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

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