DGMK-Tagung “Konversion von Biomassen und Kohlen” 9.-11. Mai 2016 in Rotenburg a.d.F. Untersuchung der Porenbildung in biogenen Koksen zur PAK-Adsorption im Produktgas von Vergasungsprozessen O.-H. Elhami, Y. Neubauer TU Berlin, Institut für Energietechnik Abstract Einleitung: Die Vergasung von Biomasse zur Erzeugung von Brenn- oder Synthesegasen für die Wärme- und Stromerzeugung oder zur Produktion von Syntheseprodukten für eine energetische oder stoffliche Nutzung (z.B. Methan, Methanol, Fischer-Tropsch-Produkte) wird weiterhin weltweit verfolgt. Eine wesentliche technische Herausforderung bei der wirtschaftlichen Umsetzung dieser Technologien mit Biomasse als Brennstoff ist nach wie vor die Bildung von kondensierbaren organischen Spezies (ein- und mehrkernigen Aromaten) – der so genannte "Teer". Zur Beherrschung der Teerproblematik wurden verschiedene Technologien entwickelt wie z.B. die katalytische Konversion der Teerspezien oder die Gaswäsche. Die meisten dieser Technologien sind jedoch für kleine, dezentrale Anlagen überproportional teuer bzw. z. T. nicht ausgereift. Ziel der Arbeit: Die Adsorption von Teerkomponenten aus der Gasphase an kohlenstoffhaltigen Materialien wie Aktivkohle ist ein vielversprechender Ansatz zur Produktgasreinigung auch bei kleinen Anlagen. Der Fokus der hier vorgestellten Arbeit liegt auf der Nutzung des im Prozess vorhandenen Materials, wie z.B. die eingesetzte Biomasse oder auch der erzeugte „Char“, zur Herstellung von Aktivkoks. Dadurch unterscheidet sich die Arbeit von Studien die handelsübliche (teure) Aktivkohle extern beziehen und einsetzen. Ziel ist es, ein kohleartiges, poröses Material zu erzeugen und zur Aromaten-Adsorption nutzen. Um Heizwertverluste durch die Entfernung des Teers aus dem Prozessgas zu kompensieren kann der beladene Aktivkoks zur Bereitstellung der Prozesswärme verbrannt werden, sofern sich eine Regenerierung nicht lohnt. Ansatz: Es wird angestrebt, das im Vergasungsprozess anfallende kohleartige, poröse Material für Adsorption zu nutzen, bevor dieses durch Abreagieren im Prozess verloren geht. Dazu werden zwei Ansätze verfolgt. Einerseits wird untersucht, welche Bedingungen im Vergasungsreaktor herrschen müssen, damit bereits dort die thermische Aktivierung soweit abläuft, dass brauchbarer Aktivkoks direkt aus dem Vergasungsreaktor ausgeschleust werden kann. Anderseits kann ein Teil des eingesetzten (biogenen) Brennstoffs in einem separaten Prozess pyrolysiert und anschließend thermisch aktiviert werden. Es soll untersucht werden unter welchen Bedingungen optimale Porenstrukturen für die Adsorption von relevanten Aromaten erzeugt werden kann und in wieweit die im Prozess anfallenden Gase als Aktivierungsmedium verwendbar sind. Ferner soll geprüft werden welche der typischen biogenen Brennstoffe für eine Aktivierung bzw. als Adsorbent geeignet sind. Ergebnisse: In einem Festbettreaktor wurden Pyrolysekokse aus verschiedenen Holzsorten mit CO2 aktiviert. Einige der so gewonnenen Aktivkokse wurden zur Adsorption von Modell PAH-Substanzen eingesetzt. Es zeigt sich eine steigende Mikroporosität bei steigendem Abbrand. Adsorptionsversuche zeigen eine hohe Adsorptionskapazität des Aktivkokses für PAK-Modellsubstanzen wie Naphthalin. Im weiteren Verlauf werden dem reinen CO2 weitere im Prozessgas enthaltene Gase wie CO und H2 beigefügt. Deren Einfluss auf den Aktivierungsprozess soll untersucht werden. Auch die Aktivierung des Pyrolysekokses mit Wasserdampf wird ein Teil der Untersuchungen sein.