsprechende Hackschnitzel über die Eintragschleuse 46 in die Reaktionsrohre 14 einge¬ bracht. Die dabei zu beachtenden Vorgänge sind be¬ reits weiter oben ausführlich erläutert und sollen hier nicht wiederholt werden. Durch eine dichtere Lagerung der Hackschnitzel verbessern sich die Wärme¬ übergangsbedingungen innerhalb der Reaktionsrohre 14. Eine Trocknung und eine Pyrolyse der Hackschnitzel werden daher bereits vor Erreichen der Einlaßöffnung 30, also der erwähnten Erweiterung der Reaktionsrohre 14, erreicht. Somit ist zu diesem zeitigen Zeitpunkt bereits Holzkohle entstanden, die nunmehr teilvergast wird. Hierbei reagiert ein Teil des Kohlenstoffs der Holzkohle mit gebundenem Sauerstoff und führt zu einer Porenbildung, die die spezifische Oberfläche

der Holzkohle so erweitern, daß sie als Adsorptions¬ mittel verwendet werden kann.

Während bei der üblichen Aktivkohleerzeugung aus Holzkohle der Aktivierungsprozeß nach Abkühlung der Holzkohle in einem separaten Reaktor durchgeführt wurde, wird hier durch die Kopplung der Prozesse Trocknung, Pyrolyse und Aktivierung auf die Energie¬ verluste durch Abkühlung und Wiedererwär ung für die Teilvergasung verzichtet. Der Prozeß arbeitet also im Bereich zwischen der Holzpyrolyse und der totalen Holzvergasung.

Innerhalb der Reaktionsrohre 14 laufen dabei folgende Vorgänge ab. Der Bereich 22, in dem die thermische Behandlung des Einsatzmaterials durchgeführt wird, wird vom Heizgas der Brennkammer 32 nach Temperierung auf die gewünschte Reaktortemperatur beheizt. Zur definierten Temperierung dient beispielsweise der Wärmetauscher 65. Zur gleichmäßigen Verteilung der Heizgase kann im Zentrum des Schachtofens 12, das heißt innerhalb der durch die Reaktionsrohre 14 ge¬ bildeten Kreisform, ein Verdränger angeordnet sein, so daß der Kern des Schachtofens 12 nicht vom Heizgas durchströmt wird. Zur Verbesserung der Heizgasver¬ teilung und des Wärmeübergangs vom Heizgas auf die Reaktionsrohre 14 kann der Zwischenraum innerhalb der Reaktionsrohre 14 mit Schichten von Füllkörpern aus¬ gefüllt. Diese Schichten werden auf eine Lochplatte aufgebaut, unter der die heißen Heizgase über den Querschnitt des Schachtofens 12 verteilt werden. Die it der Auffüllung erreichte Trägheit in der Wärme-

Übertragung bewirkt eine Konstanthaltung der Tempera¬ turverteilung innerhalb des Bereiches 22. Vor allem ergeben sich Vorteile für die Prozeßführung, da die Füllkörperschüttung einen Druckverlust in den Heiz¬ gasweg einbringt, der es gestattet, den Druck im oberen Bereich des Schachtofens 12 leichter konstant zu halten. Oberhalb des Bereiches 22 werden die Heiz¬ gase durch die Auslaßöffnung 34 dem Wärmetauscher 36 zugeführt. In den Bereich 22 können weiterhin, bisher nicht erwähnte, im unteren Teil, das heißt unterhalb der Verkokungszone und damit unterhalb der erwähnten Lochbleche für die Heizgasverteilung zum .Anheizen Brenner 66 angeordnet sein. Diese Brenner 66 dienen lediglich zum Anfahren der Anlage und werden auto¬ matisch abgeschaltet, wenn die Reaktionstemperatur erreicht ist und die Brennkammer 32 auf Verbrennung von Prozeßabgasen aus dem Schachtofen 12 umgeschaltet ist.

Der Bereich 24, das heißt die Trockenzone, wird nun¬ mehr von dem Heizgas durchströmt, das über die Aus¬ laßöffnung 34 dem Wärmetauscher 36 zugeführt wurde. Damit ist eine Temperierung des Bereiches 24 auf ca. 350 °C möglich, und die Trocknung kann der Feuchte des gelieferten Ausgangsmaterials angepaßt werden. Das Heizgas durchströmt nach der Trockenzone auch den Gassammeiraum für das Prozeßabgas bzw. Aktivierungs¬ abgas und verhindert dadurch eine Kondensation von Teeren und ölen, die innerhalb der Prozeßabgase vorhanden sind, vor Erreichen der Brennkammer 32.

In dem Bereich 20 wird das erzeugte Reaktions¬ produkt, wie bereits weiter oben erwähnt, bei¬ spielsweise durch Wasser gekühlt. Der Bereich 20 ist dabei von den Bereichen 22 und 24 gasdicht getrennt.

Die unterhalb der Reaktionsrohre 14 angeordneten Austragsschnecken 60 nehmen das aus jedem zugeord¬ neten Reaktionsrohr 14 anfallende Produkt auf. Hier¬ mit ist erreicht, daß für jedes Reaktionsrohr 14 der Durchsatz separat geregelt werden kann. Sollte eine Brückenbildung in einem Reaktionsrohr 14 registriert werden, wird die zugehörige Austragsschnecke 60 so lange angehalten, bis die Brückenbildung durch Ver¬ gasen eines Teils der Holzkohle beseitigt und eine Nachfüllung des betreffenden Reaktionsrohres 14 mit Frischholz erfolgt ist. Damit wird erreicht, daß bei einer größeren Nachfüllmenge, als der normalen Do¬ sierung entspricht, die Austragsschnecke 60 erst zugeschaltet wird, wenn das Holz im Reaktionsrohr 14 durchgekohlt ist. Der Austrag von Holz wegen unzu¬ reichender Verweilzeit im Reaktionsrohr 14 wird auf diese Weise verhindert. Eine Brückenbildung im Reak¬ tionsrohr 14 kann durch einen Temperaturabfall im Schüttkegel der Austragsschnecken 60 erkannt werden, da keine Holzkohle mehr in die Austragsschnecke 60 gelangt. Die Vergasung zur Beseitigung der Brücken¬ bildung erfolgt durch verstärkte Zugabe von Proze߬ dampf über die Einlaßöffnung 30. Die Austrags¬ schnecken 60 fördern das Produkt beispielsweise in die angeordneten Sammelschnecken 62, die es einer weiteren Verarbeitung und/oder Konfektionierung zu¬ führen. Alle Schnecken 60 bzw. 62 sind langsam

laufende Druckschnecken, die das Produkt nur wenig mechanisch beanspruchen und die vorzugsweise mit einer Wasserdosierung versehen sind. Diese Wasserzu¬ gabe bewirkt eine endgültige Abkühlung des Produktes und stellt den erwünschten Wassergehalt von 2 % ein. Eine Erhöhung des Feuchtegehaltes, beispielsweise auf einen Wert von 8 %, erfolgt bei der späteren Kon¬ fektionierung.

Aus dem innerhalb des Bereiches 24 angeordneten Gas- sammelraum 41 des Schachtofens 12 wird das Prozeßab¬ gas über die Auslaßöffnung 40 in die Brennkammer 32

3 überführt. Da je Tonne Holz (wasserfrei) ca. 110 m

Pyrolysegas mit einem Gehalt von ca. 1,3 kg Teer und weiteren 1,0 kg kondensierbaren Anteilen in die Brennkammer 32 überführt werden, ist es für die Pro¬ zeßführung von wesentlicher Bedeutung, daß keine Mög¬ lichkeit der Abscheidung von Kondensaten durch einen Temperaturabfall besteht. Für diesen Prozeß ist es typisch und wesentlich, daß die Pyrolysegase auf dem Weg bis zur Verbrennung nicht unter 250 °C abgekühlt werden. Bleiben die kondensierbaren Stoffe bis zur Verbrennung gasförmig, kann mit einem guten Ausbrand und geringen Emissionen gerechnet werden. Der Über¬ gang der Pyrolysegase zwischen dem Schachtofen 12 und der Brennkammer 32 wird daher, wie bereits erwähnt, durch die Heizgase, die dem Bereich 24 zur Trocknung zugeführt werden, beheizt. Durch die Verbrennung in¬ nerhalb der Brennkammer 32 werden Heizgase erreicht, die Temperaturen von 1100 °C bis 1200 °C betragen. Die Verbrennung wird dabei mit einem Luftüberschuß betrieben. Indem diese sehr heißen Heizgase über die

Wärmetauscher 64 und 65 geführt werden, kann die be¬ nötigte Temperatur innerhalb des Bereiches 22 des Schachtofens 12 eingestellt werden. Die dem Heizgas entzogene Wärmeenergie wird dabei gleichzeitig zur Überhitzung des Aktivierungsdampfes, der über die Einlaßöffnung 30 zuführbar ist, verwendet.

Zur Reduzierung einer auf Grund der hohen Temperatur zu erwartenden Stickoxidbildung wird die Brennkammer 32 vorzugsweise zweistufig ausgelegt, wobei die erste Stufe nach intensiver Vermischung des Prozeßabgases mit der Verbrennungsluft mit einer Luftüberschußzahl betrieben wird, während in der zweiten Stufe durch Sekundärluftzufuhr die endgültige Luftüberschußzahl eingestellt wird. Hiermit wird erreicht, daß eine Minimierung der Emissionsbelastungen realisiert wer¬ den kann. Zur Vermeidung des Austritts von Emis¬ sionen, beispielsweise im Störfall, kann die Brenn¬ kammer 32 einen Sicherheitsschornstein besitzen, der es gestattet, die brennbaren Bestandteile des Proze߬ abgases durch eine automatisch zu schaltende Stütz¬ flamme zu verbrennen. Während der Anfahrphase der Anlage 10 wird die Brennkammer vorerst über den Bren¬ ner 68 mit einem zusätzlichen Brennstoff, beispiels¬ weise Heizöl, erwärmt, bis die Umstellung auf die Verbrennung der Prozeßabgase erfolgen kann.

Die Optimierung der Temperaturführung im Schachtofen 12 ermöglicht eine Optimierung des Energiehaushaltes des gesamten Prozesses der Behandlung von kohlen¬ stoffhaltigem Ausgangsmaterial. Bei der Aktivierung der in den Reaktionsrohren 14 des Schachtofens 12

erzeugten Holzkohle wird Energie im stark endothermen Prozeß verbraucht. Im Innern der Reaktionsrohre 14 wird durch die indirekte Wärmeübertragung eine geringere Reaktionstemperatur erreicht als in der Nähe der Reaktorwand. Hier sind Temperaturführung, Versorgung mit Aktivierungsgas, Reaktorleistung und Produktqualität besonders gut optimierbar.

Nach allem wird festgestellt, daß die bei der trocke¬ nen Destillation des kohlenstoffhaltigen Ausgangs¬ materials, also der Pyrolyse bzw. der Verkohlung ent¬ stehenden Prozeßabgase und kondensierbaren Stoffe, beispielsweise organische Säuren, Teere und öle, durch die Verfahrensgestaltung ausschließlich ener¬ getisch genutzt werden und damit kontrolliert und gezielt umweltfreundlich beseitigt werden.

Durch die Nachschaltung der Brennkammer 32 unmittel¬ bar nach dem Schachtofen 12 wird erreicht, daß hohe Temperaturen und Verweilzeiten bei ausreichendem Sauerstoffangebot einen sehr hohen Ausbrenngrad der kondensierbaren Pyrolyseprodukte gewährleisten, während zur Minimierung der Stickoxidemissionen gestuft Luft zugeführt werden kann.

Im nachfolgenden soll der Verfahrensablauf an einem konkreten Ausführungsbeispiel nochmals verdeutlicht werden.

Für die Holzkohleerzeugung mit der Anlage 10 werden an der Luft abgelagertes Buchen- und Eichenschicht¬ holz, in Abmessungen von ca. 10 x 10 x 10 cm in

wenigstens eines der Reaktionsrohre 14 eingefüllt . Für eine Aktivkohleerzeugung werden Hackschnitzel der gleichen Holzarten in den Abmessungen von ca . 50 x 20 x 8 mm eingefüllt . Vor der Verkohlung bzw. Akti¬ vierung werden ca . 85 % der Rinde entfernt, da sich ein höherer Rindenanteil negativ auf die Qualität der zu erzeugenden Produkte auswirken kann . Das erwähnte Einsatzmaterial besitzt daher folgende typische Aus¬ gangswerte :

- Wassergehalt ca . 25 % (bezogen auf Masse feucht)

- Aschegehalt ca . 1 , 5 % (wasserfrei)

- Schwefelgehalt max . 0, 05 % (wasserfrei )

- Stickstoffgehalt ca . 0, 1 % (wasserfrei)

- flüchtige Bestandteile 80 bis 82 % (wasserfrei) .

Die mit der Anlage 10 und dem beschriebenen Ver¬ fahren hergestellte stückige Holzkohle hat nach dem Austrag aus dem Reaktionsrohr 14 folgende Analyse¬ werte :

- Wassergehalt max. 10 %

- Aschegehalt (wasserfrei) max. 4 %

- fixer Kohlenstoff (wasserfrei) min. 80 %

- Stückgröße 10 bis 100 mm.

Wird in den Reaktionsrohren in einem Verfahrens¬ schritt aus feuchten gehackten Holzschnitzeln Aktivkohle erzeugt, besitzt diese folgende Analyse¬ werte:

- Körnung 0,5 bis 4 mm

- Wassergehalt max . 15 %

- Aschegehalt (wasserfrei ) max . 6 %

- Rütteldichte 240 bis 410 kg/m ³

- Adsorptionsleistungen gegenüber Phenol 2 bis 4 % (bei 1 ppm) , 0, 8 bis 2 % (bei 0, 1 ppm)

- gegenüber Jod min . 650 mg/g

2

- spezifische Oberfläche min. 750 m /g

- die Porenstruktur ist bimodal

Die angegebenen Werte für die Holzkohle- bzw. Aktiv¬ kohleerzeugung sind lediglich beispielhaft und sind nicht geeignet, das beschriebene Verfahren auf diese Werte einzuschränken.

Durch Einstellung der Prozeßparameter, also insbe¬ sondere der Temperaturführung, kann der Reaktor so gefahren werden, daß wahlweise oder anteilig die ein¬ gesetzten Ausgangsmengen an kohlenstoffhaltigem Ma¬ terial in die gewünschten Zielprodukte umgesetzt wer¬ den können, so daß durch eine Änderung der Proze߬ führung Holzkohle oder Aktivat hergestellt werden kann.

Wird die Anlage 10 so betrieben, daß Holzkohle her¬ gestellt werden soll, kann über die Einlaßöffnung 30 ebenfalls eine Zuführung von Heißdampf (Wasserdampf) in die Reaktionsrohre 14 erfolgen, die eigentlich nur als Aktivierungsgaszufuhr bei der Aktivkohleherstel¬ lung notwendig ist. Dieser Wasserdampf wirkt bei einer erforderlichen Temperatur von ca. 500 °C für die geforderte Ausgarung des Holzes nicht als Akti¬ vierungsgas im Sinne der Aktivierung. Es wurde jedoch

gefunden, daß der Wasserdampf bei der Holzkohleher¬ stellung durch die damit verbundene Erhöhung der Spülgasmenge zu einer Verbesserung des Wärmehaus¬ haltes in den Reaktionsrohren 14 führt und damit eine Erhöhung der Holzkohleausbeute erreicht werden kann.

Im gezeigten Beispiel besitzt die Anlage 10 zwei Schachtöfen 12. Durch entsprechende Verfahrensgestal¬ tung kann beispielsweise in dem einen Schachtofen 12 Holzkohle und in dem anderen Schachtofen 12 Aktiv¬ kohle gewonnen werden. Es ergibt sich somit eine universell einsetzbare Anlage, die auf die zur Ver¬ fügung stehenden Ausgangsmaterialien abgestimmt autark arbeiten kann.