Biomass steam processing (BSP)

Die langfristig gesetzten Ziele zur Minderung der CO2-Emission haben in den letzten Jahren dazu geführt, dass vermehrt erneuerbare Energieträger zur Deckung des Primärenergiebedarfs eingesetzt werden. Mit über 60 % stellt Biomasse den größten Anteil der regenerativen Energieträger dar, weswegen die effiziente und nachhaltige Nutzung vorhandener Biomassen hohe Priorität hat. Vermehrt in den Fokus rücken dabei auch Abfallbiomassen, wie zum Beispiel pflanzliche Haushaltsreststoffe („Biotonne“), Rückstände aus Fermentationsverfahren oder Klärschlamm. Das BSP-Verfahren ist für diese Stoffströme einsetzbar ebenso wie auch für klassische Biomassen (Holz, Stroh etc.). Das BSP-Verfahren kombiniert vorteilhafte Elemente der langsamen Pyrolyse und der hydrothermalen Karbonisierung (HTC) bei moderateren und verfahrenstechnisch einfach zu realisierenden Prozessparametern. Die Biomasse wird in überhitzter Dampfatmosphäre drucklos bei Temperaturen von etwa 350 °C und kurzen Reaktionszeiten zwischen 30 und 150 min behandelt. Die daraus resultierenden trockenen Biokohlen haben im Vergleich zu durchschnittlichen HTC-Produkten ähnliche elementare Zusammensetzungen und Brennwerte. In der vorliegenden Arbeit wurden Experimente in einem Technikumsreaktor mit maximalen Durchsatz von 0,5 kg/h durchgeführt und diese Erkenntnisse zur Planung und Umsetzung einer vergrößerten Pilotanlage mit bis zu 50 kg/h Durchsatz verwendet.

Angesichts der knapper werdenden fossilen Ressourcen und des fortschreitendenKlimawandels steigt das Interesse an Energieträgern aus Biomassen. DerEinsatz von Klärschlamm oder kohlehydratbasierten biogenen Reststoffen, wieStroh, Holzresten und -abfällen, Grasschnitt, vegetabilen Abfällen, Gärrestenals Energieträger anstelle von sogenannten „Energiepflanzen“ vermeidet dieKonkurrenz zu Nahrungsmitteln. Biomasse weist einen hohen Anteil an chemischgebundenem Wasser, sowie häufig einen hohen Feuchtegehalt auf. Darausresultiert ein niedriger massebezogener Energiegehalt.Um die Energiedichte von Biomasse zu erhöhen, sind verschiedene Verfahrenverfügbar. Abhängig von Parametern wie Temperatur, Druck, Reaktionszeit undBiomasseanteil lassen sich dabei feste, flüssige oder gasförmige kohlenstoffhaltigeStoffe gewinnen. Generell gilt: Mit steigender Schärfe der Reaktionsbedingungen,vor allem Temperatur und Reaktionszeit, nimmt die Tendenz zur Bildunggasförmiger Produkte zu und es entstehen kleinere organische Moleküle.Kohlenstoff stellt einen vielfältig einsetzbaren effektiven Energiespeicher dar.Verfahren zur Konditionierung von Biomasse, die auf Kohlenstoff als Feststoffabzielen, treffen daher auf wachsendes Interesse. Bei der Karbonisierung wirdder Kohlenstoffanteil der Einsatzbiomassen durch thermische Behandlungin Inertgasatmosphäre (Pyrolyse) oder mit Hilfsstoffen wie heißem, flüssigemWasser unter Druck (HTC) als feste Kohle gewonnen. Sowohl Pyrolyse als auchHTC erfordern vergleichsweise lange Reaktionszeiten, um in den Produktenhohe Kohlenstoffanteile zu erreichen. So wird bei der Pyrolyse die Biomassefür Stunden bis Tage auf rund 450 °C gehalten. Bei der HTC sind mit etwa achtbis 24 Stunden bei 180 °C bis 240 °C kürzere Reaktionszeiten zu realisierenund die Reaktionstemperaturen niedriger. Der verfahrenstechnische Aufwandbei der HTC ist allerdings durch das flüssige, heterogene Reaktionsmedium undden anzuwendenden Druck erheblich höher. Zudem wirkt das Reaktionsmediumdurch die in der Biomasse enthaltenen Salze und organische Säuren, die imProzess gebildet werden, unter den Reaktionsbedingungen der HTC korrosiv,was hohe Anforderungen an das Material der Reaktoren stellt. Vorteilhaft beider HTC ist die Möglichkeit, feuchte Biomasse einzusetzen. Dabei lassen sich
äußerst variable Strukturen erreichen.

Weitere Autoren: Leonhard Walz, Johannes Steinbrück



Copyright: © Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock
Quelle: 9. Rostocker Bioenergieforum (Juni 2015)
Seiten: 9
Preis inkl. MwSt.: € 4,50
Autor: Prof. Dr.-Ing. Henning Bockhorn

Artikel weiterleiten In den Warenkorb legen Artikel kommentieren


Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Optimierung von Halmgutpellets aus Paludikultur mit Beimischungen von Holz
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Paludikultur („palus“: lat. Sumpf) ist nasse Landwirtschaft auf Moorstandorten bei gleichzeitigem Erhalt des Torfkörpers als Kohlenstoffspeicher. Die aufwachsende Biomasse kann als regenerativer Energieträger genutzt werden. In der vorliegenden Studie wurde Biomasse aus Paludikultur im Technikumsmaßstab sowie im Praxisversuch pelletiert und prozessspezifische Kennwerte und Eigenschaften der Pellets analysiert. Die Bewertung erfolgt hinsichtlich der normativen Anforderungen nach DIN EN ISO 17225-6. Neben der Herstellung der Pellets war die brennstoffseitige Charakterisierung der Pellets zur bewertenden Einordnung der energetischen Verwertung Inhalt der Arbeit. Zur weiteren Optimierung wurde den einzelnen Paludikultur-Biomassen Kiefernholz zugemischt (Anteil von 50 und 80 %).

Bioabfall-Ist- und Potentialkarten für das Land Mecklenburg-Vorpommern
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2015)
Die im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Bau und Tourismus Mecklenburg-Vorpommern durchgeführte Studie „Bioabfallbewirtschaftung in Mecklenburg-Vorpommern“ stellt den Stand der Bioabfallbewirtschaftung in Mecklenburg- Vorpommern im Jahr 2010 zusammen. Dargestellt werden Bioabfallarten wie Garten- und Parkabfälle, Landschaftspflegeabfälle, Nahrungs- und Küchenabfälle aus Haushaltungen und aus dem Gaststätten- und Cateringgewerbe sowie darüber hinausgehend organischer Abfall im Gewerbe. Die Ergebnisse der Studie sind Mengenangaben für das gesamte Bundesland Mecklenburg-Vorpommern bzw. in einzelnen Teilen auch Bioabfallmassen auf die alten Landkreise bezogen. Die Ergebnisse der Studie wurden für alle Landkreise mit Geo-Informationssystemen (GIS) aufbereitet, ausgewertet und visualisiert.

EEG-Novelle auf dem Prüfstand
© ANS e.V. HAWK (10/2014)
Der folgende Vortrag beschäftigt sich mit der Fragestellung, in wie weit das am 01.08.2014 in Kraft getretene EEG 2014 verfassungsrechtlich zu beanstanden ist. Dabei werden folgende Schwerpunkte gesetzt: das zügige Inkrafttreten sowie zu kurz bemessene Übergangsfristen des EEG 2014, die Begrenzung der förderfähigen Strommenge bei bestehenden Biogasanlagen und die Einbeziehung der Eigenversorgung in die EEG-Umlage.

Änderungen bei der Stromvergütung für Biogasanlagen vorgesehen
© Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V. (4/2014)
Im März 2014 hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) den offiziellen Referentenentwurf zur Reform des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) veröffentlicht. Er enthält die vorgesehenen Neuregelungen und wird auf die Biogasbranche erhebliche Auswirkungen haben.

bifa-Text Nr. 60: Leitfaden zur ökoeffizienten Verwertung von Bioabfällen
© bifa Umweltinstitut GmbH (7/2013)
Dieser Leitfaden ermöglicht einen schnellen Zugang in die vielschichtige Thematik der umweltbezogenen und ökonomischen Bewertung von Behandlungsverfahren für Bioabfall.

Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?