Bereitstellung flussiger Sekundarenergietrager
Bei den Moglichkeiten einer Bereitstellung flussiger Sekundarenergietrager uber eine Pyrolyse kann unterschieden werden zwischen der Flash-Pyrolyse und der Druckverflussigung. Beide Varianten werden nachfolgend diskutiert. Zusatzlich wird auf die Eigenschaften der Endprodukte eingegangen.
Die Flash-Pyrolyse ist ein relativ modernes Verfahren, dessen Grundlagen seit etwa 20 Jahren erforscht werden (vgl. /12-20/, /12-58/); sie stellt eine Sonderform der konventionellen, langsamen Pyrolyse dar.
Typische Elemente einer derartigen Flash-Pyrolyseeinrichtung auf Basis einer Wirbelschichtanlage zeigt Abb. 12.1. Demnach beinhaltet eine derartige Anlage neben der Aufbereitung der Biomasse (d. h. Trocknung, Zerkleinerung) den ei — gentlichen Pyrolysereaktor einschlieBlich einer Olabscheidung und einer integrier — ten Koksverbrennung zur Gewinnung der Prozessenergie.
Bei einer derartigen Flash-Pyrolyse, die mit dem Ziel der Maximierung der Ausbeute an flussigen Pyrolyseprodukten betrieben wird, kommt es darauf an,
— die Biomassepartikel sehr schnell aufzuheizen (mit Aufheizraten von uber 1 000 °C/s); dabei sollte die Pyrolysetemperatur im Bereich von 450 bis 500 °C liegen;
— die Aufenthaltsdauer der Pyrolyseprodukte in der heiBen Reaktionszone mog — lichst gering zu halten (unter 1 s) und
— die flussigen Produkte schnell und wirksam abzuscheiden.
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Biomasse
Abb. 12.1 Verfahrensschema eines Flash-Pyrolyseprozesses mit einem stationaren Wirbel — bettreaktor (org. organisches) |
Um diese Randbedingungen technisch zu realisieren, bedarf es spezieller Reakto — ren, die eine schnelle und gute Warmeubertragung sowie einen effektiven Stoff — transport ermoglichen. Hierfur werden haufig Reaktoren mit Sand als Warmetrager eingesetzt, die dann pneumatisch (Reaktoren mit stationarer oder zirkulierender Wirbelschicht) oder mechanisch mit Hilfe rotierender Elemente wie Schnecken oder Konen betrieben werden. Zusatzlich sind aber auch andere Techniken (z. B. Reaktoren mit ablativer Wirkung, Reaktoren mit Vakuum) einsetzbar. Abb. 12.2 zeigt eine Ubersicht uber die wichtigsten einsetzbaren Techniken und Verfahren, die nachfolgend dargestellt und diskutiert werden.