Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In der Bundesrepublik Deutschland fallen j\u00e4hrlich zwischen 175 und 200 Mio. m3 G\u00fclle an. Diese Mengen werden gr\u00f6\u00dftenteils einer landwirtschaftlichen Verwertung als D\u00fcnger zugef\u00fchrt. Geringe Mengen werden zu Biogas umgesetzt, das dann z. B. verstromt werden kann.
\nDie Biomasse G\u00fclle ist als eine aktuell kaum genutzte Energiereserve anzusehen, die einen nicht unbetr\u00e4chtlichen Anteil zur Ressourcenschonung und zur Senkung der CO2-Emissionen beitragen kann. Eine M\u00f6glichkeit stellt der von Gut Behl vorgeschlagene Hochtemperaturvergaser f\u00fcr G\u00fcllefeststoffe und sonstige Abf\u00e4lle dar:
\nIm Rahmen dieser Studie soll die Durchf\u00fchrbarkeit eines derartigen Konzeptes untersucht und diskutiert werden. Es sollen Aussagen zur verfahrenstechnischen Machbarkeit von F\u00f6rderung und Vergasung sowie zur Qualit\u00e4t der R\u00fcckst\u00e4nde gemacht werden. Letzteres wird notwendig, wenn aus genehmigungsrechtlichen Gr\u00fcnden der Vergasungsr\u00fcckstand z. B. nicht als D\u00fcnger vermarktet werden darf. In diesem Fall m\u00fcssen die R\u00fcckst\u00e4nde den Anforderungen der TA Siedlungsabfall entsprechen und entsprechenden Kriterien bez\u00fcglich Auslaugbarkeit und Eluatverhalten gen\u00fcgen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenMit Hilfe einer Literaturrecherche wird der Kenntnisstand bei der thermischen Behandlung von Biomassen zusammengestellt. Dies umfa\u00dft verschiedene Verfahren zur Kl\u00e4rschlammbehandlung sowie am IEHK gesammelte Erfahrungen z. B. zur Vergasung von Kl\u00e4rschlamm, Miscanthus, Gerste etc. in einem Wirbelschichtreaktor.
\nDer praktische Teil im Rahmen des Projektes besch\u00e4ftigt sich mit Untersuchungen zur Qualit\u00e4t der m\u00f6glichen Reststoffe. Hierbei wird auch die F\u00f6rderbarkeit des Materials untersucht; da bisherige Ergebnisse zeigen, da\u00df die Vergasung von Abf\u00e4llen oder Biomassen haupts\u00e4chlich ein Problem des Eintrags in den Reaktor darstellen. Zus\u00e4tzlich werden zwei Versuche im HTW-Vergaser des IEHK durchgef\u00fchrt, um die prinzipielle Vergasbarkeit des losen Materials zu demonstrieren. Anschlie\u00dfend werden verfahrenstechnische Durchf\u00fchrbarkeit, Stoffstr\u00f6me und wirtschaftliche Aspekte umfassend er\u00f6rtert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Untersuchungen haben ergeben, da\u00df in der thermischen Verwertung von G\u00fclle ein bisher nur wenig genutztes Potential vorliegt. Die zum Anbau von Getreide notwendige D\u00fcngung kann durch Separation von G\u00fclle in Fest- und D\u00fcnnfraktion effektiver und kosteng\u00fcnstiger durchgef\u00fchrt werden. Um den Feststoff einer weiteren Nutzung zuzuf\u00fchren, mu\u00df er einer Aufbereitung unterzogen werden. Dies kann wie bisher durch Kompostieren erfolgen, was sich aber nur lohnt, wenn ein Abnehmer f\u00fcr gro\u00dfe Mengen in der Umgebung vorhanden ist. Unn\u00f6tiger Transport sollte vermieden werden.
\nEs bietet sich an, den N\u00e4hrstoffgehalt des G\u00fcllefeststoffes durch thermische Aufbereitung aufzukonzentrieren. Die bei der thermischen Behandlung gewonnene W\u00e4rme kann proze\u00dfintern genutzt werden. \u00dcbersch\u00fcssige W\u00e4rme kann an Abnehmer in der n\u00e4heren Umgebung geliefert werden. Genauso besteht die M\u00f6glichkeit, ein Brenngas zu erzeugen und die Energie mit Kraft-W\u00e4rme-Kopplung zu nutzen. Beide M\u00f6glichkeiten m\u00fcssen unter wirtschaftlichen Aspekten unter den spezifischen lokalen Gegebenheiten untersucht werden.
\nDie G\u00fclleaufbereitung kann mit bekannten, am Markt erh\u00e4ltlichen Komponenten f\u00fcr Separation und Trocknung erfolgen. Geeignete Aggregate sind f\u00fcr die jeweilige Konfiguration auszuw\u00e4hlen.
\nAls thermischer Teil bietet sich ein Verfahren nach dem Wirbelschichtprinzip an. Es konnte gezeigt werden, da\u00df das Verfahren in allen Belangen den Anforderungen der G\u00fcllevergasung entspricht. Der Reaktor beinhaltet zwei Zonen mit unterschiedlichen Temperaturen. Bei bis zu 800 \u00b0C wird die eigentliche Wirbelschicht gefahren. Bei \u00dcberschreitung ist zu erwarten, da\u00df die Ascheteilchen miteinander und mit der Wand verkleben. \u00dcber der Wirbelschicht wird weiteres Vergasungsmittel zugegeben, um die Temperatur zu erh\u00f6hen und l\u00e4ngerkettige Kohlenwasserstoffe zu zerst\u00f6ren. Im nichtoptimierten Versuchsbetrieb wurden 20 mg Teer je Normkubikmeter Brenngas gemessen. Durch Senkung der eingetragenen Wassermenge sollten in der Nachvergasungszone Temperaturen um 1000 \u00b0C erreicht werden. Dadurch wird der Teergehalt deutlich gesenkt. Die Wirbelschicht bietet als zus\u00e4tzlichen Vorteil, da\u00df mit der gleichen Anlage verschiedene Einsatzstoffe vergast werden k\u00f6nnen. So k\u00f6nnten bei geeigneter Aufbereitung beispielsweise Holz, Rinden oder Stroh eingesetzt werden. Die Steuerung erfolgt \u00fcber drei D\u00fcsenebenen und den Feststoffeintrag. Als Proze\u00dfgr\u00f6\u00dfen werden Temperaturen in der Wirbelschicht und der Nachreaktionszone, Druckverlust und Gaszusammensetzung aufgenommen.
\nDas in der Wirbelschicht erzeugte Gas kann in einer weiteren Stufe verbrannt werden. Dies kann zur W\u00e4rmeerzeugung oder als Kraft-W\u00e4rme-Kopplung mit integrierter Stromerzeugung erfolgen. \u00dcber den Verkauf \u00fcbersch\u00fcssiger Elektrizit\u00e4t scheint sich das Verfahren wirtschaftlich nicht tragen zu k\u00f6nnen. Hier ist nach den lokalen Gegebenheiten eine geeignete L\u00f6sung anzustreben. Der haupts\u00e4chliche Vorteil des Konzeptes besteht in der effektiveren Nutzung der G\u00fclle. Die Energiegewinnung kann nur ein zus\u00e4tzliches Plus, nicht aber den Mittelpunkt des Konzeptes darstellen.
\nHauptaugenmerk ist auf den Vergasungsproze\u00df zu legen. Er sollte vollautomatisch ablaufen und allen Sicherheitsanforderungen gen\u00fcgen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vortrag: DGMK Fachbereichstagung Energetische und stoffliche Nutzung von Abf\u00e4llen und nachwachsenden Rohstoffen 22. bis 24. April 1996 in Velen\/Westf.
\nTitel: Vergasung von G\u00fclle
\nAutoren: H. W. Gudenau, H. Hoberg, U.Hirsch<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Untersuchungen haben gezeigt, da\u00df die G\u00fcllevergasung in einem Wirbelschicht-Reaktor nach dem HTW – Verfahren verfahrenstechnisch durchf\u00fchrbar ist. Die weiteren Entwicklungsschritte liegen vor allem in der Vereinfachung des Proze\u00dfablaufs und einer Automatisierung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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