Konversion thermo-chemisch schwieriger Biomassen Abstract

DGMK-Tagung “Konversion von Biomassen und Kohlen”
9.-11. Mai 2016 in Rotenburg a.d.F.
Konversion thermo-chemisch schwieriger Biomassen
S. Vodegel, M. Davidovic, F. Müller
CUTEC-Institut GmbH, Clausthal-Zellerfeld
Abstract
In Biomassekraftwerken stellt Holz den Standardbrennstoff dar. Um die Brennstoffflexibilität
zu erhöhen, förderte das BMWi über die AiF und DECHEMA ein Verbundvorhaben, um die
Grundvorgänge der Verbrennung bei schwierigen, ligninreichen Biomassen besser
aufzuklären (FKZ 17223 BG). Der Vortrag stellt Ergebnisse zur Pyrolyse und Vergasung des
CUTEC-Institutes vor. Er beinhaltet besonders folgende Aspekte:
• Veraschungsverhalten unter reduzierender und oxidierender Atmosphäre
• Massen-, Energie- und Stoffbilanzierung bei der langsamen Pyrolyse
• Gas- und Ascheeigenschaften, Bilanzierung bei der ZWS-Vergasung
Ausgewählt werden für Massenanwendungen interessante Biomassen wie Switchgras,
KUP, Gärreste, Weizenstroh und Getreidereststoffe.
Die Veraschungsexperimente wurden unter verschiedenen Kombinationen von reduzierend/
oxidierend verascht, reduzierend/oxidierend im Aschemikroskop geprüft durchgeführt. Dabei
bestätigte sich das in der Literatur zu findene Ergebnis, dass oxi. hergestellt/ red. geprüft zu
einer Herabsenkung des Erweichungspunktes gegenüber oxi. hergestellt/oxi. geprüft führt.
Überraschenderweise verursachte die Kombination red. hergestellt/red. geprüft aber wieder
höhere Temperaturen.
Bei der Pyrolyse ergaben sich die bekannten Abhängigkeiten der Produktverteilungen von
Permanentgas, Öl, Wasser und Koks bei verschiedenen Biomassen in unterschiedlicher
Ausprägung. Analysiert wurden auch die Permanentgaszusammensetzungen, die
Verteilung der höheren Kohlenwasserstoffe und die Teerinhaltsstoffe als f(T).
Im Vergasungsteil des Projektes war es möglich, durch eine Kopplung von Enthalpie- und
Massenbilanzen mit einer Stoffstrombilanzierung für das Element Kohlenstoff sehr geringe
Fehlerquoten zu erreichen. Die Sankeydiagramme für Elemente wie Phosphor, Chlor und
Schwefel ermöglichen eine zuverlässige und effektive Auslegung von Gasreinigungen evtl.
kommender kommerzieller Anlagen. Verglichen wurden Luftvergasung und autotherme
Vergasung mit Dampf und Sauerstoff. Mithilfe der Simulierten Destillation war es möglich,
das Kondensationsverhalten der Teere des Rohgases zu bestimmen. Unabhängig von der
Biomasse wurden oberhalb von 450°C noch ca 5 Ma.-% der Ausgangsmassen gefunden.
Dies ist bei Anlagen im Dauerbetrieb beachtenswert.
REM-Aufnahmen von Filteraschen zeigten, dass bei thermo-chemisch schwierigen
Biomassen bis ca 840°C keine Verschmelzungen feststellbar sind.
Der Vortrag stellt die Vielzahl an Ergebnissen in Übersichtsform dar.

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