Anfall von Schwarzlauge als Reststoff der Zellstoff- und Papierindustrie, ohne vorgelagerte Prozessketten und Emissionen Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2020 Lebensdauer: 20a Leistung: 1MW Nutzungsgrad: 100% Produkt: Brennstoffe-Bio-flüssig
Anfall von Schwarzlauge als Reststoff der Zellstoff- und Papierindustrie, ohne vorgelagerte Prozessketten und Emissionen Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2030 Lebensdauer: 20a Leistung: 1MW Nutzungsgrad: 100% Produkt: Brennstoffe-Bio-flüssig
Das Projekt "Technical and Commercial Feasibility Study of Black Liquor Gasification with Methanol/DME Production as Motor Fuels for Automotive Uses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BBP Power Plants GmbH durchgeführt. '- To study the process integration of the Black Liquor Gasification with Motor Fuels production (BLGMF) system with an existing, and a future modern ecocyclic, pulp mill for the production of renewable energy sources in the form of CO2 neutral fuels for automotive uses. The emphasis of the study will be to use existing conditions for creating added value for the pulp mill industry - To study the technical and economical feasibility of black liquor gasification integrated with methanol/DME production as motor fuels for automotive uses. A preliminary engineering study will be made for the plant with a +/- 30 percent cost estimate - To investigate a group of stakeholders willing to support preparations for investments for de-veloping resources, for plant construction and for marketing of renewable energy product - To define the economic framework conditions and identify barriers of various kinds and market obstacles to implementation of said project under conditions for private enterprises. Description of project work: The proposed object will combine a) Finding new efficient use of the energy in black liquor from pulp mills by high pressure, oxygen blown black liquor gasification and methanol/dimethyl-ether (DME) synthesis production as renewable CO2 neutral fuels for automotive uses, and b) Identifying and clearing of market hinders (e.g. technical, environmental, legal and economical) for a successful market introduction of methanol/DME as renewable transport fuels. The project comprises six main phases: Phase 1. Project definition for technology selection (gas cleaning and methanol/DME synthesis) and engineering design information. Process plant units will be specified and battery limits be identified. The acquired engineering design information will form the basis for phase 3 of engineering and cost estimation. Phase 2. Overview of product market situation, competitive economic strategy to implementation. Market is analysed and hinders identified for a market introduction of renewable transport fuels. Phase 3. Engineering design work on process units with conceptual and basic plant design establishing battery limit specifications and cost data. The engineering design information from phase 1 will be basis for preliminary engineering of the process plant with attention to process integration and mill interface. Phase 4. Necessary conditions for implementation of a system using motor alcohols/ethers are identified. Potential stakeholder group is formed. Strategic economic solutions will be sought to the technical, environmental, organisational, legal and economical barriers. Phase 5. Investment estimation with capital investment cost and operating costs for the plant financial modelling. Economic modelling will be made with a sensitivity analysis. Phase 6. Dissemination of project results, with reporting and attending conferences and evaluation discussions on further continuation. Result: Description of project expected results: usw.
Das Projekt "LignoBioFuel - Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von stofflich und energetisch nutzbaren Bioagglomeraten auf der Basis von Lignin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gebrüder Lödige Maschinenbau GmbH durchgeführt. Thema: Das Ziel des Vorhabens besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln und in einer Demonstrationsanlage umzusetzen, durch welches das in der Papier- und Zellstoffindustrie anfallende Lignin derart strukturiert und agglomeriert wird, dass ein problemlos handhabbares Handelsgut entsteht, welches für die stoffliche Verwertung und als marktfähiger neuer Biomassefestbrennstoff zur thermischen Anwendung geeignet ist. Durch die im Projekt zu entwickelnde Vorbehandlungs- und Agglomerationstechnologie wird das Lignin in eine optimale und vielseitig nutzbare Form überführt, die ein deutlich besseres Verbrennungsverhalten ermöglicht sowie einen geringeren apparatetechnischen Aufwand in der Verbrennungseinheit ermöglicht. Für die Nutzung des Lignins ergeben sich als definiertes Produkt weitgehende Perspektiven bei der Vermeidung der Nachteile der bislang gehandelten Staubform. Ziele: Durch die geplante Entwicklung einer völlig neuen Aufbereitungs- und Agglomerationstechnologie für Lignin, ausgehend von seiner Anfallsform (Schwarzlauge) und die damit im Zusammenhang stehende Herstellung eines vielseitig anwendbaren Produktes, soll eine neue Methode zur effizienten Erschließung und Nutzung dieses biogenen Reststoffes für eine breite Anwendung vorbereitet werden. Ein weiteres Potenzial der zu entwickelnden Technologie besteht in der energetischen Nutzbarmachung von biogenen Roh- und Reststoffen, die bislang durch unvorteilhaftes Handling nicht oder nur bedingt einer energetischen Nutzung zugeführt werden konnten. Durch im Rahmen des Projektes vorgesehene Zumischung spezieller Zumischstoffe in das zukünftige Produkt kann eine wesentliche Verringerung der Emissionen im Verbrennungsprozess sowie eine von vornherein vielseitigere Eignung der Bioagglomerate realisiert werden. Über das eigentliche Produkt hinaus ergeben sich so vielseitige Synergien und breite Anwendungsmöglichkeiten. Maßnahmen: - Erarbeitung eines Verfahrens zur Aufbereitung des Lignins und zur Herstellung leicht handhabbarer und vielseitig anwendbarer Agglomerate. - Einsatz der Misch- und Agglomerationstechnik des Technikums zur Optimierung der Mischung und Agglomerate (Agglomeratgröße und Agglomeratgrößenverteilung, Festigkeit und Abriebverhalten, Optimierung und Art der Zugabe von Zuschlagstoffen). - Errichtung und Betrieb einer Demonstrationsanlage. Schwerpunkte: - Bestimmung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Lignins. - Optimierung der Mischung und Agglomeration. - Verbrennungsversuche mit Ligninagglomeraten. - Errichtung und Betrieb einer Demonstrationsanlage.
Das Projekt "LignoBioFuel - Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von stofflich und energetisch nutzbaren Bioagglomeraten auf der Basis von Lignin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Thema: Das Ziel des Vorhabens besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln und in einer Demonstrationsanlage umzusetzen, durch welches das in der Papier- und Zellstoffindustrie anfallende Lignin derart strukturiert und agglomeriert wird, dass ein problemlos handhabbares Handelsgut entsteht, welches für die stoffliche Verwertung und als marktfähiger neuer Biomassefestbrennstoff zur thermischen Anwendung geeignet ist. Durch die im Projekt zu entwickelnde Vorbehandlungs- und Agglomerationstechnologie wird das Lignin in eine optimale und vielseitig nutzbare Form überführt, die ein deutlich besseres Verbrennungsverhalten ermöglicht sowie einen geringeren apparatetechnischen Aufwand in der Verbrennungseinheit ermöglicht. Für die Nutzung des Lignins ergeben sich als definiertes Produkt weitgehende Perspektiven bei der Vermeidung der Nachteile der bislang gehandelten Staubform. Ziele: Durch die geplante Entwicklung einer völlig neuen Aufbereitungs- und Agglomerationstechnologie für Lignin, ausgehend von seiner Anfallsform (Schwarzlauge) und die damit im Zusammenhang stehende Herstellung eines vielseitig anwendbaren Produktes, soll eine neue Methode zur effizienten Erschließung und Nutzung dieses biogenen Reststoffes für eine breite Anwendung vorbereitet werden. Ein weiteres Potenzial der zu entwickelnden Technologie besteht in der energetischen Nutzbarmachung von biogenen Roh- und Reststoffen, die bislang durch unvorteilhaftes Handling nicht oder nur bedingt einer energetischen Nutzung zugeführt werden konnten. Durch im Rahmen des Projektes vorgesehene Zumischung spezieller Zumischstoffe in das zukünftige Produkt kann eine wesentliche Verringerung der Emissionen im Verbrennungsprozess sowie eine von vornherein vielseitigere Eignung der Bioagglomerate realisiert werden. Über das eigentliche Produkt hinaus ergeben sich so vielseitige Synergien und breite Anwendungsmöglichkeiten. Maßnahmen: - Brennstofftechnische Analyse der Ligninpellets hinsichtlich emissionsrelevanter Komponenten. Ableitung eines Anforderungsprofils für den Einsatz von Lignin als Brennstoff (Abmessungen, Festigkeiten, Zusammensetzung) - Durchführung von Verbrennungsversuchen zur Beurteilung des Verbrennungsverhaltens und Messung der gasförmigen und partikulären Emissionen. - Beurteilung des Einsatzes von Additiven zur Beeinflussung/Optimierung des Verbrennungsverhaltens. - Einordnung der Ligninpellets in einen genehmigungsrechtlichen Kontext. Schwerpunkte: - Erzeugung von Bioagglomeraten basierend auf Lignin unter Einsatz von ligninhaltigen Ablaugen der Papier- und Zellstoffindustrie, Entwicklung eines industriell umsetzbaren Verfahrens der Bioagglomeratherstellung, - Einstellung festgelegter Eigenschaften der Bioagglomerate in Abhängigkeit der Einsatz- und Nutzungsvarianten, Entwicklung einer Demonstrationsanlage mit dem Ziel der industriellen Umsetzung, - Untersuchungen zur thermischen Verwertbarkeit (Abbrand- und Emissionsverhalten).
Das Projekt "LignoBioFuel - Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von stofflich und energetisch nutzbaren Bioagglomeraten auf der Basis von Lignin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Aufbereitungstechnik durchgeführt. Thema: Das Ziel des Vorhabens besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln und in einer Demonstrationsanlage umzusetzen, durch welches das in der Papier- und Zellstoffindustrie anfallende Lignin derart strukturiert und agglomeriert wird, dass ein problemlos handhabbares Handelsgut entsteht, welches für die stoffliche Verwertung und als marktfähiger neuer Biomassefestbrennstoff zur thermischen Anwendung geeignet ist. Durch die im Projekt zu entwickelnde Vorbehandlungs- und Agglomerationstechnologie wird das Lignin in eine optimale und vielseitig nutzbare Form überführt, die ein deutlich besseres Verbrennungsverhalten ermöglicht sowie einen geringeren apparatetechnischen Aufwand in der Verbrennungseinheit ermöglicht. Für die Nutzung des Lignins ergeben sich als definiertes Produkt weitgehende Perspektiven bei der Vermeidung der Nachteile der bislang gehandelten Staubform. Ziele: Durch die geplante Entwicklung einer völlig neuen Aufbereitungs- und Agglomerationstechnologie für Lignin, ausgehend von seiner Anfallsform (Schwarzlauge) und die damit im Zusammenhang stehende Herstellung eines vielseitig anwendbaren Produktes, soll eine neue Methode zur effizienten Erschließung und Nutzung dieses biogenen Reststoffes für eine breite Anwendung vorbereitet werden. Ein weiteres Potenzial der zu entwickelnden Technologie besteht in der energetischen Nutzbarmachung von biogenen Roh- und Reststoffen, die bislang durch unvorteilhaftes Handling nicht oder nur bedingt einer energetischen Nutzung zugeführt werden konnten. Durch im Rahmen des Projektes vorgesehene Zumischung spezieller Zumischstoffe in das zukünftige Produkt kann eine wesentliche Verringerung der Emissionen im Verbrennungsprozess sowie eine von vornherein vielseitigere Eignung der Bioagglomerate realisiert werden. Über das eigentliche Produkt hinaus ergeben sich so vielseitige Synergien und breite Anwendungsmöglichkeiten. Maßnahmen: - Erarbeitung eines verfahrenstechnischen Konzeptes zur Aufbereitung des Lignins und zur Herstellung leicht handhabbarer und vielseitig anwendbarer Agglomerate, - Untersuchungen zum Agglomerationsverhalten in Abhängigkeit vom Aufschlussgrad, Korngröße, Kornverteilung und Wassergehalt - Auswahl geeigneter Agglomerationshilfsmittel zur Erzielung festgelegter Eigenschaften sowie von Zuschlagstoffen zur Verbesserung des Abbrand- und Emissionsverhaltens der Agglomerate - Sicherheitstechnische Untersuchungen - Vorschlag zur Erarbeitung von Qualitätsstandards für Ligninagglomerate. Schwerpunkte: - Erzeugung von Bioagglomeraten basierend auf Lignin unter Einsatz von ligninhaltigen Ablaugen der Papier- und Zellstoffindustrie, Entwicklung eines industriell umsetzbaren Verfahrens der Bioagglomeratherstellung, - Einstellung festgelegter Eigenschaften der Bioagglomerate in Abhängigkeit der Einsatz- und Nutzungsvarianten, Entwicklung einer Demonstrationsanlage mit dem Ziel der industriellen Umsetzung, - Untersuchungen zur thermischen Verwertbarkeit (Abbrand- und Emissionsverhalten).
Das Projekt "Entwicklung neuer Wirkstoffabgabesysteme mit komplexen Release-Profilen auf der Basis von NWR für den Einsatz im Bereich Textilveredelung (WikoRelease-II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Auf der Grundlage einer Machbarkeitsstudie zum Thema: 'Entwicklung neuer Wirkstoffabgabesysteme mit komplexen Release-Profilen auf der Basis von NWR für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln' (FKZ 22001514) fokussiert das Thema des geplanten Forschungsvorhabens auf die Entwicklung intelligenter Wirkstoffabgabesysteme mit multivalenter Nutzbarkeit bezüglich ihres reversiblen Be- und Entladens. Im Mittelpunkt steht neben der Entwicklung reaktiver Mikrocontainer die Übertragung ausgewählter Rezepturen in den Technikum-Maßstab. Rohlignin lässt sich mittels säureinduzierter Fällung aus Schwarzlauge gewinnen. Die Anpassung von Eigenschaften der verwendeten Biopolymere erfolgt mittels chemischer Modifizierung. Zur Optimierung der Porosität von Perlcellulose finden lösliche Lignine, Hemicellulosen sowie geeigneter Derivate Anwendung. Für die Oberflächenmodifizierung poröser Perlcellulose (keine Schalenstruktur) sind Veresterungs- und Veretheringsreaktionen vorgesehen. Geeignete Rezepturen sind dann in den Technikummaßstab (20 L) zu übertragen. Die Verkapselung wirkstoffbeladener Perlcellulose zu reaktiven Mikropartikeln mit Kern-Schale-Struktur wird zuerst für den Technikummaßstab optimiert. Nach erfolgreicher Umsetzung schließt sich ein Up-Scaling in den semitechnischen Maßstab (60 L) an. Das Anbinden oberflächenreaktiver Perlcellulosen mit bzw. ohne Schalenstruktur erfolgt an jeweils geeigneten Textilien. Die Bestimmung der Sesshaftigkeit der Partikel in Abhängigkeit von den Waschzyklen ist unter Verwendung speziell für diesen Test eingefärbten Partikeln geplant. Untersuchungen zur Partikelbeladung, Wirkstoffabgabe sowie zu weiteren relevanten Textilparametern runden das Aufgabenspektrum ab. Die Material- und Prozessanalytik unterstützt die gesamten Entwicklungsschritte.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Optimierung der Hydrodeoxygenierung und des CLC-Prozesses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Thünen-Institut für Holzforschung durchgeführt. Eine bisher ungenutzte Quelle für erneuerbare Treibstoffe ist Schwarzlauge aus dem Kraft-Zellstoffprozess, bei dem weltweit jährlich etwa 70 Mio t Lignin in Lösung gebracht und verbrannt werden. Das Gesamtziel des Vorhaben ist darauf ausgerichtet, 'Kraftlignin' in einem mehrstufigen Ansatz derart aufzubereiten und umzuwandeln, dass es als flüssiger Energieträger zum Einsatz kommen kann. In der ersten Stufe wird die Ablauge hydrothermal behandelt, um die Oligomeren anzureichern, die dann in einer zweiten Stufe durch Hydrocracking oder alternativ durch CLC deoxygeniert werden sollen. Danach folgt ein Coprocessing des hydrierten Bioöls mit petrostämmigen Fraktionen zur Synthese Infrastruktur-kompatibler Treibstoffe. Ein besonders innovativer Ansatz des Vorhabens besteht darin, Schwarzlauge als Lösemittel für ligninreiche Rückstände aus Bioraffinerieprozessen zu nutzen, z.B. aus sauren oder hydrothermal arbeitenden Bioethanolprozessen, aus Organosolv-Verfahren (CBP Leuna) und Soda- Verfahren, Bioöle aus Pyrolyseverfahren. Die zusätzliche Einbringung ligninhaltiger Rohstoffe erhöht nicht nur die Ausgangskonzentration und Ausbeute im LIGNOHTL Prozess, sondern führt auch zu synergistischen Effekten auf andere Bioraffinerieverfahren, da die erhöhte Wertschöpfung des Lignins einen wichtigen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit leisten muss, wie es von zahlreichen Studien belegt wird. Die TI-Aufgabe liegt insbesondere in der Parameteroptimierung für die HDO und CLC Stufen sowie in der Analytik aller Edukte und Produkte. Die Arbeit ist in 6 Pakete aufgeteilt: 1. Literaturrecherche, Parameteroptimierung mittels HDO im Kleinautoklav, 3. Parameteroptimierung und Herstellung größerer Mengen in einem kontinuierlichen Testreaktor mit Robinson-Mahoney Design, 4. Konversionstests von HTL-Bio-Öl in einer existierenden CLC-Anlage, 5. Weiterentwicklung von Analysenmethoden, 6. Berichtswesen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2A: Duromere und faserverstärkte Composite mit Lignin aus einheimischer Schwarzlauge - Ligninderivatisierung und Duromerformulierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Im Mittelpunkt dieses Projektes stand die komplette Prozesskette ausgehend von der Ligninisolierung aus einheimischer Schwarzlauge (Kraft-Prozess) bis hin zur Herstellung und Charakterisierung bio-basierter Komposite. Für die Isolierung des Lignins war die säureinduzierte Fällung vorgesehen, wobei durch nachgelagerte Reinigungsoperationen eine ausreichende Qualität des Lignins sichergestellt werden musste. Um die Eigenschaften des Rohlignins für die Herstellung von Epoxidharzen zu verbessern, ist die Modifizierung bzw. Derivatisierung von Lignin möglich. Dabei wird zwischen chemischer und physikalischer Modifizierung unterschieden, wobei die Extraktion als physikalische Methode zur Gewinnung niedermolekularer Ligninfraktionen eingesetzt wurde. Mit ausgewählten Ligninfraktionen galt es dann, geeignete Harzrezepturen zu entwickeln. Dabei wurde ein möglichst hoher Ligningehalt aber auch ein hoher Anteil an bio-basierten Harzkomponenten angestrebt. Aufgrund der favorisierten Komposite lag der Schwerpunkt bei diesen Harztypen auf der Entwicklung warmhärtender Harze. Die Herstellung reiner Duromere diente dazu, neben den Materialeigenschaften auch die Eigenschaften der Harze weiter optimieren zu können. Als der wesentliche Parameter für diesen Entwicklungsschritt fungierte die Harzzusammensetzung. Für ausgewählte bio-basierte Epoxidharze bestand die Aufgabe darin, neben der Herstellung unidirektional verstärkter Komposite, auch Anwendungen im Bereich Prepregs sowie härtbare Formmassen aufzuzeigen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2B: Duromere und faserverstärkte Composite mit Lignin aus einheimischer Schwarzlauge - Prozessentwicklung der Lignin-Biocomposite" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Werkstofftechnik, Lehrgebiet Kunststoff- und Recyclingtechnik durchgeführt. Hauptziel des geplanten Forschungsvorhabens war die Gewinnung einheimischen Lignins aus Schwarzlauge sowie deren Verwendung für die Herstellung faserverstärkter Duromer-Composite. In der ersten Projektphase wurden dazu einkomponentige Harz hergestellt und deren Verarbeitungsparameter erörtert, die im Handlaminieren oder bei der Harzinjektion Anwendung finden. In der 2. Projektphase wurde dann angestrebt die Materialien so zu modifizieren, dass sie auch als lagerfähige Formmasse im Spritzguss verwendet werden können. Lignin fällt in Form von Schwarzlauge in der Zellstoffindustrie hochtonnagig an. Als Nebenprodukt bei der Cellulosegewinnung steht bisher überwiegend die energetische Verwertung bei den Celluloseherstellern im Vordergrund. Das Lignin kann nach Isolierung, Reinigung und Fraktionierung epoxidiert werden und ist somit für die Verwendung in Epoxidharzsystemen geeignet. Es sollte eine Entwicklung von Epoxidharz-Rezepturen erfolgen bei denen ein möglichst großer Anteil durch Lignin-basierte Polymere ersetzt werden kann. Die Ligninharze wurden während der vollen Projektlaufzeit immer weiterentwickelt, diverse Epoxidharzrezepturen wurden am Fraunhofer IAP hergestellt und anschließend am IfW weiter verarbeitet. Ziel war es, am IfW aus den Ligninderivaten neue Biocomposite in Kombination mit Verstärkungsfasern zu entwickeln, und somit neue werkstoffliche Anwendungsmöglichkeiten für die Schwarzlauge zu erschließen