Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Fa. RATIOTECH entwickelte einen Pyrolyseapparat, welcher die wirtschaftliche Anwendung kleiner Blockheizkraftwerke erm\u00f6glichen soll. Es handelt sich um ein neues und in der Fachliteratur noch nicht beschriebenes Gaserzeugungsverfahren. Die technische Machbarkeit wurde in einem NBank-Vorhaben gezeigt. Innovatives Kennzeichen ist, dass durch das W\u00e4rmetr\u00e4germedium Zinn auf einer Reaktionstemperatur von z. B. 900 \u00b0C ein qualitativ hochwertiges Produktgas mit geringen Teergehalten erzielbar ist.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Vorhaben bediente sich einer Kombination aus Experimenten und der chemisch-physikalischen Modellierung. Mehrere Arbeitspakete (AP) waren vorgesehen. Die Aufgaben von RATIOTECH bestanden darin, die Funktionalit\u00e4t durch apparatetechnische Verbesserungen zu sichern (AP1), die Prozessstabilit\u00e4t zu erh\u00f6hen (AP2) und die Gasausbeute zu maximieren (AP3). CUTEC sollte im AP4 den Rohbau eines physikalisch-chemischen Modells erstellen, die Baugruppe Gaserzeuger mit Betriebsdaten validieren (AP5), eine erforderliche Gasreinigung entwerfen (AP6), Ideen f\u00fcr das Recyceln der anfallenden Aschen aufzeigen (AP7) sowie eine Modellanlage konzeptionieren und an ihr Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen durchf\u00fchren (AP8).<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
AP 1, 2 + 3: Eine deutlichen Steigerung der Funktionalit\u00e4t und Prozessstabilit\u00e4t wurde u. a. durch das Ausgie\u00dfen des Reaktors mit Feuerfestbeton, eine ge\u00e4nderte Zuf\u00fchrung der Heizrohre und eine Neukonstruktion des Deckels erreicht. Mit den eingesetzten Biomassen wurden Gehalte an Synthesegas (CO und H2) im Produktgas von 68 bis 81 Vol.-% erzielt.
\nAP 4 + 5: Die Modellierung des Pyrolyse-Prozesses erfolgte mit einem Gleichgewichts- und einem Gibbs-Reaktor. F\u00fcr die Gasreinigung konnten in ChemCAD integrierte Bausteine genutzt werden. F\u00fcr die Stromerzeugung wurden die Alternativen BHKW und Brennstoffzelle in das Gesamtmodell eingebaut. Die Betriebsdaten wurden genutzt, um Konstanten des Modelles zu ermitteln. Somit war es m\u00f6glich, Sensitivit\u00e4tsanalysen f\u00fcr die Teerbildung und die Gaserzeugung durchzuf\u00fchren.
\nAP 6: Die an der Versuchsanlage verbaute Gasreinigung zeigte eine hohe, jedoch noch nicht ausreichende Reinigungskraft. F\u00fcr einen Betrieb mit BHKW wird zus\u00e4tzlich ein Nass-Elektrofilter notwendig sein. Ein zur Schwefelentfernung zur Verf\u00fcgung gestellter Feststoff-Absorber zeigte sehr gute Ergebnisse. Das entwickelte Konzept der Gasreinigung beinhaltet damit eine mehrstufige, aber einfache Apparateausf\u00fchrung.
\nAP 7: Versuche, Zinn elektrolytisch aus der noch kohlenstoffreichen Asche zu entfernen, f\u00fchrten zu sehr geringen Ausbeuten. \u00c4hnlich sah es mit der mechanischen Zerkleinerung aus. Das Konzept der Demonstrationsanlage sieht vor, die Asche zu verbrennen. Das Gas wird nun abgek\u00fchlt und dabei kondensiert das Zinn. Mit der dann einfacheren Mischung mit Mineralien soll die Aufbereitung in Projektphase B erneut untersucht werden.
\nAP 8: Die Modellanlage sieht den Pyrolyse-Reaktor, eine K\u00fchlschnecke, einen mit RME betriebenen Elektrofilter und abschlie\u00dfend einen Schwefelabsorber vor. Die Stromerzeugung erfolgt im BHKW. F\u00fcr eine Modellanlage mit einer elektrischen Kapazit\u00e4t von 25 kWel ergab sich ein elektrischer Wirkungsgrad von 21,4 %, zusammen mit der Abw\u00e4rmenutzung in H\u00f6he von 48,5 % ein Gesamtwirkungsgrad von 70 %. Durchgef\u00fchrt wurden Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen mit einer dynamischen Methode. Bei der Variante 20 kWel ergab sich aus Kostenermittlungen ein Invest in H\u00f6he von 286.000,- \u0080. Die Wirtschaftlichkeit war damit nicht gegeben. Mit einer Variante 50 kWel konnte das j\u00e4hrliche Minus deutlich reduziert werden. Mit einer anwendungsbezogenen Konstruktion ist zu erwarten, dass die RATIOTECH-Technologie in den n\u00e4chsten Jahren attraktiv werden kann.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Pr\u00e4sentation im Rahmen des Workshops Flie\u00dfschemasimulation in der Energietechnik am DBFZ
\nDas Vorhaben wurde in den CUTEC-News (Ausgabe 02\/2012) vorgestellt.
\nM\u00fcller, H.; Vodegel, S.: Abfallbiomasse f\u00fcr die Stromversorgung, Wasser und Abfall, (5) 2013, S. 28-31<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Projektphase A f\u00fchrte zu der gew\u00fcnschten deutlichen Erh\u00f6hung von Funktionalit\u00e4t und Prozessstabilit\u00e4t. Die Erwartungen an die Gasqualit\u00e4t, welche mit verschiedenen Biomassen erzielbar ist, wurden nicht nur erf\u00fcllt, sondern sogar noch \u00fcbertroffen.
\nEine einfache, der Anlagengr\u00f6\u00dfe angepasste Gasreinigung konnte entwickelt werden.
\nIm Falle der Fortf\u00fchrung des Vorhabens in einer Phase B m\u00fcssen die Punkte Zinnascherecycling, Zinnemissionen, Prozessautomatisierung und kosteng\u00fcnstige Konstruktion Schwerpunkte bilden. Dann besitzt das RATIOTECH-Verfahren gute Chancen, auf dem in den letzten drei Jahren stark expandierenden Markt f\u00fcr kleine, dezentrale Energieerzeugungseinheiten Fu\u00df zu fassen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Fa. RATIOTECH entwickelte einen Pyrolyseapparat, welcher die wirtschaftliche Anwendung kleiner Blockheizkraftwerke erm\u00f6glichen soll. Es handelt sich um ein neues und in der Fachliteratur noch nicht beschriebenes Gaserzeugungsverfahren. Die technische Machbarkeit wurde in einem NBank-Vorhaben gezeigt. Innovatives Kennzeichen ist, dass durch das W\u00e4rmetr\u00e4germedium Zinn auf einer Reaktionstemperatur von z. B. […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,64,51,52],"class_list":["post-25760","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"29449\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"124.733,00","dbu_projektdatenbank_firma":"RATIOTECH Blockheizkraftwerk-Handelsgesellschaft mbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Okerring 14a","dbu_projektdatenbank_plz_str":"38536","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Meinersen","dbu_projektdatenbank_p_von":"2011-12-07 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2013-01-15 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"1 Jahr und 1 Monat","dbu_projektdatenbank_telefon":"","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"117","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25760","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25760\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43189,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25760\/revisions\/43189"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25760"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25760"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25760"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}