Das Ziel des hier in einem Paketantrag vorgeschlagenen Forschungsvorhabens besteht in der Entwicklung eines mathematischen Basismodells für die Pyrolyse von Abfällen, das in Verbindung mit den jeweiligen Reaktormodellen für die Beschreibung der Pyrolyse in einer Wirbelschicht und in einem Drehrohr geeignet ist. Dabei entspricht die Wirbelschicht als Reaktormodell einem oder wenigen Rührkesselelementen. Die Hintereinanderschaltung mehrerer dieser Elemente führt zum Kolbenströmermodell für das Drehrohr. Das bisher in Wirbelschichtreaktoren gesammelte, umfangreiche Datenmaterial zur Pyrolyse von homogenen Abfällen soll zunächst in einem detaillierten, mechanistischen Reaktionsmodell mit einem bereits erprobten Wirbelschichtmodell kombiniert werden. Dieses sehr detaillierte Modell liefert grundsätzliche Erkenntnisse zur Bedeutung einzelner Transport- und Reaktionsmechanismen für vergleichsweise homogene Abfallstoffe (z.B. Polymermischungen). Für komplex zusammengesetzte Abfälle, wie z.B. Schredderleichtfraktion, müssen vor dem Hintergrund fehlender Basisdaten bzgl. stoffspezifischer Eigenschaften und Daten zum Transport- oder Mischungsverhalten jedoch entsprechend vereinfachte Summenparameter u.a. mit Thermowagenuntersuchungen im Labor- und Technikummaßstab ermittelt werden. Das auf diese Weise gewonnene vereinfachte Basismodell für komplex zusammengesetzte Abfälle dient dann als Grundlage für das weiter zu entwickelnde Gesamtmodell für das Drehrohr.
Die agnion Operating GmbH & Co. KG wurde im Juni 2010 als Projektgesellschaft gegründet, um die mit dem Vorhaben geplante Holzvergasungsanlage zu betreiben. Am Standort des Biomassehofes Achental in Grassau (Bayern) wird eine hocheffiziente Holzvergasungsanlage mit der neuartigen Heatpipe-Reformer Technologie errichtet. Heatpipes sind hocheffiziente Wärmeübertrager mit großer Leistungsdichte. Der Heatpipe-Reformer ermöglicht es, holzartige Biomasse in ein heizwertreiches Synthesegas umzuwandeln. Dazu wird die Wärme aus der Wirbelschichtbrennkammer durch Heatpipes in den Wirbelschichtreformer gleitet. Dort erfolgt die Reaktion der Biomasse mit Wasserdampf zu Synthesegas. Das Synthesegas wird als Brennstoff in einem eigens für dieses Vorhaben entwickelten Gasmotor in Strom und Wärme umgewandelt. Die erzeugte Wärme wird in das Wärmeversorgungsnetz vor Ort, der erzeugte Strom in das nationale Netz eingespeist. Im Vergleich zu einer konventionellen Wärme- und Stromerzeugung können mit dem Vorhaben jährlich 1.500 t CO2-Emissonen und 600.000 t Heizöl eingespart werden. Die geplante Anlage zeichnet sich durch eine wesentlich höhere Effizienz der Brennstoffausnutzung im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen zur Verbrennung holzartiger Produkte aus. Einsatzmöglichkeiten eröffnen sich nicht nur bei der Errichtung neuer, vor allem dezentraler Anlagen in Städten und Gemeinden, sondern auch beim Ersatz bestehender Anlagen.
Klassifizierung und physikalisch-chemische Charakterisierung der Einsatzstoffe (Ermittlung von Grunddaten). Durchfuehrung von Foerderversuchen mit verschiedenen Einsatzstoffen. Vergasungsversuche in einer zirkulierenden Wirbelschicht. Dabei Variation der Einsatzstoffe, der Feuchte derselben und der Reaktionstemperatur. Durchfuehrung von Langzeitversuchen zur Demonstration der Verfuegbarkeit des Verfahrens bei optimalen Betriebsbedingungen. Entwurf eines Verfahrensschemas zur Produktion von niederkalorigem Heizgas auf der Basis der Versuchsergebnisse.
Die thermische Behandlung des stickstoffreichen Abfallstoffs Klärschlamm erfolgt überwiegend in stationären Wirbelschichten. Die Betriebsführung dieser Anlagen fokussiert auf eine weitgehende Minderung der Stickoxidemissionen und berücksichtigt bisher nur teilweise die Minderung des klimarelevanten Abgasparameters Lachgas (N2O). Die Treibhausgaswirkung von N2O ist um den Faktor 300 höher im Vergleich zu CO2 und kann bei hohen Emissionen die Klimabilanz der Klärschlammverbrennung deutlich verschlechtern. Infolge der Umsetzung der Vorgaben der AbfKlärV wird zu den bestehenden Anlagen ein massiver Zubau an neuen Monoverbrennungsanlagen ( 30) erwartet, welcher bis 2029 weitgehend abgeschlossen sein soll. In diesem Zusammenhang bietet sich durch Anwendung geeigneter Feuerungs- und Abgasreinigungskonzepte die Möglichkeit, die Klimawirkung der thermischen Klärschlammbehandlung insgesamt zu mindern. Im Rahmen des Vorhabens sollen Emissionsdaten von NOx/N2O unter Berücksichtigung der angewandten Feuerungs- und Abgasreinigungskonzepte ermittelt und ausgewertet werden. Basierend hierauf werden Einsatzbereiche und Minderungseffizienzen primärer und sekundärer Schadgasminderungsmaßnahmen identifiziert und praktische Handlungsempfehlungen zur Minderung der NOx/N2O-Emissionen abgeleitet.
Ziel des hier beantragten Projekts ist es, Maßnahmen zu erforschen, um Lachgasemissionen stationärer Wirbelschichten zur thermischen Klärschlammverwertung zu reduzieren und gleichzeitig die Aschequalität mit dem Ziel der Phosphorrückgewinnung zu optimieren. Eine Erhöhung der Wirbelschichttemperatur ist dafür unerlässlich. Um dies zu realisieren, soll zunächst ein online Agglomerationswächter erforscht und erprobt werden, um den Fluidisierungszustand zuverlässig zu überwachen und dadurch höhere Temperaturen in der Wirbelschicht realisieren zu können. Anschließende Versuche an zwei Laboranlagen dienen erstens als Proof of Concept des Agglomerationswächters und zeigen zweitens den Einfluss von Temperaturerhöhungen und Additiveinsatz auf Lachgasemissionen und Aschequalität auf. Final werden die in der Laboranlage ermittelten optimalen Betriebsparameter und Additive sowie der Agglomerationswächter in drei Industrieanlagen erprobt. Der hier vorgeschlagene technologische Ansatz zeichnet sich durch einen sehr hohen möglichen Impact durch die aktuelle und künftig noch steigende Bedeutung der Mono-Klärschlammverbrennung in Wirbelschichten sowie den strenger werdenden regulatorischen Anforderungen hinsichtlich Aschequalität und Emissionen aus. Zusätzlich stellt er ein einfach, kostengünstig und modular nachrüstbares Tool dar, welches bereits kurzfristig am Markt verfügbar sein kann.
Ziel des hier beantragten Projekts ist es, Maßnahmen zu erforschen, um Lachgasemissionen stationärer Wirbelschichten zur thermischen Klärschlammverwertung zu reduzieren und gleichzeitig die Aschequalität mit dem Ziel der Phosphorrückgewinnung zu optimieren. Eine Erhöhung der Wirbelschichttemperatur ist dafür unerlässlich. Um dies zu realisieren, soll zunächst ein online Agglomerationswächter erforscht und erprobt werden, um den Fluidisierungszustand zuverlässig zu überwachen und dadurch höhere Temperaturen in der Wirbelschicht realisieren zu können. Anschließende Versuche an zwei Laboranlagen dienen erstens als Proof of Concept des Agglomerationswächters und zeigen zweitens den Einfluss von Temperaturerhöhungen und Additiveinsatz auf Lachgasemissionen und Aschequalität auf. Final werden die in der Laboranlage ermittelten optimalen Betriebsparameter und Additive sowie der Agglomerationswächter in drei Industrieanlagen erprobt. Der hier vorgeschlagene technologische Ansatz zeichnet sich durch einen sehr hohen möglichen Impact durch die aktuelle und künftig noch steigende Bedeutung der Mono-Klärschlammverbrennung in Wirbelschichten sowie den strenger werdenden regulatorischen Anforderungen hinsichtlich Aschequalität und Emissionen aus. Zusätzlich stellt er ein einfach, kostengünstig und modular nachrüstbares Tool dar, welches bereits kurzfristig am Markt verfügbar sein kann.
Ziel des hier beantragten Projekts ist es, Maßnahmen zu erforschen, um Lachgasemissionen stationärer Wirbelschichten zur thermischen Klärschlammverwertung zu reduzieren und gleichzeitig die Aschequalität mit dem Ziel der Phosphorrückgewinnung zu optimieren. Eine Erhöhung der Wirbelschichttemperatur ist dafür unerlässlich. Um dies zu realisieren, soll zunächst ein online Agglomerationswächter erforscht und erprobt werden, um den Fluidisierungszustand zuverlässig zu überwachen und dadurch höhere Temperaturen in der Wirbelschicht realisieren zu können. Anschließende Versuche an zwei Laboranlagen dienen erstens als Proof of Concept des Agglomerationswächters und zeigen zweitens den Einfluss von Temperaturerhöhungen und Additiveinsatz auf Lachgasemissionen und Aschequalität auf. Final werden die in der Laboranlage ermittelten optimalen Betriebsparameter und Additive sowie der Agglomerationswächter in drei Industrieanlagen erprobt. Der hier vorgeschlagene technologische Ansatz zeichnet sich durch einen sehr hohen möglichen Impact durch die aktuelle und künftig noch steigende Bedeutung der Mono-Klärschlammverbrennung in Wirbelschichten sowie den strenger werdenden regulatorischen Anforderungen hinsichtlich Aschequalität und Emissionen aus. Zusätzlich stellt er ein einfach, kostengünstig und modular nachrüstbares Tool dar, welches bereits kurzfristig am Markt verfügbar sein kann.
Zielsetzung fuer eine Wirbelschichtfeuerungsentwicklung am Institut fuer Energie- und Kraftwerkstechnik sind: 1. Brennstoffleistungen bis 1000 MW 2. Moeglicher Druckbetrieb 3. Eignung auch fuer problematische Brennstoffe 4. Zylindrische Bauweise, auch der Eintauchflaechen 5. Moeglichst gute Durchmischung 6. Kostenguenstige Bauweise in Modulen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 432 |
| Land | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Förderprogramm | 430 |
| Text | 3 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 6 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 11 |
| offen | 430 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 396 |
| Englisch | 77 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 3 |
| Keine | 362 |
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| Topic | Count |
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| Boden | 350 |
| Lebewesen & Lebensräume | 332 |
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| Mensch & Umwelt | 441 |
| Wasser | 291 |
| Weitere | 441 |