AT516178B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Synthesegas aus kohlenstoffhaltigen Abfallstoffen - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Erzeugung von Synthesegas aus kohlenstoffhaltigen Abfallstoffen werden die kohlenstoffhaltigen Abfallstoffe einer Reaktionskammer (5) aufgegeben, in der die Abfallstoffe, ggf. unter externer Energiezufuhr, einer Pyrolyse bei Temperaturen von 600 - 1.300°C unterworfen werden, wobei das entstehende Synthesegas und die festen Reststoffe aus der Reaktionskammer (5) ausgetragen werden. Danach werden die festen Reststoffe und/oder das Synthesegas zur weiteren Um- bzw. Zersetzung einem Plasma ausgesetzt. Die Reaktionskammer umfasst eine beheizbare Fördereinrichtung, insbesondere einen Schneckenförderer, mit welcher die Abfallstoffe in der Reaktionskammer, insbesondere durch diese, transportiert werden.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Synthese¬gas aus kohlenstoffhaltigen Abfallstoffen, bei welchem die kohlenstoffhaltigen Abfallstoffe einerReaktionskammer aufgegeben werden, in der die Abfallstoffe, ggf. unter externer Energiezu¬fuhr, einer Pyrolyse bei Temperaturen von 600 - l.ßOO'C unterworfen werden, wobei das ent¬stehende Synthesegas und die festen Reststoffe aus der Reaktionskammer ausgetragen wer¬den, wobei die festen Reststoffe und/oder das Synthesegas zur weiteren Um- bzw. Zersetzungeinem Plasma ausgesetzt werden.

[0002] Verfahren zur pyrolytischen Aufbereitung von Biomasse und industriellen Abfällen zurErzeugung von Synthesegas wurden in unterschiedlicher Ausbildung bereits vorgeschlagen.Dadurch, dass bei solchen Verfahren keine Verbrennung, sondern eine Pyrolyse bei anoxi-schen Bedingungen durchgeführt wird, wird sichergestellt, dass das entstehende Gas einenmöglichst geringen Anteil an C02 aufweist. Die bei solchen Verfahren entstehenden Pyrolyse-bzw. Synthesegase können nach dem Austragen verbrannt, insbesondere als Motorgas ineinem Gasmotor verwendet werden, als Synthesegase für die chemische Industrie oder in dermetallerzeugenden Industrie Verwendung finden, verflüssigt werden, für Gasturbinen oder alsErdgassubstitution verwendet werden. Im Falle der Erdgassubstitution besteht das Synthese¬gas hauptsächlich aus CH4.

[0003] Unter anoxischen Bedingungen werden hier Bedingungen verstanden, bei welchen freierSauerstoff nicht zugefügt wird. Anoxische Bedingungen zeichnen sich somit dadurch aus, dassheiße Luft oder Sauerstoff nicht in den Reaktor gelangt, in welchem die Vergasung vorgenom¬men wird. Demgegenüber können naturgemäß aber Sauerstoffverbindungen, wie beispielswei¬se Wasserdampf oder C02 durchaus in einem derartigen Vergasungsverfahren umgesetztwerden, wobei im Falle von C02 in Anwesenheit von Kohlenstoff bei entsprechend hohen Tem¬peraturen das Gleichgewicht quantitativ auf der Seite von Kohlenmonoxid und bei Eindüsen vonWasser auf der Seite von Synthesegas, nämlich Kohlenmonoxid und Wasserstoff, liegt.

[0004] Die vorliegende Erfindung umfasst sowohl autotherme Hochtemperaturvergasungsver¬fahren, bei welchen die Pyrolyse unabhängig von äußerer Wärmezufuhr ist, weil die glühendenAbfallstoffe die Energie zur Vergasung liefern, als auch allotherme Vergasungsprozesse, beidenen eine externe Energiezufuhr erforderlich ist. Nachteilig bei autothermen Vergasungspro¬zessen ist, dass hohe Anforderungen an den Heizwert der eingesetzten Abfallstoffe gestelltwerden. Die Erfindung geht von einem Pyrolyseverfahren aus, bei dem die thermische Zerset¬zung der Einsatzstoffe bei Temperaturen von 600 - 1.300 °C stattfindet. Solche Temperaturensind bei allothermen Vergasungsverfahren durch Verteuerung von Primärenergieträgern in derReaktionskammer oder durch eine externe Wärmeeinbringung, wie z.B. durch eine elektrischeBeheizung der Reaktionskammer erzielbar.

[0005] Als Einsatzmaterial für Vergasungsprozesse wurden unter anderem Biomasse undverschiedene kohlenstoffhältige Abfallstoffe, wie z.B. kontaminierte Böden, Klärschlämme,Zelluloseschlämme, Filterrückstände und dgl., vorgeschlagen.

[0006] Abhängig vom Einsatzmaterial kann das Synthesegas bei herkömmlichen Vergasungs¬prozessen noch unerwünschte Substanzen, wie z.B. giftige Substanzen (z.B. Teere, Dioxine,Furane) und/oder mineralische Stoffe enthalten.

[0007] Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Vergasungsprozesse ist, dass die festen Reststoffein der Regel noch Kohlenstoff enthalten, der nicht umgesetzt wurde.

[0008] Ein Verfahren der eingangs genannten Art kann bspw. der EP 2597138 A1 entnommenwerden.

[0009] In der WO 2011/141927 A2 wird ein Verfahren offenbart, bei dem die Pyrolyse bei 500-550° C durchgeführt wird.

[0010] In der WO 2007/093429 A2 wird ein Verfahren offenbart, bei dem die Pyrolyse bei 400- 500° C durchgeführt wird.

[0011] Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung dereingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die oben genannten Nachteile zu¬mindest teilweise vermieden werden können.

[0012] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Verfahren der eingangs ge¬nannten Art vor, dass die Reaktionskammer eine beheizbare Fördereinrichtung, insbesondereeinen Schneckenförderer, umfasst, mit welcher die Abfallstoffe in der Reaktionskammer, insbe¬sondere durch diese, transportiert werden. Dadurch, dass ein Plasma zum Einsatz gelangt,kann der in den festen Reststoffen enthaltene Restkohlenstoff zu CO umgesetzt werden, so-dass der Brennwert des erhaltenen Synthesegases erhöht werden kann. Weiters könnendadurch die im Synthesegas ggf. enthaltenden mineralischen Bestandteile verglast und alsSchlacke ausgetragen werden. In der Schlacke können ggf. vorhandene Schwermetalle undandere Stoffe wie z.B. Schwefel gebunden werden. Schließlich gelingt es durch die Verwen¬dung von Plasma, die im Synthesegas ggf. enthaltenen unerwünschten Substanzen aufzucra-cken, sodass ein von Schadstoffen befreites Synthesegas zur Verfügung gestellt werden kann.

[0013] Die Einbringung der für die thermische Zersetzung der Abfallstoffe erforderlichen Ener¬gie erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die Reaktionskammer eine beheizbare Förderein¬richtung, insbesondere einen Schneckenförderer, umfasst, mit welcher die Abfallstoffe in derReaktionskammer, insbesondere durch diese, transportiert werden. Die Fördereinrichtung istsomit sowohl für den Transport der Einsatzstoffe als auch für die Wärmeeinbringung verantwort¬lich.

[0014] Obwohl die Verwendung von Plasma zur thermischen Zersetzung von Abfallstoffengrundsätzlich bereits bekannt ist, findet es in der Praxis kaum Verwendung, weil seine Herstel¬lung äußert energieintensiv ist und weil der erzielbare Materialdurchsatz sehr gering ist.Dadurch, dass erfindungsgemäß nun eine zweistufige Vergasung stattfindet, nämlich eineherkömmliche pyrolytische Zersetzung bei Temperaturen von 600 - 1.300°C in einer erstenStufe und eine thermische Zersetzung mittels Plasma bei im Vergleich zur ersten Stufe wesent¬lich höheren Temperaturen in einer zweiten Stufe, kann in jeder Stufe der Vorteil des jeweiligenVergasungsverfahrens optimal genutzt werden. In der ersten Stufe wird der Vorteil des hohenDurchsatzes des thermischen Zersetzungsvorganges genutzt, sodass in der zweiten Stufe nurmehr ein geringer Anteil der Zersetzungsarbeit geleistet werden muss. In der zweiten Stufewiederum wird der Vorteil genutzt, dass mit dem Plasmaverfahren der Restkohlenstoff derfesten Bestandteile umgesetzt und die unerwünschten Substanzen aus dem Synthesegasentfernt werden können, wobei der Nachteil des geringen Durchsatzes nicht mehr ins Gewichtfällt.

[0015] Wie bereits erwähnt, entstehen im Rahmen der in der zweiten Stufe vorgesehenenPlasmavergasung Temperaturen, die deutlich höher sind als in der ersten Stufe. Bevorzugt wirdhierbei so vorgegangen, dass die festen Reststoffe und ggf. das Synthesegas in der Reaktions¬zone des Plasmas auf mindestens 1.500 °C, bevorzugt mindestens 2.400 C, bevorzugt mindes¬tens 4.000^ gebracht werden. Dabei können in der Reaktionszone Temperaturen von bis zu15.000 °C vorherrschen. Die organischen Bestandteile der aus der ersten Stufe verbliebenenReststoffe, insbesondere der Restkohlenstoff, werden dadurch vollständig umgesetzt und mine¬ralische und metallische Bestandteile der aus der ersten Stufe verbliebenen Reststoffe verein¬tem zu einer glasartigen Asche.

[0016] Das Plasma wird vorzugsweise durch Anwendung elektrostatischer Felder erzeugt.Insbesondere wird hierbei so vorgegangen, dass zwischen zwei Elektroden eine ausreichendhohe elektrische Gleichspannung angelegt wird, wobei eine geeignete Kombination von Span¬nung, Elektrodenabstand und Gasdruck einen Überschlag und das Zünden einer Entladungzwischen den Elektroden bewirkt. Zwischen den Elektroden lässt man ein Gas durchströmen,das zu einem Plasma ionisiert wird. Beim Auftreffen des Plasmas auf die Einsatzstoffe kommtes zur Rekombination der ionisierten Atome und damit zu einem erheblichen Temperaturan¬stieg, durch den auch reaktionsträge Verbindungen die für eine vollständige Umsetzung not- wendige Aktivierungsenergie erhalten.

[0017] Als Plasmagas kann hierbei Luft, 02, H20, C02 od. dgl. zum Einsatz gelangen.

[0018] Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines Plasmainjektors, der zur Herstellungeines freitragenden Plasmas geeignet ist. Ein solcher Plasmainjektor zeichnet sich dadurchaus, dass er ohne Gegenelektrode auskommt. Beispielhaft wird auf die AT 507629 A1 verwie¬sen.

[0019] In der ersten Stufe erfolgt die thermische Zersetzung der Abfallstoffe in der Reaktions¬kammer bevorzugt so, dass die Reaktionskammer einen ersten Abschnitt und einen mit diesemverbundenen zweiten Abschnitt umfasst, wobei die Abfallstoffe den ersten Abschnitt unteranoxischen Bedingungen durchlaufen und dort pyrolysiert werden, danach in den zweiten Ab¬schnitt verbracht werden und dass in den zweiten Abschnitt unterstöchiometrisch Sauerstoff,Wasserdampf und/oder C02 eingebracht wird, um eine Umsetzung des Restkohlenstoffs zu CObzw. CH4 zu gewährleisten. Die eigentliche Pyrolyse, d.h. die thermische Zersetzung unterSauerstoffabschluss, erfolgt somit lediglich in dem genannten ersten Abschnitt, wohingegen imzweiten Abschnitt eine unterstöchiometrische Sauerstoff-, C02- und/oder Wasserdampfeinbrin¬gung erfolgt. Im ersten Abschnitt bewirkt die Pyrolyse eine Aufspaltung des in den Abfallstoffenenthaltenen Wasseranteils in 02 und H2. Der 02-Anteil reagiert mit einem Teil des in den Abfall¬stoffen enthaltenen Kohlenstoffs zu CO. Im zweiten Abschnitt bewirkt das unterstöchiometrischeZublasen von 02 eine Umsetzung des in den Abfallstoffen noch verbleibenden Restkohlenstoffsin CO. Wenn alternativ oder zusätzlich Heißdampf eingeblasen wird, wird der Restkohlenstoff inCO und CH4 umgesetzt. Wenn C02 eingeblasen wird, erfolgt eine Aufspaltung in CO und O,wobei der freie Sauerstoff mit dem Restkohlenstoff der Abfallstoffe zu CO oxidiert (C02 + C ->2CO).

[0020] Eine besonders bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass der erste Abschnitt und ggf. derzweite Abschnitt der Reaktionskammer von der beheizbaren Fördereinrichtung, insbesonderedem Schneckenförderer, gebildet ist. Im Falle eines Schneckenförderers ist der Reaktionsraumsomit zylindrisch ausgebildet, wobei der Zylinder in axialer Richtung von der Förderschneckedurchsetzt wird. Die Förderschnecke stellt einen kontinuierlichen Transport und gleichzeitig eineständige Umwälzung des Einsatzmaterials sicher. Wenn die Förderschnecke selbst beheizt ist,wird dadurch auch die ständige Erneuerung des mit der beheizten Fläche in Kontakt stehendenMaterials bewirkt.

[0021] Mit Vorteil ist hierbei vorgesehen, dass die Fördereinrichtung elektrisch beheizt wird,insbesondere induktiv, konduktiv oder kapazitiv. Bei einer solchen Beheizung kann die Atmo¬sphäre im ersten Abschnitt der Reaktionskammer zuverlässig anoxisch gehalten werden.

[0022] Die Beheizung der Fördereinrichtung muss sich nicht über die gesamte Länge der För¬dereinrichtung erstrecken, sondern kann auch lediglich einen Teilbereich betreffen. Insbesonde¬re kann die Beheizung auf den ersten Abschnitt der Reaktionskammer beschränkt sein, in demdie Pyrolyse vorgenommen wird. Im darauffolgenden zweiten Abschnitt kann unter Umständenauf Grund der ggf. ablaufenden exothermen Oxidationsreaktionen auf eine Beheizung verzich¬tet werden.

[0023] Besonders von Vorteil ist die induktive Beheizung der Fördereinrichtung, weil hierdurcheine kontaktlose Energieübertragung in einfacher Weise gelingt. Die induktive Beheizung istnicht nur im Falle eines Schneckenförderers, sondern auch bei anders ausgebildeten Förderein¬richtungen mit metallischen Mitnehmerelementen von Vorteil, weil die Energie unmittelbar injene Elemente der Fördereinrichtung eingebracht werden kann, die mit dem Einsatzmaterial inKontakt steht, sodass eine effiziente Wärmeübertragung erfolgen kann.

[0024] Die kontaktlose Wärmeeinbringung kann aber auch unabhängig von der Fördereinrich¬tung realisiert sein. So ist es beispielsweise denkbar, dass in der Reaktionskammer ein induktivbeheiztes Bett aus zur induktiven Kopplung anregbaren Elementen, insbesondere Stahlkugelnangeordnet ist. Die induktive Beheizung durch stückige Elemente, wie beispielsweise Stahlku¬geln, welche an ein an der Außenseite der Reaktionskammer angelegtes Induktionsfeld ankop¬ peln, gewährleistet eine besonders gleichmäßige Wärmeeinbringung in den gesamten Quer¬schnitt der Reaktionskammer.

[0025] Die Verfahrensführung erfolgt bevorzugt so, dass die Abfallstoffe im ersten Abschnitt derReaktionskammer auf eine Temperatur von 600-1.000 °C erwärmt werden.

[0026] Im zweiten Abschnitt der Reaktionskammer werden die Abfallstoffe bevorzugt auf einegegenüber dem ersten Abschnitt höhere Temperatur gebracht, insbesondere auf eine Tempera¬tur von 800-1.200 °C.

[0027] Sofern erforderlich oder erwünscht, kann im Rahmen der Erfindung so vorgegangenwerden, dass eine Teilmenge des hergestellten Synthesegases zur Erzielung der Vergasungs¬temperatur in der Reaktionskammer verbrannt wird. Dadurch kann die Temperatur in der Reak¬tionskammer erhöht werden.

[0028] Der Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe dient auch eine Vorrichtungzur Erzeugung von Synthesegas aus kohlenstoffhaltigen Abfallstoffen umfassend eine beheiz¬bare Reaktionskammer, um die kohlenstoffhaltigen Abfallstoffe unter externer Energiezufuhreiner Pyrolyse zu unterwerfen, mit wenigstens einer Austragsöffnung zum Austragen des ent¬stehenden Synthesegases und der festen Reststoffe, die wobei die wenigstens eine Austrags¬öffnung mit einem Plasmareaktor verbunden ist, in dem die festen Reststoffe und/oder dasSynthesegas zur weiteren Um- bzw. Zersetzung mit einem Plasma beaufschlagbar sind,dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer eine beheizbare Fördereinrichtung, insbe¬sondere einen Schneckenförderer, umfasst, mit welcher die Abfallstoffe in der Reaktionskam¬mer, insbesondere durch diese, transportierbar sind. Die Vorrichtung ist insbesondere zurDurchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.

[0029] Der Umstand, dass die Reaktionskammer über eine Austragsöffnung mit dem Plasma¬reaktor verbunden ist, bedeutet nicht notwendigerweise, dass der Plasmareaktor räumlich vonder Reaktionskammer getrennt ist bzw. von dieser gesondert ausgebildet ist. Es ist auch denk¬bar, dass der Plasmareaktor in einem eigenen Abschnitt der Reaktionskammer ausgebildet ist.

[0030] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Reaktionskammer einenersten Abschnitt und einen mit diesem verbundenen zweiten Abschnitt umfasst, wobei der ersteAbschnitt eine Pyrolysekammer ausbildet und in den zweiten Abschnitt wenigstens eine Leitungzum Einbringen von Sauerstoff und/oder Wasserdampf mündet.

[0031] Hierbei kann der erste Abschnitt und ggf. der zweite Abschnitt der Reaktionskammer vonder beheizbaren Fördereinrichtung, insbesondere einem Schneckenförderer, gebildet sein.Insbesondere schließt der zweite Abschnitt unmittelbar an den ersten Abschnitt der Reaktions¬kammer an. Mit Vorteil weist die Fördereinrichtung eine elektrische Beheizung auf, insbesonde¬re zum induktiven, konduktiven oder kapazitiven Beheizen der Fördereinrichtung.

[0032] Mit der vorliegenden Erfindung gelingt es, auch stark kontaminierte Abfallstoffe einerenergetischen Verwertung zuzuführen. Insbesondere eignet sich die Erfindung zur Verwertungvon Biomasse, Kunststoffabfällen, Abfällen aus der Papierindustrie (Zelluloseschlamm), Klär¬schlamm, Spitalsmüll, Abfällen aus der Pharmaindustrie, Apothekenabfall, kontaminiertenBahnschwellen, Abfällen aus der Erdöl-/Erdgasindustrie und dgl.

[0033] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestelltenAusführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen [0034] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, [0035] Fig. 2 eine abgewandelte Ausbildung und [0036] Fig. 3 eine weitere abgewandelte Ausbildung der Vorrichtung.

[0037] Fig. 1 zeigt einen zylindrischen Reaktor 1 mit einer trichterförmigen Materialaufgabe 2.Die zylindrische Wand des Reaktors 1 bildet gemeinsam mit einer koaxial zur Wand angeordne¬ten Förderschnecke 3 eine Schneckenförderer aus, der das über die Materialausgabe 2 aufge¬gebene Material in Richtung des Pfeils 4 durch die Reaktionskammer 5 transportiert. Eine mit einer Stromquelle verbindbare Spule 6 umgibt den Reaktormantel und bildet eine induktiveHeizung für die Förderschnecke 3 aus. Die Förderschnecke ist daher aus einem zur induktivenKopplung anregbaren Material, insbesondere Stahl, gebildet. Der Reaktormantel hingegenbesteht nicht aus einem zur induktiven Kopplung anregbaren Material.

[0038] In einem ersten Abschnitt 7 des Reaktors 1 ist die Reaktionskammer 5 gegenüber derUmgebung im Wesentlichen luftdicht. In einem unmittelbar darauffolgenden zweiten Abschnitt 8der Reaktors 1 mündet eine Zuführleitung 9 im Inneren des Reaktors 1, über welche Reakti¬onsgase, wie z.B. Luft, 02, C02 und/oder H20 eingebracht werden können. Die Förderschnecke3 erstreckt sich hierbei sowohl durch den ersten Abschnitt 7 als auch durch den zweiten Ab¬schnitt 8 des Reaktors 1. In dem der Materialaufgabe 2 gegenüberliegenden Endbereich desReaktors 1 mündet im Boden eine Abzugsleitung 10, über welche die Reaktionsprodukte ausdem Reaktor 1 ausgebracht und in einen Plasmareaktor 11 eingebracht werden. Im Inneren desPlasmareaktors 11 ist eine Förderschnecke 12 angeordnet, mit welcher das über die Abzugslei¬tung 10 kommende Material einem Plasmainjektor 13 zugeführt wird. Im Bereich der Reaktions¬zone des Plasmainjektors 13 ist ein nach oben führender Synthesegasabzug 14 sowie im Bo¬den ein Asche- /Schlackeaustrag 15 vorgesehen.

[0039] Vereinfacht dargestellt läuft die Vergasung im Reaktor 1 in Anwesenheit des in denaufgegebenen Abfallstoffen enthaltenen Wasserdampfs nach der Gleichung CHxOy + (1-y)H20 -> CO + (1+x/2-y)H2 und in Anwesenheit von Kohlendioxidgas nach der Gleichung CHxOy + (1-y)C02 -> (2-y)CO + (x/2)H2 ab. Diese Gleichungen sind allerdings eine grobe Vereinfachung dertatsächlich vorherrschenden Bedingungen, wobei hier im einzelnen folgende Reaktionen vonbesonderer Bedeutung sind: Die Dampfvergasung nach der Gleichung C + H20 = CO + H2 istnaturgemäß überlagert von dem Boudouard-Gleichgewicht nach der Gleichung 2 CO = C + C02sowie Nebenreaktionen, bei welchen aus Kohlenstoff beispielsweise Methan nach der Glei¬chung C + 2H2 = CH4 gebildet wird. Eine Reformierreaktion verläuft nach der Gleichung CH4 +H20 = CO + 3H2, wobei schließlich eine Verschiebung des CO/C02- Gleichgewichts auch mitWasserdampf erzielt werden kann, wofür die nachfolgende Gleichung CO + H20 = C02 + H2charakteristisch ist. Bei Temperaturen unter 550° C sind Graphit, Methan, C02 und H20 ther¬modynamisch stabil. Erst bei wesentlich höheren Temperaturen lässt sich eine im Wesentlicheneinheitliche Phase aus H2 und CO erzielen. Temperaturen von 900-1 .OOOO und darüber, ins¬besondere bis 1.300 °C sind dabei bevorzugt.

[0040] Um den Energiebedarf für die im Reaktor 1 stattfindende Vergasung zu minimieren,kann die Temperatur im Reaktor 1 aber bevorzugt auf ca. 1.000*0 begrenzt werden, wobeihöhere Temperaturen (> 1.5000) erst im nachfolgenden Plasmareaktor 11 eingestellt werden.Die höheren Temperaturen erhöhen die Umsatzrate und ermöglichen die thermische Zerset¬zung von allenfalls im Einsatzmaterial vorhandenen unerwünschten Substanzen, wie z.B. teer-bildene Verbindungen und toxische Substanzen, die erst in diesem Temperaturbereich sicher¬gestellt ist.

[0041] In Fig. 2 ist eine gegenüber der Fig. 1 abgewandelte Ausbildung gezeigt, wobei fürgleiche bzw. entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden wie in Fig. 1.Im Unterschied zur Ausbildung gemäß Fig. 1 ist der Plasmareaktor 11 nicht als baulich getrenn¬te Einheit realisiert, sondern ist in einem Endabschnitt der Reaktionskammer 5 ausgebildet.Andernfalls entspricht die Ausbildung im Wesentlichen der Ausführung gemäß Fig. 1, wobei derAntrieb der Schnecke 3 des Schneckenförderers mit 16 bezeichnet ist. Der Materialeinlass undder Austrag der festen Reststoffe erfolgt jeweils über eine Zellradschleuse 17 bzw. 18. Schlie߬lich erstreckt sich die Induktionsspule 6 bei der Ausführung gemäß Fig. 2 nur über den erstenAbschnitt 7 der Reaktionskammer 5. Die Induktionsspule 6 ist hierbei nicht an der Außenseiteder Reaktors 1 angeordnet, sondern an der Innenwand.

[0042] Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist die Reaktionskammer 1 samt integriertem Plasma¬reaktor 11 als stehender Fallreaktor mit im Bodenbereich angeordnetem Drehrost 19 ausgebil¬det (Drehrostreaktor). Das Einsatzmaterial wird über die Materialaufgabe 2 mit einer gasdichtenZellradschleuse 17 aufgegeben und wird auf Grund der Schwerkraftwirkung im sich nach unten hin erweiternden Reaktor nach unten bewegt. Dabei werden die Reaktorwand sowie das Mate¬rial induktiv erwärmt, wobei die Induktionsspule wiederum mit 6 bezeichnet ist. Im unterenDrittel des Reaktors mündet eine Einblasvorrichtung 9 im Reaktor, mit welcher Reaktionsgase,wie z.B. 02, Wasserdampf und/oder C02 in den zweiten Abschnitt 8 des Reaktors eingebrachtwerden. Im unteren Abschnitt ist ein Plasmainjektor 13 angeordnet, sodass im unteren Bereichdes Reaktors, d.h. unmittelbar oberhalb des Drehrosts 19 ein Plasmareaktor 11 ausgebildetwird. Das durch den Drehrost 19 fallenden festen Reststoffe werden über einen mit einemSchneckenförderer 21 versehenen Asche-/Schlackeaustrag 15 ausgetragen. Das Synthesegaswird nach oben über die Leitung 14 ausgetragen.

[0043] Der Füllstand des Reaktors 1 kann mit Hilfe von Füllstandsmessern 20 erfasst werden,wobei die Messwerte der Füllstandsmesser 20 einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) zugeführtsind, mit welcher der Materialeintrag in Abhängigkeit vom Füllstand gesteuert wird.

Claims (14)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas aus kohlenstoffhaltigen Abfallstoffen, bei wel¬chem die kohlenstoffhaltigen Abfallstoffe einer Reaktionskammer aufgegeben werden, inder die Abfallstoffe, ggf. unter externer Energiezufuhr, einer Pyrolyse bei Temperaturenvon 600 - I.SOO'C unterworfen werden, wobei das entstehende Synthesegas und die fes¬ten Reststoffe aus der Reaktionskammer ausgetragen werden, wobei die festen Reststoffeund/oder das Synthesegas zur weiteren Um- bzw. Zersetzung einem Plasma ausgesetztwerden, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer eine beheizbare Förder¬einrichtung, insbesondere einen Schneckenförderer, umfasst, mit welcher die Abfallstoffein der Reaktionskammer, insbesondere durch diese, transportiert werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer einenersten Abschnitt und einen mit diesem verbundenen zweiten Abschnitt umfasst, wobei dieAbfallstoffe den ersten Abschnitt unter anoxischen Bedingungen durchlaufen und dort pyro-lysiert werden, danach in den zweiten Abschnitt verbracht werden und dass in den zweitenAbschnitt unterstöchiometrisch Sauerstoff, Wasserdampf und/oder C02 eingebracht wird,um eine Umsetzung des Restkohlenstoffs zu CO bzw. CH4 zu gewährleisten.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnittund ggf. der zweite Abschnitt der Reaktionskammer von der beheizbaren Fördereinrich¬tung, insbesondere dem Schneckenförderer, gebildet ist.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder¬einrichtung elektrisch beheizt wird, insbesondere induktiv, konduktiv oder kapazitiv.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfall¬stoffe im ersten Abschnitt der Reaktionskammer auf eine Temperatur von 600-1.000 °Cerwärmt werden.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfall¬stoffe im zweiten Abschnitt der Reaktionskammer auf eine Temperatur von 800-1.200°Cgebracht werden.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teil¬menge des hergestellten Synthesegases zur Erzielung der Vergasungstemperatur in derReaktionskammer verbrannt wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasmadurch Ionisierung von Luft, 02, H20 und/oder C02 erzeugt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die festenReststoffe und ggf. das Synthesegas in der Reaktionszone des Plasmas auf mindestens2.400°C gebracht werden.
10. 10. Vorrichtung zur Erzeugung von Synthesegas aus kohlenstoffhaltigen Abfallstoffen, insbe¬sondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassendeine beheizbare Reaktionskammer, um die kohlenstoffhaltigen Abfallstoffe unter externerEnergiezufuhr einer Pyrolyse zu unterwerfen, mit wenigstens einer Austragsöffnung zumAustragen des entstehenden Synthesegases und der festen Reststoffe, wobei die wenigs¬tens eine Austragsöffnung mit einem Plasmareaktor (11) verbunden ist, in dem die festenReststoffe und/oder das Synthesegas zur weiteren Um- bzw. Zersetzung mit einem Plasmabeaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer (5) eine be¬heizbare Fördereinrichtung (3), insbesondere einen Schneckenförderer, umfasst, mit wel¬cher die Abfallstoffe in der Reaktionskammer (5), insbesondere durch diese, transportier¬bar sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer (5)einen ersten Abschnitt (7) und einen mit diesem verbundenen zweiten Abschnitt (8) um¬fasst, wobei der erste Abschnitt (7) eine Pyrolysekammer ausbildet und in den zweiten Ab¬schnitt (8) wenigstens eine Leitung (9) zum Einbringen von Sauerstoff und/oder Wasser¬dampf mündet.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (7)und ggf. der zweite Abschnitt (8) der Reaktionskammer (5) von der beheizbaren Förderein¬richtung (3), insbesondere einem Schneckenförderer, gebildet ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ab¬schnitt (8) unmittelbar an den ersten Abschnitt (7) der Reaktionskammer (5) anschließt.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieFördereinrichtung (3) eine elektrische Beheizung aufweist, insbesondere zum induktiven,konduktiven oder kapazitiven Beheizen der Fördereinrichtung (3). Hierzu 3 Blatt Zeichnungen