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Pyrolyse (von griechisch: pyr = Feuer, lysis = Auflösung) ist die Bezeichnung für die thermische Spaltung chemischer Verbindungen, wobei durch hohe Temperaturen ein Bindungsbruch innerhalb von großen Molekülen erzwungen wird.

Meistens geschieht dieses unter Sauerstoffausschluss (anaerob), um die Verbrennung zu verhindern. Man spricht dann auch von Verschwelung.

Gegebenenfalls werden Dehydrierungs- oder Dehydratisierungsmittel während des Vorgangs hinzugesetzt.

Eine ältere Bezeichnung ist Brenzen oder Trockene Destillation. Das Wort Brenzen tragen einige chemische Verbindungen in ihrem Namen, als Hinweis auf die Art ihrer Darstellung. Beispiele sind: Brenzcatechin, Brenzschleimsäure und Brenztraubensäure.

Auch beim Verkoken von Kohle und bei der Holzkohle-Herstellung bzw. Holzvergasung finden Pyrolysevorgänge statt, neben Holzkohle bzw. Koks entsteht brennbares Gas und Teer. Chemisch gesehen ist auch das Cracken von Erdöl ein Pyrolyseverfahren, es wird jedoch nicht so genannt. Die sogenannte Kohleverflüssigung ist die Reaktion von Kohle unter Zugabe von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoffen. Es ist kein Pyrolyseverfahren, obwohl auch hier ein Feststoff zu einer Flüssigkeit wird.

Die Herstellung von Kraftstoffen aus Biomasse (siehe BtL-Kraftstoff) ist dagegen ein Pyrolyse- und Destillationsverfahren.

Beim Brandverhalten von Holz bezeichnet man als Pyrolyse auch den Zeitpunkt, an dem die oberste Holzschicht langsam verkohlt und somit für den Restquerschnitt eine wärmedämmende Schutzschicht bildet. Im sog. Temperaturbrandzeitkurvendiagramm geschieht die Pyrolyse in Phase 1 (Zündung) bei Temperaturen zwischen 100° und 200° Celsius.

Inhaltsverzeichnis 1 Besonderheiten des Verfahrens 2 Technische Verfahren und Anwendungen 2.1 Pyrolyse in Drehrohröfen 2.1.1 Bodenreinigung 2.1.2 Aktivkohleherstellung 2.1.3 Aktivkohleregenerierung 2.1.4 Müll-Pyrolyse 2.1.4.1 Contherm-Verfahren (PLEQ) 2.1.4.2 Thermoselect-Verfahren 2.1.4.3 Schwel-Brenn-Verfahren (Siemens) 2.2 Pyrolyse in Wirbelschichtanlagen 2.3 Pyrolyse in Druckreaktoren 2.4 Sonstige Pyrolyseverfahren 3 Weblinks

Besonderheiten des Verfahrens

Die direkte Pyrolyse erhitzt das zu pyrolysierende Gut durch Verbrennungsgase. Die Pyrolyse kann die erforderliche Wärmeenergie aus dem Pyrolysegut selbst gewinnen. Hier wird die Reaktionstemperatur durch die Luftzufuhr in einen geschlossenen Behälter gesteuert.

Bei der indirekten Pyrolyse (abgeschlossener, von außen erhitzter Raum) können gezielt sauerstofffreie Atmosphären eingestellt werden.

Ist die Temperatur der Reaktionskammer zu niedrig oder es wird durch fehlerhafte Dichtungen beim Abkühlen Sauerstoff eingesogen, kann sich ein explosives Gemisch bilden. Ab ca. 450°C reagiert der freie Sauerstoff jedoch direkt mit dem Kohlenstoff und es können sich keine explosiven Gemische mehr bilden.

Je nach zu pyrolysierenden Produkt und Reaktionstemperatur entstehen eher langkettige oder kurzkettige Moleküle.

An Kältebrücken am Behälter können Reaktionsprodukte (z.B. Teeröl) kondensieren und möglicherweise heraustropfen.

Technische Verfahren und Anwendungen

Pyrolyse in Drehrohröfen

Diese Verfahren zeichnen sich alle dadurch aus, dass das Pyrolysegas in der gesamten Anlage nahezu drucklos ist.

Bodenreinigung

Zu Beginn der 80er Jahre im Schatten der großen Tankerunglücke wurde die Pyrolysetechnik zur Bodensanierung zur Marktreife gebracht und es wurden verschiedene Anlagen für folgende Stoffe gebaut:

• Öl-verseuchte Böden, z.B. Bodenreinigungszentrum in Herne
• Quecksilber-verseuchte Böden
• Dioxinverseuchte Böden

Dioxine und Furane zerlegen sich ab ca. 500°C und Sauerstoffmangel (Haagemeier Prozess). Im Gegensatz zur direkten Befeuerung entstehen bei der indirekten pyrolytischen Bodenreinigung nur geringe Mengen an Pyrolysegas. Dadurch kann die Pyrolysegasreinigung deutlich kleiner und günstiger ausfallen.

Aktivkohleherstellung

Nachdem Kohle und Binder zu einer definierten Masse gemischt sind, werden Pellets gepresst und in einer sauerstofffreien Atmosphäre erhitzt.

Aktivkohleregenerierung

Verbrauchte, d.h. mit dem Schadstoff belastete Aktivkohle wird in einer sauerstofffreien Atmosphäre erhitzt und die Schadstoffe werden Temperaturen um die 800 °C ausgetrieben und auch teilweise gecrackt.

Müll-Pyrolyse

Contherm-Verfahren (PLEQ)

Seit Mitte der 80er Jahre ist die bei Burgau angesiedelte MPA Burgau in Betrieb und entsorgt seitdem 30.000 t pro Jahr (t/a) Sperrmüll.
Seit 2001 ist im Kraftwerksblock eine Vorschaltanlage in Betrieb und entsorgt seitdem ca. 100.000 t/a an Restmüll. Das entstehende Pyrolysegas substituiert einen Teil des vom regulären Kraftwerksblock benötigten Kohlenstaubes.

Thermoselect-Verfahren

Das Thermoselect-Verfahren wurde großtechnisch in der Karlsruher Anlage umgesetzt. Diese wurde allerdings auf Grund der sehr hohen Kosten 2004 stillgelegt.

Schwel-Brenn-Verfahren (Siemens)

(Quelle SZ vom 15.1.19??) Der Zweckverband Abfallbeseitigung Rangau (ZAR), in dem sich die Stadt Fürth und zwei umliegende Landkreise zusammengeschlossen haben, beschloss am 14. Januar 1999 einstimmig, die Anfang 1997 fertiggestellte Anlage zur Verschwelung von Haus- und Gewerbemüll nicht in Betrieb zu nehmen.
Mit der Anlage am Fürther Hafen wollte die Firma Siemens das von ihr entwickelte Schwel-Brenn-Verfahren erstmals im großtechnischen Maßstab verwirklichen. Bis dahin war diese Technik nur in einer Pilot-Anlage in Ulm-Wiblingen erprobt worden.
Der Ausstiegsbeschluss des Zweckverbandes erfolgte wegen Störfällen beim Probebetrieb der Anlage, bei denen Schwelgas austrat.
Die folgenschwerste Panne ereignete sich am 12.8.1998, als zahlreiche Anwohner über Augen- und Hautreizungen klagten und die Anlage vorläufig stillgelegt werden musste.

Pyrolyse in Wirbelschichtanlagen

Wirbelschicht-Pyrolyse wird zum Kunststoffrecycling nach dem Hamburger Verfahren eingesetzt.

Pyrolyse in Druckreaktoren

• Acetylengewinnung durch das HTP-Verfahren.
• das Cracken als Verfahren der Petrochemie zur Herstellung von aromatenreichem Benzin, das sich durch gute Klopffestigkeit auszeichnet (Pyrolysebenzin).
• Holzverflüssigung, auch Schnellpyrolyse oder Flashpyrolyse genannt, bei der Holz zu 80% zu Öl, (Rest: Kohle und Gas) verarbeitet wird.
• Holzvergasung

Die Verfahren für Holz können auch für andere organische Stoffe angewendet werden (Energiepflanzen, getrockneter Biomüll) und spielen eine zunehmende Rolle bei der Etablierung nachhaltiger Energieerzeugung.

Sonstige Pyrolyseverfahren

• Rußherstellung
• Wasserstoffgewinnung aus Wasser unter Verwendung von Plasmabrennern.
• Holzkohle-Herstellung
• Kokerei (Koks-Herstellung aus Braun- oder Steinkohle)

Weblinks

• Holzverflüssigung durch Flash-Pyrolyse

Brenzen ist auch ein oft gebräuchlicher Ausdruck von Jugendlichen in der Schweiz. Man benützt den Ausdruck, um zb. Brennen, Rauchen, heiss werden, oder anderes ähnliches cooler rüberzubringen. Anstatt zu sagen: i rouche jetzt e cigi, (ich rauche jetzt eine Cigarette) höhrt man oft: i bränzä mau ä Cigi ah (ich brenze mal ne Cigarette an). Am meisten höhrt man diese Übersetzung im Westen der Schweiz, also im Seeland.

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