Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer containerisierten Prototypanlage f\u00fcr das Flashpyrolyseverfahren, zur energetischen Umsetzung von organischen, insbesondere lignocellulosischen Roh- und Reststoffen. Diese Stoffe, bevorzugt industrielle, land- und forstwirtschaftliche Roh- und Reststoffe (Altholz, Stroh, S\u00e4gesp\u00e4ne, Kunststofffolien etc) werden pyrolysiert, d. h., unter Ausschluss von Sauerstoff in Gas, \u00d6le und Feststoffe mit hohem Energiegehalt zerlegt, wobei das gewonnene Pyrolyse\u00f6l anschlie\u00dfend in einem BHKW energetisch verwertet werden soll. Das Verfahren bietet weitreichende M\u00f6glichkeiten der energetischen Nutzung von Biomasse. Die Flash-Pyrolyse w\u00e4re nicht nur mit Holz\/Abfallholz, sondern auch mit anderer Biomasse oder Abf\u00e4llen mit geringem Feuchteanteil m\u00f6glich. Neben der CO2 neutralen Stromerzeugung in kleineren dezentralen Anlagen bietet sich auch die Aufbereitung des Pyrolyse\u00f6les f\u00fcr die Erzeugung von synthetischen Kraftstoffen aus Biomasse an. Weiter ergeben sich Chancen zur Gene-rierung von Emissionszertifikaten im Rahmen des zuk\u00fcnftigen Emissionsrechtehandels.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAP 1.\tAuslegung, Konstruktion; Bau der Pyrolyseanlage
\nIm Arbeitspaket 1 wird eine Pilotanlage zur Altholzpyrolyse nach dem ablativen Prinzip mit einer Kapazit\u00e4t von 6 tato Altholz errichtet. TEC ist mit der Konstruktion betraut und kann auf die grundlegenden Erfahrungen beim Bau der Laboranlage zur\u00fcckgreifen. Dazu wird auf der Basis der vorhandenen Laboranlage ein Upscaling durchgef\u00fchrt und die Konstruktion der Anlage an die ver\u00e4nderten Anforderungen ange-passt. Das Eintragssystem wird modifiziert und den Bedingungen des Rohstoffes angepasst. PYTEC und BFH werden aufgrund ihrer gewonnenen Erfahrungen bei der Konstruktion mitwirken. PYTEC und BFH werden beim Bau die Auslegungsdaten und Materialspezifikationen vorgeben.
\nAP 2.\tModifikation eines Dieselmotors f\u00fcr den Betrieb mit Bio-\u00d6l
\nIm Arbeitspaket 2 wird ein Dieselmotor so umgebaut, dass er eine f\u00fcr den Testbetrieb ausreichende Standzeit erreicht. Projektiert ist ein Wartungsintervall von ca. 500 Betriebsstunden. Die Lebensdauer des Aggregates soll bei etwa 40.000 Betriebsstunden liegen. Dann erfolgt entweder eine gro\u00dfe Revision, oder das Aggregat wird durch eine neues ersetzt. Es soll eine Kraftstoffaufbereitung konstruiert werden, die Polymere aus dem Zulauf der Pumpe herausfiltert bzw. Leckkraftstoff so aufbereitet, dass dieser Leckkraftstoff wieder verwendet werden kann. Die Anpassung der Viskosit\u00e4t soll durch st\u00e4ndige Zumischung von Methanol erfolgen. Die Einspritzeinrichtung soll so ver\u00e4ndert werden, dass die Bauteile der Aggressivit\u00e4t des Kraftstoffes gewachsen sind. Einspritzdr\u00fccke, Volumina und Steuerzeiten sollen den ver\u00e4nderten Kraftstoffeigenschaften angepasst werden.
\nAP 3.\tProbelauf
\nNach Fertigstellung der einzelnen Komponenten der Anlage bei den Herstellern werden diese abgenommen und als Gesamtsystem am Versuchsstandort aufgebaut. Dabei wird vor allem die Betriebskoordination der Teilanlagen \u00fcberpr\u00fcft. Die Prozessregelung muss diesen Anforderungen entsprechen und den Pyrolyseprozess automatisch regeln, die Leistungsregelung des nachfolgenden motorischen Stromerzeugers muss ebenfalls die Leistung automatisch den sich \u00e4ndernden Bedingungen anpassen.
\nAP 4.\tCharakterisierung und Analyse von Rohstoffen und Pyrolyseprodukten
\nNach der Auswahl der Einsatzstoffe werden diese analysiert, um sp\u00e4ter die Massenbilanzen aufstellen zu k\u00f6nnen. Zum Analysenumfang z\u00e4hlen die Feuchte, die Elementarzusammensetzung (C,H,O,N), Schwermetalle, Asche. Die Pyrolyseprodukte werden eingehend untersucht. Vom Bio-\u00d6l werden die physikalischen Kenndaten wie Wassergehalt, Viskosit\u00e4t, Feststoffanteil, Ascheanteil, Elementarzusammensetzung, Heizwert, pH-Wert u. a. ermittelt. Dar\u00fcber hinaus wird die chemische Zusammensetzung analysiert, um die Verwendung im Motor zu optimieren und um Handling und Transportma\u00dfnahmen zu erleichtern. Die Kohle wird elementaranalytisch untersucht, sowie der Gehalt an Asche und Schwermetallen be-stimmt. Die Zusammensetzung der Produktgase wird stichprobenartig untersucht.
\nAP 5.\tWirtschaftliche Bewertung
\nDie Absch\u00e4tzung der Wirtschaftlichkeit, mit der eine Pyrolyseanlage gewerblich betrieben werden kann, wird in Abh\u00e4ngigkeit unterschiedlicher Anlagengr\u00f6\u00dfen mit Hilfe der statischen Kennzahlen Gesamtkapitalrentabilit\u00e4t und Amortisationsdauer durchgef\u00fchrt.
\nDazu werden die Kosten f\u00fcr den Betrieb und die Anschaffung der Pyrolyseanlage sowie die Umsatzerl\u00f6se ermittelt
\nAP 6.\tStatustreffen und Berichte
\nZum reibungslosen Ablauf des Projektes ist die Durchf\u00fchrung von regelm\u00e4\u00dfigen Treffen zum Informations- und Erfahrungsaustausch notwendig. Es ist daher alle 3 Monate ein Statustreffen mit den Partnern vorgesehen. Dar\u00fcber hinaus wird von PYTEC sichergestellt, dass auch zwischen den Treffen ein reger Informationsaustausch per Telefon oder e-Mail sichergestellt wird. Von den Statustreffen wird ein Protokoll angefertigt. Am Ende des Projektes wird ein Abschlussbericht erstellt<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Konstruktion der Pyrolyseanlage, sowie die Umr\u00fcstung eines Dieselaggregates verliefen erfolgreich. Die bei Neuentwicklungen \u00fcblichen Schwierigkeiten konnten w\u00e4hrend der Phase des Probelaufes weitgehend ausger\u00e4umt werden. Der 100 – h – Dauerbetrieb wurde noch nicht abgeschlossen.
\nErste Analysen der Produkte lassen vermuten, dass eine Nachbehandlung des \u00d6les aufgrund des hohen Wassergehaltes sinnvoll sein k\u00f6nnte. In diesem Fall w\u00fcrde eine Art Trocknung nachgeschaltet werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vortr\u00e4ge:
\nBiomassetagung, Bergakademie, Freiberg, Sachsen, 2004
\nScience in Thermochemical Biomass Conversion, Vancouver, 2004
\nDGMK Fachtagung Energetische Nutzung von Biomassen, Velen VI, 2004
\nDechema, Frankfurt, 2005
\nDGMK-Sitzung, Clausthal-Zellerfeld, 2005
\nFEE, Sitzung des AK Vergasung, 2005
\nVDI-GVC-Sitzung, Uni-Karlsruhe, 2005
\nPR-Veranstaltung mit dem Hause Habsburg, Hamburg, 2005
\nBFH Tag der offenen T\u00fcr, Hamburg, 2005
\nACHEMA, Frankfurt, 2006
\nFachtagung Thermochemische Umwandlung von Biomassen, FH Flensburg, 2006
\nThermalNet Meeting, Lille, Frankreich, 3. – 6. April 2006
\nInt. Tagung Pyrolysis 2006, Budapest, 2006
\nGDCh Ortsgruppe, Uni Rostock 2006
\nVDI-L\u00fcneburg, 2006
\nDGMK Fachtagung Energetische Nutzung von Biomassen, Velen VII,.2006
\n4. Pflanzen\u00f6lfahrertreffen, Rosenow, Deutschland, 30.09.2006
\nBiorefinica, Osnabr\u00fcck, Deutschland, 11. – 12. Oktober 2006<\/p>\n
Messen:
\nIFAT M\u00fcnchen, 2002, Stand PYTEC – MEL
\nHannover Messe, Energy 2005, Stand Land Niedersachsen
\nLIGNA, Hannover 2005
\nHannover Messe, Energy 2006, Stand Land Niedersachsen
\nTUTECH Chancen und Perspektiven der Nutzung von Bioenergie in Form von Biokraftstoffen
\nHamburg, 17. M\u00e4rz 2006<\/p>\n
Publikationen :
\n\tPYNE – Newsletter – Issue 17: New ablative Pyrolyser in Operation in Germany
\n\tMeier, D., S. Sch\u00f6ll, and H. Klaubert. 2004. Patentanmeldung: Verfahren und Vorrichtung zur Pyrolyse von Biomasse Patent WO 2004\/076591 A1. Date Issued: 10.09.2004 2004.
\n\tMeier, D., S. Sch\u00f6ll, H. Klaubert, and J. Markgraf. 2006. Betriebsergebnisse der ersten BTO-Anlage zur ablativen Flash-Pyrolyse von Holz mit Energiegewinnung in einem BHKW, p. 115-120 DGMK-Fachbereichstagung Energetische Nutzung von Biomassen, 24. – 26. August 2006. DGMK, Velen.
\n\tSch\u00f6ll, S., H. Klaubert, and D. Meier. 2004. Holzverfl\u00fcssigung durch Flash-Pyrolyse mit einem neuartigen ablativen Pyrolysator, p. 47-54 DGMK Tagungsbericht 2004-1 Beitr\u00e4ge zur DGMK-Fachbereichstagung Energetische Nutzung von Biomassen, 19.-21.April 2004 in Velen\/Westf.
\n\tSch\u00f6ll, S., H. Klaubert, and D. Meier. 2006. Bio-oil from a new ablative pyrolyser, p. 1372-1378, In A. V. Bridgwater and D. G. B. Boocock, eds. Science in Thermal and Chemical Biomass Conversion, Vol. 2. CPL Press, Newbury, UK.<\/p>\n
Presse:
\nHamburger Abendblatt – 17. M\u00e4rz 2006 – Holzhackschnitzel als \u00d6lquell<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch die realisierte Pilotanlage konnte die PYTEC gen\u00fcgend Erfahrung sammeln, um die Serienfertigung der entwickelten Anlage anzugehen<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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