21 Juni 2007

Wasserstoffreiches Produktgas im IPV-Verfahren

Entwicklung der Universität Siegen für dezentrale Biomassevergasung

Vergasungsverfahren bieten insbesondere bei kleineren Anlagen für dezentrale Bioenergie­nutzung erhebliche Wirkungsgradvorteile gegenüber beispielsweise der klassischen Verbrennung mit einem Wasser-/ Dampfkreislauf. Das am Lehrstuhl für Energie- und Umweltverfahrenstechnik der Universität Siegen entwickelte IPV-Verfahren® (Integrierte Pyrolyse und Verbrennung) stellt dazu einen viel versprechenden Ansatz dar.

Das IPV-Verfahren basiert auf dem Grundprinzip der räumlichen Trennung zwischen Pyrolyse und der Erzeugung der dazu benötigten Energie. Nach Eintrag der Biomasse in einen Schachtreaktor findet durch Kontakt mit heißer Wirbelbettasche aus einer Verbrennungswirbelschicht die Trocknung und Pyrolyse der Biomasse statt. Während das freigesetzte Pyrolysegas den Schachtreaktor verlässt, muss es unter Zugabe von Dampf die heiße Schicht aus Wirbelbettasche passieren. Der Pyrolysekoks wird zusammen mit der Wirbelbettasche abgezogen und in die Verbrennungswirbelschicht gefördert. Durch die Verbrennung des Pyrolysekokses wird die Wirbelbettasche aufgeheizt. Das IPV-Verfahren bietet, zur Verbesserung der Gasqualität, die Möglichkeit der Zugabe von katalytisch wirksamen Stoffen. Das in kleinen dezentralen Anlagen erzeugte wasserstoffreiche Gas kann z.B. anschließend in einem Gasmotor zur Erzeugung von Strom und Wärme, nach einer Wasserstoffabtrennung als dezentrale Wasserstoffquelle oder schlicht als Erdgasersatz dienen.

In der IPV-Technikumsanlage konnte bereits mit mehreren Brennstoffen erfolgreich ein wasserstoffreiches Gas hergestellt werden:

  • Waldrestholz oder Altholz
  • aufbereiteter Gewerbe- und Siedlungsabfall (Trockenstabilat®)
  • Ersatzbrennstoffe aus dem Autorecycling (Schredderleichtfraktion aus dem VW-SiCon-Verfahren®)

ReEnvision: Projekt sieht 5 MW-Anlage für Edelstahlwerk vor
Das auf diesem Verfahren basierende Projekt ReEnvision wird gemeinsam mit der SiCon GmbH, den Edelstahlwerken Südwestfalen GmbH und der Küttner GmbH & Co. KG, die sich mit dem industriellen Anlagenbau beschäftigt, durchgeführt. Es sieht als ersten Schritt einen Upscale der Technikumsanlage auf eine 5 MW-Anlage vor, die bei den Edelstahlwerken errichtet wird. Mit dem IPV-Verfahren werden die genannten Biomassen bzw. Reststoffe als Brennstoff eingesetzt. Das entstehende Produktgas ersetzt Erdgas, das in Brennern zum Betrieb von Pfannenöfen verwendet wird. So können in der ersten Stufe vermeintliche Entsorgungsrückstände zum ökonomischen und ökologischen Ersatz von fossilen Brennstoffen eingesetzt werden.

Geplant: Wasserstoffgewinnung über Druckwechseladsorption
In der zweiten Stufe wird auf den gewonnenen Erkenntnissen basierend eine 20 MW-Anlage errichtet, die ebenfalls mit Schredderrückständen, Ersatzbrennstoffen und Biomassen betrieben wird. Das entstehende Produktgas wird teilweise weiterhin zum Betrieb von Pfannenöfen verwendet. Die dritte Stufe sieht zusätzlich die Wasserstoffgewinnung über Druckwechseladsorption aus dem Produktgas vor. Der Wasserstoff soll dann in metallurgischen Prozessen und zum Betrieb einer Wasserstofftankstelle Verwendung finden. Zusätzlich zur Substitution des Erdgases wird eine automobile Wasserstoffversorgung von 3.400 Pkw mit einer jährlichen Laufleistung von 15.000 km prognostiziert.

Kontakt
Dr. Frank Köster
Tel.: 0209-167-28 11
E-Mail: koester@energieagentur.nrw.de

(Vgl. Meldungen vom 2007-06-13-, 2007-06-06 und 2007-01-17.)

Source: EnergieAgentur.NRW , 2007-05

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