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DE102005005796A1 - Verfahren und Vorrichtung zur thermochemischen Umsetzung eines Brennstoffs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur thermochemischen Umsetzung eines Brennstoffs Download PDF

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DE102005005796A1
DE102005005796A1 DE102005005796A DE102005005796A DE102005005796A1 DE 102005005796 A1 DE102005005796 A1 DE 102005005796A1 DE 102005005796 A DE102005005796 A DE 102005005796A DE 102005005796 A DE102005005796 A DE 102005005796A DE 102005005796 A1 DE102005005796 A1 DE 102005005796A1
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DE
Germany
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combustion zone
fuel flow
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fuel
combustion
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Ceased
Application number
DE102005005796A
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English (en)
Inventor
Peter Dr. Quicker
Gerold Dipl.-Ing. Dimaczek
Frank Dipl.-Ing. Fojtik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Applikations- und Technikzentrum fur Energieverfahrens- Umwelt- und Stromungstechnik (atz-Evus)
ATZ EVUS
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Publication date
Application filed by Applikations- und Technikzentrum fur Energieverfahrens- Umwelt- und Stromungstechnik (atz-Evus), ATZ EVUS filed Critical Applikations- und Technikzentrum fur Energieverfahrens- Umwelt- und Stromungstechnik (atz-Evus)
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Priority to CA2597520A priority patent/CA2597520C/en
Priority to US11/883,835 priority patent/US20080149011A1/en
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Priority to EP06706461.8A priority patent/EP1846151B1/de
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/12—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated exclusively within the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermochemischen Umsetzung eines Brennstoffs mit folgenden Schritten: DOLLAR A a) Bereitstellen eines Wirbelschichtreaktors mit einer zentralen ersten Brennzone (1) und einer davon durch Strömungsleitmittel (2, 15) getrennten zweiten Brennzone (7), wobei die erste Brennzone (1) mit einer Zuführöffnung (16) zum Zuführen von Brennstoff und einer gegenüberliegend der Zuführöffnung (16) am Boden (B) des Wirbelschichtreaktors vorgesehenen Einrichtung (3) zum Umlenken eines Brennstoffstroms in die zweite Brennzone (7) versehen ist, DOLLAR A b) Zuführen von Brennstoff durch die Zuführöffnung (16), so dass ein zum Boden (B) weisender Brennstoffstrom sich ausbildet, DOLLAR A c) Umlenken des Brennstoffstroms am Boden (B) in die zweite Brennzone (7), so dass der Brennstoffstrom in eine im Wesentlichen entgegengesetzte Richtung geführt wird, und DOLLAR A d) weiteres Umlenken des Brennstoffstroms in der Nähe der Zuführöffnung (16), so dass der Brennstoffstrom in die erste Brennzone zurückgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Sie betrifft insbesondere das Gebiet der Wirbelschichtfeuerungen, bei denen der Brennstoff in einem durch ein zirkulierendes Fluid gebildeten Wirbelbett verbrannt wird.
  • Aus der DE 39 24 723 C2 ist ein Wirbelschichtreaktor bekannt, bei dem der Brennstoff über ein in der Nähe des Bodens in den Reaktor ragendes horizontales Rohr zugeführt wird. Der Ascheabzug erfolgt durch ein weiteres waagerecht verlaufendes Rohr, welches ebenfalls in der Nähe des Bodens in den Reaktor mündet. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist nachteiligerweise nur eine diskontinuierliche Verfahrensführung möglich. Insbesondere eignet sich das Verfahren nicht zur Verbrennung aschereicher Brennstoffe.
  • Die US 5,858,033 beschreibt einen Wirbelschichtreaktor, bei dem der Brennstoff durch ein seitlich in den oberen Teil des Reaktors mündendes Rohr zugeführt wird. Am Boden des Reaktors ist eine ringförmige Düsenanordnung vorgesehen, mit der ein zirkulierender Fluidstrom erzeugt wird. Die bei der Wirbelschichtfeuerung anfallende Asche wird über einen die Düsenanordnung umgebenden Ringspalt am Boden des Reaktors abgeführt. Ähnliche Wirbelschichtreaktoren sind aus der US 5,980,858 sowie der US 5,922,090 bekannt. Dabei erfolgt der Ascheaustrag über einen Rost am Boden des Wirbelschichtreaktors. Bei den bekannten Wirbelschichtreaktoren kann es zu einer Verstopfung der Düsen und zu einem Austrag von unverbranntem Brennstoff kommen.
  • Die DE 199 37 524 A1 , DE 198 43 613 C2 , DE 198 06 318 A1 sowie die DE 199 37 521 A1 beschreiben Verfahren zur Verbrennung von Abprodukten und Abfallstoffen aus der Papierindustrie. Dabei wird die bei der Wirbelschichtverbrennung erzeugte Energie über Wärmetauscher aus dem Abgas gewonnen.
  • Die DE 197 14 593 A1 , DE 199 03 510 C2 , DE 35 17 987 C2 , DE 690 00 323 T2 sowie die DE 693 07 918 T3 beschreiben Wirbelschichtreaktoren, bei denen die Verbrennung in einem zylindrischen Reaktor erfolgt. Auch dabei erfolgt die Wärmerückgewinnung in der Regel mittels in den Abgasstrom geschalteter Wärmetauscher.
  • Die DE 198 48 155 C1 , DE 32 14 649 C3 , DE 37 15 516 A1 , DE 38 03 437 A1 , DE 39 29 178 A1 sowie die DE 696 18 819 T2 offenbaren Wirbelschichtreaktoren, bei denen zur Erzeugung der Wirbelschicht ein inertes Material dem Reaktor zugeführt wird.
  • Die nach dem Stand der Technik bekannten Wirbelschichtreaktoren sind üblicherweise für einen hohen Leistungsbereich ausgelegt. Sie eignen sich insbesondere nicht zur Verbrennung aschereicher Festbrennstoffe, beispielsweise Biomasse, in einem kleinen Leistungsbereich.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen einfach und kostengünstig auch in einem kleinen Leistungsbereich Brennstoffe thermochemisch umsetzbar sind.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 18 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 17 und 19 bis 34.
  • Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur thermochemischen Umsetzung eines Brennstoffs mit folgenden Schritten vorgesehen:
    • a) Bereitstellen eines Wirbelschichtreaktors mit einer zentralen ersten Brennzone und einer davon durch Strömungsleitmittel getrennten zweiten Brennzone, wobei die erste Brennzone mit einer Öffnung zum Zuführen von Brennstoff und einer gegenüberliegend der Öffnung am Boden des Reaktors vorgesehenen Einrichtung zum Umlenken eines Brennstoffstroms in die zweite Brennzone versehen ist,
    • b) Zuführen von Brennstoff durch die Zuführöffnung, so dass ein zum Boden weisender Brennstoffstrom sich ausbildet,
    • c) Umlenken des Brennstoffstroms am Boden in die zweite Brennzone, so dass der Brennstoffstrom in eine im Wesentlichen entgegengesetzte Richtung geführt wird, und
    • d) weiteres Umlenken des Brennstoffstroms in der Nähe der Zuführöffnung, so dass der Brennstoffstrom in die erste Brennzone zurückgeführt wird.
  • Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren findet die Verbrennung des Brennstoffs in einem durch Strömungsleitmittel in eine erste und eine zweite Brennzone unterteilten Wirbelschichtreaktor statt. Das ermöglicht eine Zwangsführung des Brennstoffstroms und damit einen besonders kompakten Aufbau des Wirbelschichtreaktors. Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich insbesondere zur Verbrennung von Brennstoff in einem kleinen Leistungsbereich. Insbesondere eignet sich das Verfahren zur Verbrennung fester und aschereicher Brennstoffe, beispielsweise Biomasse.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei der thermochemischen Umsetzung anfallende Asche durch am Boden vorgesehene Abfuhröffnungen abgeführt. Zum Verschließen der Abfuhröffnungen können Verschlussmittel vorgesehen sein. Des Weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Abfuhröffnungen durch einen Rost von der ersten und/oder zweiten Brennzone zu trennen. Das ermöglicht eine kontinuierliche Verfahrensführung. Zwischen dem Rost und den Abfuhröffnungen kann beispielsweise ein Aschesammelraum vorgesehen sein, der diskontinuierlich durch Öffnen der Abfuhröffnungen entleert werden kann. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die anfallende Asche kontinuierlich durch die Abfuhröffnungen abzuführen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei der thermochemischen Umsetzung gebildetes Abgas durch zumindest eine in der Nähe der Zuführöffnung vorgesehene Abgasöffnung angeführt wird. Das ermöglicht eine effiziente Verfahrensführung bei einem geringen Raumbedarf.
  • Vorteilhafterweise vergrößert sich eine Querschnittsfläche der zweiten Brennzone zumindest abschnittsweise vom Boden in Richtung der Zuführöffnung. Im Bereich der großen Querschnittsfläche ist die Strömungsgeschwindigkeit verringert. Infolgedessen bildet sich dort bei Wahl einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit eine Wirbelschicht aus, in der große Partikel länger verweilen als kleine. Kleine Partikel, insbesondere feine Ascheteilchen, werden abgeführt, wohingegen noch verwertbaren Brennstoff enthaltende große Partikel effizient nachverbrannt werden. Damit kann eine besonders effiziente Verbrennung des Brennstoffs erreicht werden.
  • Der erfindungsgemäße Reaktor kann kastenförmig ausgeführt sein. In diesem Fall sind zweckmäßigerweise zwei zweite Brennzonen vorgesehen, welche benachbart zur ersten Brennzone angeordnet sind. Es kann aber auch sein, dass die zweite Brennzone die erste Brennzone umgibt. In diesem Fall ist die erste Brennzone beispielsweise zylindrisch ausgeführt.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die bei der thermochemischen Umsetzung entstehende Wärme durch einen Wärmetauscher abgeführt wird, der zumindest teilweise die zweite Brennzone umgibt und/oder Bestandteil des zwischen der ersten und der zweiten Brennzone vorgesehenen Strömungsleitmittels ist. Das ermöglicht eine besonders effektive Ausnutzung der bei der thermochemischen Umsetzung frei werdenden Energie.
  • Der Wärmetauscher kann gegenüber der ersten und/oder der zweiten Brennzone zumindest teilweise durch eine feuerfeste Abschirmung abgeschirmt sein. Die Abschirmung ist zweckmäßigerweise aus einem feuerfesten keramischen Material hergestellt. Sie kann je nach Ausgestaltung des Reaktors die Form einer Platte, eines Zylinders, eines Kegelstumpfs oder dgl. aufweisen. Insbesondere kann die feuerfeste Abschirmung auch Bestandteil des Strömungsleitmittels sein.
  • Die thermochemische Umsetzung kann eine Verbrennung oder eine Vergasung sein. Dabei können insbesondere feste, aber auch flüssige Brennstoffe umgesetzt werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Einrichtung zum Umlenken des Brennstoffstroms ein dach- oder kegelartiges Umlenkmittel auf. Ferner kann die Einrichtung zum Umlenken des Brennstoffstroms Düsen zum Beschleunigen des mittels der Umlenkmittel umgelenkten Brennstoffstroms in Richtung der zweiten Brennzone aufweisen. Die Düsen können eine runde, ovale oder auch schlitzförmige Öffnung aufweisen. Der Brennstoffstrom wird zweckmäßigerweise durch ein durch die Düsen zugeführtes Fluid beschleunigt. Dabei kann das Fluid durch die Düsen in eine zum Boden weisende Richtung ausgestoßen werden. Das unterstützt die durch die Strömungsleitmittel erzeugte Zwangsführung des Brennstoffstroms von der ersten in die zweite Brennzone.
  • Das Fluid ist zweckmäßigerweise mindestens ein aus der folgenden Gruppe ausgewähltes Gas: Luft, Inertgas, Rauchgas oder strahlungsaktives Gas. Unter einem strahlungsaktiven Gas wird ein Gas verstanden, das eine Wärmeübertragung mit einer besonders hohen Wärmestromdichte ermöglicht. Insbesondere bei hohen Temperaturen von mehr als 900°C wird ein wesentlicher Teil der Wärme durch Strahlung übertragen. Mit einem strahlungsaktiven Gas kann die Wärmeübertragung mittels Strahlung effektiv durchgeführt werden. Das strahlungsaktive Gas enthält vorzugsweise 40 Gew.% eines dreiatomigen Gases, beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Gase: CO2, NH3, H2O, SO2 oder auch CH4. Das strahlungsaktive Gas kann auch gemischt mit Luft vorliegen.
  • Ferner kann das Fluid zumindest einen aus der folgenden Gruppe ausgewählten Zusatz enthalten: Kalkmilch, Ammoniak, Harnstoff, Kalkstein. Derartige Zusätze tragen zu einer möglichst schadstoffarmen Verbrennung von Brennstoffen bei.
  • Zweckmäßigerweise ist ferner eine Einrichtung zum Vorwärmen des Fluids vorgesehen. Damit kann die Verbrennungstemperatur eingestellt und/oder gesteuert werden.
  • Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur thermochemischen Umsetzung eines festen Brennstoffs mit einem Wirbelschichtreaktor mit einer zentralen ersten Brennzone und einer davon durch Strömungsleitmittel getrennten zweiten Brennzone vorgesehen, wobei die erste Brennzone mit einer Zuführöffnung zum Zuführen von Brennstoff und einer gegenüberliegend der Zuführöffnung am Boden des Reaktors vorgesehenen Einrichtung zum Umlenken eines Brennstoffstroms in die zweite Brennzone versehen ist, so dass ein von der Zuführöffnung zum Boden weisender Brennstoffstrom in die zweite Brennzone umgelenkt, in eine im Wesentlichen entgegengesetzte Richtung geführt und in der Nähe der Zuführöffnung wiederum umgelenkt und in die erste Brennzone zurück geführt wird.
  • Die vorgeschlagene Vorrichtung ist kompakt aufgebaut und ermöglicht eine effiziente thermochemische Umsetzung von Brennstoffen auch in einem kleinen Leistungsbereich. Wegen der vorteilhaften Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen. Die beschriebenen Merkmale eignen sich sinngemäß auch als Weiterbildung der Vorrichtung.
    •
  • Nachfolgend wird anhand der einzigen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
  • Bei dem in der einzigen Figur gezeigten Wirbelschichtreaktor ist eine erste Brennzone 1 seitlich durch Platten 2 begrenzt, die aus einem feuerfesten Material, beispielsweise Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxid oder dgl., hergestellt sind. Am Boden B des Wirbelschichtreaktors ist eine Umlenkeinrichtung 3 vorgesehen. Die Umlenkeinrichtung 3 ist dach- oder sattelartig ausgebildet, wobei die Dachflächen bzw. Sattelflanken von der Mitte des Wirbelschichtreaktors zu dessen Seiten hin in Richtung des Bodens B abfallen. Die Umlenkeinrichtung 3 kann aus einem temperaturbeständigen Metall oder ebenfalls aus einem feuerfesten keramischen Material hergestellt sein. Unterhalb der Umlenkeinrichtung 3 ist eine Fluidzuführvorrichtung 4 vorgesehen, welche ein Zuführrohr 5 und Düsen 6 aufweist. Die Düsen 6 sind so angeordnet, dass ein hindurchgeführtes Fluid schräg in Richtung auf einen Abschnitt des Bodens B geführt wird, welcher etwa unterhalb einer zweiten Brennzone 7 sich befindet. Die Düsen 6 werden durch die vorzugsweise aus einem Metall hergestellte Umlenkeinrichtung 3 begrenzt. Beim Betrieb des Wirbelschichtreaktors heizt sich die Umlenkeinrichtung 3 auf. Infolgedessen wird damit auch ein durch die Düsen 6 hindurchgeleitetes Fluid vorgewärmt. Anstelle des Zuführrohrs 5 können auch ein Zuführschacht oder Zuführkanäle in der Zuführvorrichtung 4 vorgesehen sein, welche insbesondere so angeordnet sind, dass damit effektiv eine weitere Vorwärmung des Fluids erreicht wird. Die zweite Brennzone 7 ist benachbart der ersten Brennzone 1 angeordnet. Bei dem Fluid kann es sich insbesondere um ein Gas, beispielsweise Luft, Inertgas oder ein strahlungsaktives Gas, handeln. Die Düsen 6 öffnen sich zweckmäßigerweise im Bereich des unteren Endes der Umlenkeinrichtung 3. Mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnete Düsenöffnungen können schlitzartig, oval oder rund ausgeführt sein.
  • Etwa unterhalb der zweiten Brennzone 7 befinden sich Aschesammelzonen 9, welche mit Rosten 10 abgedeckt sind. Im Bereich der Aschesammelzonen 9 sind ferner Abfuhröffnungen 11 zum Abführen von Asche vorgesehen. Die Abfuhröffnungen 11 befinden sich zweckmäßigerweise unterhalb von Klappen 12. Durch Öffnen der Klappen 12 ist das Innere des Wirbelschichtreaktors zu Wartungs- und Reinigungszwecken auf einfache Weise zugänglich. Anstelle der Klappen 12 können selbstverständlich auch andere Verschlussmittel vorgesehen sein, welche einen wiederkehrenden Zugang zum Inneren des Wirbelschichtreaktors ermöglichen.
  • Eine parallel zum Boden B verlaufende Querschnittsfläche der zweiten Brennzone 7 vergrößert sich bis zu einer mit dem Bezugszeichen 13 bezeichneten Nebenwirbelschichtzone.
  • Die Wände der zweiten Brennzone 7 sind mit einem äußeren Wärmetauscher 14 und einem inneren Wärmetauscher 15 versehen. Der innere Wärmetauscher 15 wirkt ebenso wie die Platte 2 als Strömungsleitmittel und trennt die erste Brennzone 2 von der zweiten Brennzone 7.
  • Gegenüber der Umlenkeinrichtung 3 sind in einem oberen Bereich des Wirbelschichtreaktors eine Zuführöffnung 16 zum Zuführen von Brennstoff sowie zwei Abgasöffnungen 17 zum Abführen von Abgas vorgesehen. Zwischen den Abgasöffnungen 17 und den Platten 2 befindet sich ein Spalt bzw. Durchgang 18, der einen Durchtritt eines von der zweiten Brennzone 7 kommenden Brennstoffstroms in die erste Brennzone 1 ermöglicht.
  • Die Funktion des Wirbelschichtreaktors ist folgende: Durch die Zuführöffnung 16 zugeführter Brennstoff, beispielsweise Biomasse, wird in der ersten Brennzone 1 in Richtung der Umlenkeinrichtung 3 geführt und dabei verbrannt. Der in Richtung der Umlenkeinrichtung 3 gerichtete Brennstoffstrom wird mittels der Umlenkeinrichtung 3 in zwei Teilströme aufgespalten und in Richtung der zweiten Brennzone 7 umgelenkt. Zur Aufrechterhaltung der Strömung wird durch das Zuführrohr 5 beispielsweise Luft eingeblasen, die an den Düsenöffnungen 8 austritt und die Teilströme beschleunigt, so dass sie in entgegengesetzter Richtung in den zweiten Brennzonen 7 nach oben gerichtet sind. Infolge der in den zweiten Brennzonen 7 vorgesehenen Querschnittsvergrößerung nimmt die Strömungsgeschwindigkeit ab. Es bilden sich in einem oberen Bereich Nebenwirbelschichtzonen 13. In den Nebenwirbelschichtzonen 13 werden gröbere, noch nicht vollständig verbrannte Brennstoffpartikel vom Feinmaterial abgetrennt, bis sie infolge der Verbrennung eine bestimmte Feinheit erreicht haben. Feinere Aschepartikel werden dagegen sogleich weiter transportiert und durch die Abgasöffnungen 17 dem zirkulierend geführten Brennstoffstrom entzogen.
  • Die bei der Verbrennung in den Brennzonen 1, 7 entstehende Wärme wird mittels der Wärmetauscher 14, 15 ausgekoppelt und kann an anderer Stelle zur Energieerzeugung, Heizung oder dgl. verwendet werden. Das durch das Zuführrohr 5 zugeführte Fluid, beispielsweise Luft, kann mittels im Boden B und/oder in der Umlenkeinrichtung 3 entlang der Düse 6 vorgesehener Fluidkanäle vorgewärmt werden. Damit ist es möglich, die Verbrennungstemperatur einzustellen bzw. zu steuern.
  • Grobe Aschepartikel werden in den Aschesammelzonen 9 gesammelt und über die Abfuhröffnungen 11, vorzugsweise kontinuierlich, abgeführt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auch andersartig ausgeführte Wirbelstromreaktoren geeignet. Beispielsweise kann die erste Brennzone 1 auch zylindrisch und die zweite Brennzone 7 als ein die erste Brennzone 1 umgebender Ringspalt ausgeführt sein. Desgleichen kann auch die Abgasöffnung 17 als Ringspalt ausgeführt sein, welcher die Zuführöffnung 16 umgibt. Die Umlenkeinrichtung 3 kann bei einer zylindrischen Ausführung kegel- oder domartig ausgeführt sein. Die Anordnung der Düsen 6 ist so gewählt, dass eine optimale Zirkulation des Brennstoffs durch die erste 1 und die zweite Brennzone 7 gewährleistet ist. Eine Geschwindigkeit des zirkulierenden Brennstoffstroms ist in Abhängigkeit der Geometrie der zweiten Brennzone 7 so einzustellen, dass sich dort zweckmäßigerweise Nebelwirbelschichtzonen 13 ausbilden.
    • 1
    erste Brennzone
    2
    Platte
    3
    Umlenkeinrichtung
    4
    Fluidzuführvorrichtung
    5
    Zuführrohr
    6
    Düse
    7
    zweite Brennzone
    8
    Düsenöffnung
    9
    Aschesammelzone
    10
    Rost
    11
    Abfuhröffnung
    12
    Klappe
    13
    Nebenwirbelschichtzone
    14
    äußere Wärmetauscher
    15
    innere Wärmetauscher
    16
    Zuführöffnung
    17
    Abgasöffnung
    18
    Spalt
    B
    Boden

Claims (34)

  1. Verfahren zur thermochemischen Umsetzung eines Brennstoffs mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Wirbelschichtreaktors mit einer zentralen ersten Brennzone (1) und einer davon durch Strömungsleitmittel (2, 15) getrennten zweiten Brennzone (7), wobei die erste Brennzone (1) mit einer Zuführöffnung (16) zum Zuführen von Brennstoff und einer gegenüberliegend der Zuführöffnung (16) am Boden (B) des Wirbelschichtreaktors vorgesehenen Einrichtung (3) zum Umlenken eines Brennstoffstroms in die zweite Brennzone (7) versehen ist, b) Zuführen von Brennstoff durch die Zuführöffnung (16), so dass ein zum Boden (B) weisender Brennstoffstrom sich ausbildet, c) Umlenken des Brennstoffstroms am Boden (B) in die zweite Brennzone (7), so dass der Brennstoffstrom in eine im Wesentlichen entgegengesetzte Richtung geführt wird, und d) weiteres Umlenken des Brennstoffstroms in der Nähe der Zuführöffnung (16), so dass der Brennstoffstrom in die erste Brennzone zurück geführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der thermochemischen Umsetzung anfallende Asche durch am Boden (B) vorgesehene Abfuhröffnungen (11) abgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Verschlussmittel zum Verschließen der Abfuhröffnungen (11) vorgesehen sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abfuhröffnungen (11) durch einen Rost (10) von der ersten (1) und/oder zweiten Brennzone (7) getrennt sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der thermochemischen Umsetzung gebildetes Abgas durch zumindest eine in der Nähe der Zuführöffnung (16) vorgesehene Abgasöffnung (17) abgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich eine Querschnittsfläche der zweiten Brennzone (7) zumindest abschnittsweise vom Boden (B) in Richtung zur Zuführöffnung (16) vergrößert.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Brennzone (7) die erste Brennzone (1) umgibt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bei der thermochemischen Umsetzung entstehende Wärme durch einen Wärmetauscher (14, 15) abgeführt wird, der zumindest teilweise die zweite Brennzone (7) umgibt und/oder Bestandteil des zwischen der ersten (1) und zweiten Brennzone (7) vorgesehenen Strömungsleitmittels ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wärmetauscher (14, 15) gegenüber der ersten (1) und/oder zweiten Brennzone (7) zumindest teilweise durch eine feuerfeste Abschirmung (2) abgeschirmt ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die thermochemische Umsetzung eine Verbrennung oder Vergasung ist.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (3) zum Umlenken des Brennstoffstroms ein dach- oder kegelartiges Umlenkmittel aufweist.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (3) zum Umlenken des Brennstoffstroms Düsen (6) zum Beschleunigen des mittels der Umlenkmittel umgelenkten Brennstoffstroms in Richtung der zweiten Brennzone (7) aufweist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Brennstoffstrom durch ein durch die Düsen (6) zugeführtes Fluid beschleunigt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid durch die Düsen (6) in eine zum Boden (B) weisende Richtung ausgestoßen wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid mindestens ein aus der folgenden Gruppe ausgewähltes Gas ist: Luft, Inertgas, Rauchgas oder strahlungsaktives Gas.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid zumindest einen aus der folgenden Gruppe ausgewählten Zusatz enthält: Kalkmilch, Ammoniak, Harnstoff, Kalkstein.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung zum Vorwärmen des Fluids vorgesehen ist.
  18. Vorrichtung zur thermochemischen Umsetzung eines festen Brennstoffs mit einem Wirbelschichtreaktor mit einer zentralen ersten Brennzone (1) und einer davon durch Strömungsleitmittel (2, 15) getrennten zweiten Brennzone (7), wobei die erste Brennzone (7) mit einer Zuführöffnung (16) zum Zuführen von Brennstoff und einer gegenüberliegend der Zuführöffnung (16) am Boden (B) des Wirbelschichtreaktors vorgesehenen Einrichtung (3) zum Umlenken eines Brennstoffstroms in die zweite Brennzone (7) versehen ist, so dass ein von der Zuführöffnung (16) zum Boden (B) weisender Brennstoffstrom in die zweite Brennzone (7) umgelenkt, in eine im Wesentlichen entgegengesetzte Richtung geführt und in der Nähe der Zuführöffnung (16) wiederum umgelenkt und in die erste Brennzone (1) zurück geführt wird.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei am Boden (B) Abfuhröffnungen (11) zum Abführen von bei der thermochemischen Umsetzung anfallender Asche vorgesehen sind.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei Verschlussmittel zum Verschließen der Abfuhröffnungen (11) vorgesehen sind.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Abfuhröffnungen (11) durch einen Rost (10) von der ersten (1) und/oder zweiten Brennzone (7) getrennt sind.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei in der Nähe der Zuführöffnung (16) zumindest eine Abgasöffnung (17) zum Abführen von bei der thermochemischen Umsetzung gebildetem Abgas vorgesehen ist.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei sich eine Querschnittsfläche der zweiten Brennzone (7) zumindest abschnittsweise vom Boden (B) in Richtung zur Zuführöffnung (16) vergrößert.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die zweite Brennzone (7) die erste Brennzone (1) umgibt.
  25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei ein Wärmetauscher (14, 15) zum Abführen der bei der thermochemischen Umsetzung entstehende Wärme vorgesehen ist, der zumindest teilweise die zweite Brennzone (7) umgibt und/oder Bestandteil des zwischen der ersten (1) und zweiten Brennzone (7) vorgesehenen Strömungsleitmittels ist.
  26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei der Wärmetauscher (14, 15) gegenüber der ersten (1) und/oder zweiten Brennzone (7) zumindest teilweise durch eine feuerfeste Abschirmung (2) abgeschirmt ist.
  27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, wobei die thermochemische Umsetzung eine Verbrennung oder Vergasung ist.
  28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei die Einrichtung (3) zum Umlenken des Brennstoffstroms ein dach- oder kegelartiges Umlenkmittel aufweist.
  29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28, wobei die Einrichtung (3) zum Umlenken des Brennstoffstroms Düsen (6) zum Beschleunigen des mittels der Umlenkmittel umgelenkten Brennstoffstroms in Richtung der zweiten Brennzone (7) aufweist.
  30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, wobei der Brennstoffstrom durch ein durch die Düsen (6) zugeführtes Fluid beschleunigt wird.
  31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, wobei die Düsen (6) so angeordnet sind, dass deren Ausstoßrichtung zum Boden (B) weist.
  32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, wobei das Fluid mindestens ein aus der folgenden Gruppe ausgewähltes Gas ist: Luft, Inertgas, Rauchgas oder strahlungsaktives Gas.
  33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 32, wobei das Fluid zumindest ein aus der folgenden Gruppe ausgewählten Zusatz enthält: Kalkmilch, Ammoniak, Harnstoff, Kalkstein.
  34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33, wobei eine Einrichtung zum Vorwärmen des Fluids vorgesehen ist.
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