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Bau und Betrieb der Biostromerzeugungsanlage BISEA 1

Das Projekt "Bau und Betrieb der Biostromerzeugungsanlage BISEA 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BISEA GmbH durchgeführt. Die BISEA GmbH plant den Bau und den Betrieb einer Anlage zur Vergasung fester Biomasse zur Strom- und Wärmeerzeugung. Mit der geplanten Leistung der Anlage von jährlich 3 300 Megawattstunden wird eine Einsparung von rund 2000 Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid erreicht. Die Idee der Holzvergasung ist eigentlich nicht neu. Schon in den vierziger Jahren fuhren erste LKW mit einem solchen Antrieb. Heute sind überwiegend Festbettvergaser in Betrieb. Die Brennstoffleistung dieser Anlagen ist jedoch auf 1 Megawatt begrenzt, da in diesen Anlagen die bei der Vergasung entstehenden Teere nur bedingt beherrschbar sind. Neu an dem Verfahren der BISEA GmbH ist die Kombination eines stationären Wirbelschichtvergasers mit einer Ölwaschanlage. Das BISEA-Verfahren basiert auf Forschungsarbeiten der Universität Stuttgart. Dort wurden Teerminderungsversuche in einer stationären Wirbelschichtanlage untersucht. Das BISEA-Verfahren verknüpft die dabei erzielten Ergebnisse mit einer Ölwäsche, mit der die Restteere aus dem in der Wirbelschicht erzeugten Produktgas fast restlos entfernt werden können. Mit dem resultierenden Produktgas können Gasottomotore im Dauerbetrieb gefahren werden. Mit dem BISEA-Verfahren können die Vorteile von Wirbelschichtanlagen, insbesondere größere Feuerungsleistungen als 1 Megawatt, genutzt werden. Es soll holzartiges Material aus der Landschaftspflege in der Region zum Einsatz kommen. Zur Bindung von Schadstoffen und zur Reduzierung von Teer soll in die stationäre Wirbelschichtvergasung Dolomit zugegeben werden. Die Restteere werden durch Gaswäsche mittels Rapsöl entfernt. Das Öl nimmt den Teer auf und wird nach und nach in den Vergasungsprozess zurückgeführt. Das gereinigte Gas soll in BHKW zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Aus der dabei resultierenden Abwärme wird mittels eines ORC-Prozesses zusätzlich Strom gewonnen. Die letztendlich verbleibende Niedertemperaturwärme wird zur Holztrocknung in einem Drittbetrieb eingesetzt. Durch den Einsatz von Holz aus der Landschaftspflege können darüber hinaus Probleme bei der Entsorgung dieses Materials, das ohne Vorbehandlung nicht mehr auf Deponien abgelagert werden darf, vermieden werden.

Erzeugung von Energie und Waerme durch Vergasung von Rinde

Das Projekt "Erzeugung von Energie und Waerme durch Vergasung von Rinde" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich Wahl GmbH & Co. KG durchgeführt. Objective: Using a double stage gasifier (Michel Kim system) to use locally produced wood waste for gas production. The gas is subsequently used as the source of fuel for 4 Otto gas engines having a total generating capacity of 500 Kw.el. General Information: Gasification of bark is performed in a Michel Kim gasification system of +/- 500 kW el. capacity, working in concurrent flow. The system consist of a two-stage gasifier made by Spama of Berlin. The primary gasification stage partially gasifies pre-dried wood waste to produce an intermediate product (coke) at around 600 degree. C. The air in the gasifier is preheated with waste heat. The secondary stage consists of a coke bed at 950 degree. C. fired by pure air which converts the tars and residual heavy hydrocarbons into combustible gas. The gas then passes through a washer and a cooler. Waste heat from the cooler is used to pre-dry the gasification material. Four Otto gas engines (M.A.N.), each with a capacity of 125 kW el., have been installed. The entire unit is automatic and operates unmanned. Heat produced is used for: - the timber drying halls - the work rooms - the office and accommodations - the storage heaters. Achievements: The Michel Kim gasifier has worked since autumn 1984: many problems have been solved, but the gas production has never been enough for feeding the four gas engines. With a wood waste containing up to 160 per cent moisture, about 580 m3 gas were produced, enough to generate 170 - 250 kWh of electricity. It was impossible to generate any more electricity with the gasifier. It would have taken two gasifiers to attain the 450 kWhe which the sawmill needed. The results obtained clearly show that technical improvements are still necessary in order to run in optimal conditions. Economically the process is not viable with the present energy prices. After more than one year of attempts to improve process efficiency, the project has been stopped.

Teilprojekt: DLR

Das Projekt "Teilprojekt: DLR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Köln durchgeführt. Im Projekt BioSol wird eine Anlage zur Biomassevergasung mit Olivenrückständen entwickelt. Dies wird in ein bestehendes Solarfeld mit 1000m2 Parabolrinnenkollektoren in Tunis integriert und ersetzt dort temporär eine andere Biomassegaserzeugung. Das Biogas wird in einem bestehenden Dampferzeuger genutzt. Die Feuerung des Dampferzeugers muss an das veränderte Gas angepasst werden. Die Wärme wird in einer Turbine in Strom umgewandelt. Somit wird der Betrieb mit den beiden verschiedenen Biogasanlagen verglichen. Das DLR unterstützt die Planung der Integration des Vergasers in die bestehende Installation auf der Basis des Designs, das bereits im Reelcoop Projekt entwickelt wurde. Dazu werden P & ID-Pläne inklusive Verrohrung, Instrumentierung, Messtechnik und Datenprotokollierung erstellt. Das DLR wird Erfahrungen aus Reelcoop mit der Installation und dem Betrieb der Anlage mit einem Schwerpunkt auf der CSP-Anlage übertragen. Das DLR wird gemeinsam mit den Partnern ein Konzept entwickeln, wie man die Wärme aus einem Kollektorfeld und einer Biogasanlage thermisch und wirtschaftlich optimal integriert. Die Leistungsfähigkeit des algerischen Konzeptes (auch im Vergleich zur Reelcoop Installation) wird in Simulationen mit täglichen und jährlichen Ergebnissen des Energieertrags und der Wirtschaftlichkeit unter Verwendung des Programms greenius oder andere Software analysiert werden. Im Rahmen eines Workshops wird das DLR die Partner in das Programm FreeGreenius einführen. Die Ergebnisse werden in internationalen Konferenzen und Fachzeitschriften veröffentlicht.

Entwicklung und Erprobung eines Verfahrens zur Vergasung von Kohle unter Druck im Flugstrom mit dem Saarberg/Otto-Vergaser

Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Verfahrens zur Vergasung von Kohle unter Druck im Flugstrom mit dem Saarberg/Otto-Vergaser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Saarbergwerke durchgeführt. Der Saarberg/Otto-Vergaser soll unter Druck erprobt und bis zur Betriebsreife weiterentwickelt werden. Im Mittelpunkt des Interesses steht dabei die Gewinnung von Daten zur Auslegung kommerzieller Anlagen sowie die Untersuchung folgender Fragen: -Wie verhaelt sich der Vergaser in verschiedenen Druckstufen und welches sind die min. und max. Durchsaetze in diesen Druckstufen, die noch einen sicheren Betrieb gewaehrleisten. -Wie aendert sich die Gaszusammensetzung bei Variation der Verhaeltnisse Vergtasungsmittel/Brennstoff und Sauerstoff/Dampf. -Welches ist die wirtschaftlichste Fahrweise des Systems. -Wie arbeitet der Vergaser bei Einsatz verschiedener Kohlearten. -Wie kann eine moeglichst grosse Umweltfreundlchkeit erreicht und wie kann sie verbessert werden. -Welche Werkstoffe sind fuerdie Kohledruckvergasung geeignet.

Entwicklung eines Verfahrens zur Vergasung von asche- und chlorhaltiger Biomasse am Beispiel Stroh (stROgas)

Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Vergasung von asche- und chlorhaltiger Biomasse am Beispiel Stroh (stROgas)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG durchgeführt. Um Stroh für die Nutzung in der thermochemischen Biomassevergasung zu erschließen, wollen das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) und die Stadtwerke Rosenheim (SWRO) eine geeignete Verfahrens- und Anlagentechnik für die Herstellung und energetische Nutzung von Strohpellets entwickeln. Die SWRO beschäftigen sich seit Ende 2006 intensiv mit der Technologie der Biomassevergasung und haben dabei ein gestuftes Verfahren mit ausgeprägter Pyrolyse und Wirbelbettreduktion entwickelt. Die Forschungsergebnisse und Erfahrungen aus dieser Arbeit bilden eine solide Basis für dieses neue Projekt. Das DBFZ befasst sich als einer seiner Schwerpunkte intensiv mit der Aufbereitung und Nutzung von halmgutartigen Biomassen in Konversionsanlagen. Diese Erfahrung bildet die Grundlage für die durchzuführende Additivauswahl und Parametrierung der Versuche. Die SWRO werden einen Pyrolyse/Wirbelbettvergaser mit einer Brennstoffwärmeleistung von 50 kW so optimieren, dass eine Vergasung von Strohpellets möglich wird. Zu lösen ist dabei der Zielkonflikt, dass hohe Gasqualitäten mit teerfreiem Gas hohe Vergasungstemperaturen erfordern, die Vermeidung der Verschlackung jedoch möglichst niedrige Temperaturen voraussetzt. Dies soll durch konstruktive, verfahrenstechnische Maßnahmen am Vergaser sowie durch Optimierung des Ascheschmelzpunktes durch Beimischung von Additiven erreicht werden. Wenn der Nachweis der Vergasungsfähigkeit von Stroh mit verschiedenen Ascheschmelzpunkten durch einen Dauerbetrieb von mindestens 200 Stunden erbracht ist, wird mit der Untersuchung der Korrosionsvorgänge begonnen. Theoretische Untersuchungen sollen klären, in welcher Form das Chlor unter den reduzierenden Bedingungen der Vergasung auftritt und welche Korrosionsmechanismen zu erwarten sind. Anhand dieser Erkenntnisse können dann geeignete Materialien, konstruktive Maßnahmen oder ggf. auch Additive zum Binden des Chlors ausgewählt werden. Nach theoretischen Untersuchungen zu den Korrosionsmechanismen sollen geeignete Materialien und Beschichtungen zur Optimierung der Materialstandzeiten ausgewählt werden. Langzeitversuche sollen die praktische Eignung der Lösungsansätze belegen. Des Weiteren wird der Einfluss der Additive auf die Zusammensetzung der Reststoffe aus Entsorgungsgesichtspunkten analysiert. Wenn sich abzeichnet, dass sowohl die Verschlackung als auch die Korrosionsthematik beherrschbar sind, wird die Übertragbarkeit der bisherigen Erkenntnisse auf größere Anlagen überprüft. Dazu stehen in Rosenheim Vergaser mit ca. 250 kW und ca. 750 kW Brennstoffwärmeleistung zur Verfügung. Die wirtschaftliche Verwertung wird bei positiven Ergebnissen aus dem Projekt durch Herstellung, Errichtung und Betrieb von Vergasungsanlagen für Strohpellets erfolgen. Der Vertrieb der Anlagen kann durch die SWRO, über Lizenzen oder auf dem Wege des Contracting erfolgen.

Biomass Fuell Cell Utility System (BIOCELLUS)

Das Projekt "Biomass Fuell Cell Utility System (BIOCELLUS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl für Energiesysteme durchgeführt. Objective: Energy from Biomass needs highly efficient small-scale energy systems in order to achieve cost effective solutions for decentralized generation especially in Mediterranean and Southern areas, and for applications without adequate heat consumer. Thus fuel cells are an attractive option for decentralized generation from biomass and agricultural residues but they have to meet at least two outstanding challenges: 1. Fuel cell materials and the gas cleaning technologies have to treat high dust loads of the fuel gas and pollutants like tars, alkalines and heavy metals. 2. The system integration has to allow efficiencies of at least 40-50 percent even within a power range of few tens or hundreds of kW. This proposal addresses in particular these two aims. Hence the first part of the project will focus on the investigation of the impact of these pollutants on degradation and performance characteristics of SOFC fuel cells in order to specify the requirements for appropriate gas cleaning system (WP 1-2). These tests will be performed at six existing gasification sites, which represent the most common and applicable gasification technologies. WP 3 will finally test and demonstrate the selected gas cleaning technologies in order to verify the specifications obtained from the gasification tests. The results will be used for the development, installation and testing of an innovative SOFC - Gasification concept, which will especially match the particular requirements of fuel cell systems for the conversion of biomass feedstock. The innovative concept comprises to heat an allothermal gasifier with the exhaust heat of the fuel cell by means of liquid metal heat pipes. Internal cooling of the stack and the recirculation of waste heat increases the system efficiency significantly. This so-called TopCycle concept promises electrical efficiencies of above 50 percent even for small-scale systems without any combined processes.

Teilaufgaben bei der Evaluation von Vergaser-BHKW

Das Projekt "Teilaufgaben bei der Evaluation von Vergaser-BHKW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik durchgeführt. Ein Motor-BHKW basierend auf der Vergasung von Holz (Anlagenleistung 60 kWel) wird während der ersten Betriebsphase begleitet. Untersuchungsobjekte sind dabei Effizienz und Zuverlässigkeit der Anlage sowie die Eignung für andere Biomassen als Brennstoff. Die TU Dresden bringt in diesem Projekt ihre Kenntnisse hinsichtlich der messtechnischen Evaluation ein.

Phaenomene der Wechselwirkung zwischen Tropfen und Wand, die fuer Benzinmotoren mit Direkteinspritzung von Bedeutung sind

Das Projekt "Phaenomene der Wechselwirkung zwischen Tropfen und Wand, die fuer Benzinmotoren mit Direkteinspritzung von Bedeutung sind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. Objective: Direct Injection Spark Ignited (DISI) engines are superior to other SI engines in terms of fuel efficiency and CO2 emissions. The topic of DISI engine hydrocarbon requires a new consideration of the problem of droplet wall interaction. Wall films and pools of unburnt fuel formed by spray or droplet wall impingement is a major source of hydrocarbon emissions. To allow the effective design of DISI engines with respect to mixture formation, CFD tools are indispensable. These CFD codes commonly make use of Eulerian-Lagrangian methods for spray simulation and require appropriate droplet wall interaction models. It is the goal of this project to derive a general droplet wall interaction model applicable to the entire range of conditions present during operation of DISI engines. Description of the Work: Eulerian-Lagrangian methods track individual droplets along their trajectory until the droplets either evaporate, leave the simulation domain or impinge on a wall boundary. In the latter case correlations are required that link the pre and post-impingement conditions of a droplet and secondary droplets respectively. The special conditions in a DISI engine cylinder, i.e. small droplets, high temperatures and a wide range of pressures, do not allow for simple extrapolation of the results of numerous earlier investigations. Since a complete set of information is required for CFD simulations simultaneous measurements of droplet number, size, velocity vector and temperature in the hemisphere above the impact location, plus the resulting wall heat flux, are necessary. The project covers single droplet impacts, droplet chains, monosized sprays and finally polydisperse sprays and considers in particular the relevance of wall temperature and gas phase pressure. This measurement task will be distributed between several project partners according to the appropriateness of their test facilities. With the correlations evolving from these measurements a general droplet wall interaction model for single droplet impact is derived and then extended to encompass high droplet impact frequencies and number densities. Finally the developed interaction model is tested on real polydisperse spray applications under DISI conditions and validated with experimental measurements on injections into a constant volume chamber or optical DISI engine. Expected Results and Exploitation Plans: Besides a significant increase in understanding of the physical processes present in droplet wall impingement, a broad and consistent data base is collected. With this data a general statistical model of droplet wall interactions for single and multiple droplet wall interaction can be constructed, accounting for all major influencing parameters. The development of theoretical models will also be supported by this information. DWDIE results enhance the capability and precision of CFD codes to serve as design tools in the development of efficient and clean DISI engines.

stROhgas - Entwicklung eines Verfahrens zur Vergasung von asche- und chlorhaltiger Biomasse am Beispiel Stroh

Das Projekt "stROhgas - Entwicklung eines Verfahrens zur Vergasung von asche- und chlorhaltiger Biomasse am Beispiel Stroh" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Um die Vergasung für die Nutzung von Stroh zu erschließen, wollen das DBFZ und die Stadtwerke Rosenheim (SWRO) eine geeignete Verfahrens- und Anlagentechnik für die Herstellung und Nutzung von Strohpellets entwickeln. Das DBFZ wird für das Projekt Strohpellets unterschiedlicher Zusammensetzungen zur Verfügung stellen und durch Analysen theoretische Vorhersagen zum Schmelzverhalten der Strohasche treffen. Durch die Zumischung von Additiven werden auch unterschiedliche Ascheschmelzpunkte eingestellt. Die SWRO werden ihren Pyrolyse/Wirbelbettvergaser so optimieren, dass eine Vergasung von Strohpellets möglich ist. Zu lösen ist dabei der Zielkonflikt, dass hohe Gasqualitäten mit einem teerfreien Gas hohe Temperaturen erfordern, die Vermeidung der Verschlackung jedoch möglichst niedrige Temperaturen voraussetzt. Die Ansätze zur Optimierung des Vergasers und zur Qualitätssicherung der Strohpellets sind neuartig und innovativ. Vergleichbare Forschungsarbeit wurde bisher nicht beschrieben. Auswahl und Beschaffung der Rohstoffe sowie die Charakterisierung der Einsatzmaterialien. Entwicklung eines Bilanzierungsmodells zur gezielten Beeinflussung der Brennstoffzusammensetzung. Voruntersuchungen zur Pelletierung hinsichtlich Additiveinbindung und Sicherstellung der Pelleteigenschaften sowie Herstellung der Großchargen. Erstellung eines Qualitätssicherungsprogramms und dessen Dokumentation bei der Bereitstellung und Aufbereitung von Strohpellets zur Nutzung in Vergasungsanlagen.

Versuche und Entwicklung

Das Projekt "Versuche und Entwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl für Energiesysteme durchgeführt. Thema: Ein allothermes Vergasungsverfahren, der sogenannte Heatpipe-Reformer (HPR®500), soll mit einer SNG-Erzeugung gekoppelt werden. Dazu wird eine Verfahrensentwicklung durchgeführt und dieses Verfahren im Labor sowie in Verbindung mit einer existierenden Vergaseranlage im Technikum von LES erprobt. Ziele: Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Demonstration eines Verfahrens zur Gasaufbereitung und Methanisierung von Produktgas aus einem Biomassevergaser. Das aufbereitete Gas (Synthesegas) soll die Kriterien zur Einspeisung in ein Erdgasnetz erfüllen (synthetisches Erdgas, SNG). Höchste Brennstoffausnutzungsgrade sind erreichbar, wenn die Abwärme in Fern- und Nahwärmenetze zu Heizzwecken oder in Industrieprozessen zur Dampferzeugung oder zu Heizzwecken genutzt wird. Damit können Wärme und Strom mit geringsten Emissionen an z. B. Feinstaub bereitgestellt werden. In Bezug auf die Emissionen soll daher neben der CO2-Einsparung eine Reduktion von Feinstaubemissionen in Ballungszentren erreicht werden. Maßnahmen: Am LES erfolgt die Verfahrensentwicklung, die Untersuchung der Prozessparameter und die Tests an der Vergaseranlage im Technikumsmaßstab. Schwerpunkte: - Verfahrensentwicklung - Prozessparameter - Untersuchungen zum Einfluss von Produktgasinhaltstoffen auf die Gasaufbereitung.

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