Hydrothermale Verflüssigung biogener Reststoffe

Ziel dieser Arbeit war es zehn unterschiedliche biogene Reststoffe zu charakterisieren (Lipidgehalt, Elementaranalyse, Heizwerte) und auf ihr Potential als Einsatzstoff für die hydrothermale Verflüssigung (HTL) zu testen. Die verwendeten biogenen Reststoffe waren: zwei anaerob behandelte Klärschlämme, ein aerob stabilisierter Klärschlamm, Grünschnitt, Biomüll, Gärrest, Speisereste, Mizellen, Flo-tat und Fettabscheiderinhalt. Die Parameter für die HTL waren 350 °C und eine Haltezeit von 15 min. Es konnten Ausbeuten an biocrude zwischen 9,4 % (Grünschnitt) und 70,4 % (Fettabscheider) erreicht werden.

Hydrothermale Verflüssigung (HTL) ist ein Prozess, bei dem Biomasse mittels Was-ser bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck (300 – 350 °C, 120 – 170 bar) in ein biologisches Rohöl, das sogenannte biocrude, konvertiert wird. Das Wasser dient in diesem Prozess als Reaktionsmedium, Lösungsmittel, Reaktant und als Katalysator (Tran 2016).
Da bei der hydrothermalen Verflüssigung feuchte Biomasse verwendet werden kann, können energieintensive Trocknungsprozesse eingespart werden. Andere Technologien, wie z.B. die Pyrolyse, benötigen trockene Biomasse als Einsatzstoff (Saber et al. 2016).
Während der hydrothermalen Verflüssigung werden vier unterschiedliche Produkte gebildet: biocrude, fester Rückstand, eine wässrige Phase und Gas. Biocrude ist ein dunkles, viskoses und energiereiches Öl, welches aus den apolaren Abbauprodukten der biologischen Makromoleküle (Lipide, Kohlenhydrate und Proteine) entsteht. Es hat 70 – 95 % des Energiegehalts und ähnliche Eigenschaften wie natürliches Erdöl. Die wässrige Phase besteht aus polaren organischen (z.B.: Alkoholen, Säuren) und anorganischen Molekülen (z.B.: Stickstoff- und Phosphorsalze). Das entstehende Gas besteht hauptsächlich aus CO2, CO und geringen Mengen an Me-than, Ethan und Propan. Der feste Rückstand besteht aus anorganischen Molekülen und nicht konvertierten Bestandteilen der Biomasse (López Barreiro et al. 2013).



Copyright: © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle: Recy & Depotech 2020 (November 2020)
Seiten: 6
Preis inkl. MwSt.: € 3,00
Autor: M.Sc. Thomas Braunsperger
Dipl.-Ing. Dr. Markus Ellersdorfer

Artikel weiterleiten In den Warenkorb legen Artikel kommentieren


Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Stoffliche und energetische Bioabfallnutzung als Beitrag zum Klima- und Ressourcenschutz
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2009)
Durch die Abfallwirtschaft, die in Deutschland in ihren Anfängen zunächst durch die vorrangige Zielstellung der Gefahrenabwehr in Bezug auf Umweltund Gesundheitsrisiken gekennzeichnet war, werden mittlerweile immer mehr Abfälle zu Sekundärrohstoffen aufbereitet und in den Stoffkreislauf zurückgeführt. Sie stellt dadurch ein wichtiges Standbein für die Versorgung sowohl mit energetischen als auch nicht-energetischen Rohstoffen dar, wodurch ein bedeutender Beitrag zur Steigerung der Ressourceneffizienz und gleichzeitig auch zum Klimaschutz geleistet wird.

Biogasanlagen der Firma STRABAG Umweltanlagen GmbH vormals LINDE Umweltanlagen GmbH Dresden
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2008)
Die STRABAG Umweltanlagen GmbH ist eines der führenden Unternehmen auf dem Gebiet der Biogaserzeugung. Die Breite der Eigenentwicklungen und mit Referenzanlagen belegbaren Verfahren und Technologien zur Biogaserzeugung ist außergewöhnlich. Bereits seit 1971 wurden Anlagen zur biologischen Abwasser- und Schlammbehandlung entwickelt und realisiert. 1980 wurde dieses Arbeitsgebiet um eine weitere Disziplin, die anaerobe Behandlung von organischen Stoffen durch Vergärung, erweitert. 1983 ging die erste großtechnische Anlage zur Biogaserzeugung aus Gülle mit einem 500 m³-Reaktor in Betrieb. Bis zum heutigen Tag wurden zahlreiche Vergärungsanlagen für unterschiedlichste Inputmaterialien realisiert.

bifa-Text Nr. 33: Abfallaufkommen in Bayern: Prognose 2010 und 2016
© bifa Umweltinstitut GmbH (4/2007)

Kombi-Lösung läuft schleppend an - Die Co-Vergärung von Bioabfall könnte eine Alternative sein
© Deutscher Fachverlag (DFV) (4/2004)
Klärschlamm gibt es genug und auch Faulraumkapazitäten sind ausreichend vorhanden. Am Institut für Kreislaufwirtschaft der Hochschule Bremen sind sich die Wissenschaftler zudem einig, dass sich Schlämme und Bioabfälle sinnvoll ergänzen. Deshalb gilt die Co-Vergärung dort als mögliche Alternative in der Diskussion um Kompost und Klärschlamm. Dennoch entwickelt sich die Methode zögerlich. Vor allem, weil es keine Planungssicherheit in der landwirtschaftlichen Verwertung gibt.

GreenSelect – Konservierung (Silierung) von krautigem Grüngut zur zeitversetzten Verwertung in Biogutvergärungsanlagen
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2022)
Im Projekt GreenSelect, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Programms „Energetische Biomassenutzung“ gefördert wurde, hat das Witzenhausen-Institut mit verschiedenen kommunalen Praxispartnern die separate Erfassung, Silierung und Vergärung von Grüngut in Praxisversuchen durchgeführt. Im Beitrag werden die Ergebnisse verkürzt und zusammenfassend vorgestellt. Der ausführliche Abschlussbericht inklusive einer ökonomischen und ökologischen Bewertung ist auf der Webseite des Programms „Energetische Biomassenutzung“ zu finden.

Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?