Indirekt beheizte Retortenverfahren
Bei der indirekt beheizten Retortenverkohlung erfolgt die Erwarmung und Trock — nung des Kohlgutes bis zum Einsetzen der exothermen Zersetzungsreaktionen indirekt durch die Reaktorwand. Hierzu wird das Kohlgut in einen Reaktor einge — bracht, der von auBen beheizt wird. Dies geschieht meist durch heiBe Gase aus der Verbrennung des aus dem Holz austretenden Gasgemisches. Da zu Beginn des Verkohlungsprozesses, also in der Aufheizungs — und Trocknungsphase, noch keine brennbaren Gase entstehen, muss die Heizenergie zunachst aus anderen Quellen kommen (z. B. durch die Verbrennung fossiler Energietrager). Da bei der Retortenverkohlung das Einsatzmaterial nicht — wie bei den Meilerverfahren — zunachst teilverbrannt wird, sind hohere Kohleausbeuten moglich; sie konnen bei 30 % und mehr liegen (bezogen auf die Holztrockensubstanz) /12-35/.
Bei den Retortenverfahren kann zwischen einer chargenweisen und einer konti — nuierlichen Beschickung unterschieden werden. Beide Varianten werden nachfol — gend dargestellt.
Chargenweise Retortenverkohlung. Bei der chargenweisen Retortenverkohlung wird die Retorte — wie der Name sagt — chargenweise befullt und verkohlt. Auf — grund der damit verbundenen Nachteile (d. h. diskontinuierlicher Betrieb mit allen damit zusammenhangenden Konsequenzen) hat dieses Verfahren heute praktisch keine groBtechnische Bedeutung mehr. Allerdings wurde dieses System der char — genweisen Verkohlung durch Nutzung mehrerer Retorten mit gemeinsamen Ne — benanlagen in einen quasi-kontinuierlichen Betrieb weiterentwickelt und findet in dieser Form heute noch Anwendung.
Kontinuierliche Retortenverkohlung. Mit kontinuierlich betriebenen Retorten kann das — nach einer Anfahrphase — wahrend des Prozesses entstehende, mehr oder weniger homogene, brennbare Gasgemisch zur Deckung des Energiebedarfs fur die Erwarmung und die Trocknung des Kohlgutes eingesetzt werden. Solche kontinuierlich arbeitenden Retorten konnen deshalb als geschlossene Systeme gefahren werden; samtliche entstehenden fluchtigen Bestandteile werden ver — brannt.
Aufgrund des erheblichen technischen Aufwandes, durch den ein derartiges Verfahren gekennzeichnet ist, sind kontinuierlich arbeitende Retorten bisher kaum verwirklicht worden. Die Kohlerei "Neue Hutte" ist ein Beispiel, das nach einem derartigen System konzipiert wurde (Abb. 12.16). Das Verfahren ist unterteilt in die Holzaufbereitung, den Reaktor und die Silos sowie die Kohle-Verpackung.
In dieser Anlage ist der eigentliche Reaktor wie ein groBer Warmeubertrager aufgebaut, bei dem das Holz von oben durch Rohre rutscht und auf dem Weg durch die indirekte Beheizung des Mantelraumes uber Brenngase aufgeheizt und so zum Verkohlen gebracht wird. Die entstehenden Holzgase werden am oberen Ende vom Reaktor abgezogen und in einer separat realisierten
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Erzeugung der Heizgase verbrannt. Ein Teil der Warme-Energie wird zur Dampf — erzeugung abgezweigt und in einer nachgeschalteten Turbine zur Stromerzeugung genutzt.
Die getrennte Bauweise von Reaktionsraum und Heizraum hat den Vorteil, dass die entstehenden Gase abgezogen werden konnen ohne mit den Heizgasen in Be — ruhrung zu kommen; dadurch stellt sich der Prozess energetisch sehr wirtschaftlich dar. Weiterhin kann durch die Regelung der Heiztemperatur die gewunschte Quali — tat der Holzkohle gut beeinflusst werden. Von Nachteil ist, dass die Ausfuhrung des Reaktionsraumes als Rohr sehr schnell zu betriebstechnischen Problemen fuh — ren kann, da das Holz nach dem Eintritt in die Heizzone bei der Rest-Trocknung als ersten Reaktionsschritt zum Aufquellen neigt; dies kann aber durch den Einsatz sehr klar definierter Holzer mit einer geringen Feuchte vermieden werden. Auch ist die Entnahme der Holzkohle aus dem Reaktionsraum kritisch, weil die Abkuh- lung getrennt von der Reaktionszone unter Ausschluss von Luft erfolgen muss. Bei der beschriebenen Anlage ist diese Kuhlzone in Form mehrerer Schneckenforderer realisiert, die uber entsprechende Doppelmantel gekuhlt werden.
Die bei der Verkohlung entstehenden Teere werden im Reaktorraum teilweise gecrackt und dann in feste Bestandteile und Gase getrennt. Die Pyrolysegase wer — den verbrannt und die dabei frei werdende Warme fur die endotherme Holzkoh — lenherstellung benutzt. Neben Holzkohle kann mit einer derartigen Anlage — je — doch unter Zugabe von Wasserdampf — Aktivkohle hergestellt werden. Bei ausrei — chend hoher Temperatur bewirkt das Einblasen von Wasserdampf eine Vergasung eines Teils des Kohlenstoffgerustes. Dies ist mit einer — gewunschten — Verande — rung der Porenstruktur des Materials verbunden, die eine Nutzung der entstehen — den Holzkohle als Aktivkohle ermoglicht.