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Biomasseverarbeitung


Assembly R 0011
 

Einer der Schwerpunkte der Bionic microfuel Technologie ist die Verölung von Biomassen zu nutzbaren Bio-Ölen.

 

Kapazität

~ 3.000 kg Biomassen / h

Benötigte Fläche

ca. 400 m² (incl. Vor/Nachprozesstechnik)

Gewicht d. Gesamtanlage

50 t

Materialien

Größtenteils Edelstahl INOX 1.4571

Anschlusswert

1.650 kWh (max.) über Eigenenergieerzeugung



In der Abgrenzung zur herkömmlichen Pyrolyse bewirken die eingesetzten Mikrowellen in Verbindung mit dem zeolithischen Katalysator eine effektivere Spaltung der Lignin und Cellulose Moleküle zu kurzkettigen Kohlenwasserstoffen in Treibstoffqualität.Umfangreiche Versuche mit den verschiedensten Biomassen haben gezeigt, dass die in der Biomasse enthaltenen Lignine zu Phenolen und Alkanen gecrackt werden, während die Cellulose vorwiegend zu kurzkettigen Kohlenwasserstoffen umgewandelt wird. Im Nachfolgenden wird der Prozessablauf an einem Flussdiagramm geschildert.

 

Flussdiagramm

 


Die Biomasse wird nach der Ernte feucht vorzerkleinert, anschließend getrocknet und dann zermahlen. Im Folgenden wird das Mahlgut mit Katalysator vermischt und zu Pellets verarbeitet. Aus einem Zwischenlager werden die lagerfähigen Pellets über vorgeheizte Förderbänder in der eigentlichen microfuel Desintegrator transportiert und dort in einem Rundreaktor unter Unterdruck und inertem Gas weiter aufgeheizt und mit den Mikrowellen zu Gas, Öl-Dampf und Kohle zerlegt. Hieran anschließend werden die Öl Dämpfe in einem Kondensatorblock schnell kondensiert, in einem Flüssigkeitsring Vakuum System vom Wasser befreit und anschließend der petrochemischen Prozesskette übergeben. In diesem Prozessschritt werden die kondensierten Öle einer Entschwefelung unterzogen, Phenole und Aromaten werden über eine Destillationskolonne separiertund die so erhaltenen Fraktionen werden in einer Hydrierungsanlage mit Wasserstoff gesättigt und stabilisiert.


In der nachfolgenden Mischanlage (blending) werden einige der vorher abseparierten Schweröle den Leichtdestillaten wieder zugemischt, ebenso wie notwendige Additive, wie z.B. Cetanstabilisatoren um die entsprechenden Normen für Kraftstoffe zu erfüllen.Auf diesem Weg ist es möglich Kraftstoffe aus Biomassen zu erzeugen, die den physikalischen Vorgaben der Europäischen Normen EN 590 oder ASTM 975 D2 entsprechen.


Die im Prozess entstehende Kohle wird in zwei Teile separiert. Ein Teil wird gekühlt und gelagert um als Wertstoff Biokohle verkauft zu werden. Ein geringerer Anteil wird in einem sogenannten Steam Reformer mit Wasser hocherhitzt um den, für die Ölstabilisierung notwendigen Wasserstoff zu liefern. Überschüssiges Wasserstoffgas wird, zusammen mit Prozessgasen, in einen Gasmotor zur Erzeugung der Eigenenergie geleitet.Ebenso finden in einem zweiten Schwerölgenerator die verbleibenden Destillationsreste und Schweröle eine Verwendung zur Eigenenergieerzeugung der Anlage.


Die nutzbare thermische Energie der Stromerzeugung sowie die Rückgewonnenen thermischen Energien aus der Kondensation, Destillation und Kohleabkühlung werden zur Trocknung der Biomasse verwendet. Über mögliche Speicherelemente kann überschüssige Wärme auch in Container zu anderer Verwendung transportiert werden. Zusammenfassend kann man die Umsetzung von Biomassen in Öl wie folgt bilanzieren (ca. Angaben Richtwerte für Eukalyptuschips als Eingangsmaterial):


Biomasse Eingang

3.000 kg Ernte ( 50% Feuchtigkeit)

3.000 kg

Nutzbares Leichtöl

Vorwiegend Alkane

619 kg

Schweröle zur Eigenenergieerzeugung

 

155 kg

Brennbare Gase

 

347 kg

Kohle

 

1038 kg

Wasser

Aus Trocknung und Prozess

577 kg

Rückstände (werthaltig)

Phenole und Aromaten

264 kg

 


In einer Überschlagsrechnung können die energetischen Werte wie folgt zusammengefasst werden (Hierbei ist im mer die Ausgangsfeuchtigkeit besonders zu berücksichtigen, die bei Biomasse stark schwanken kann. – Angaben Richtwerte ):

 

Biomasseverarbeitung

 

Besondere Beachtung sollte der entstehenden Kohle geschenkt werden. Im Gegensatz zu herkömmlicher Pyrolysekohle ist die Struktur der Kohle nicht aufgebrochen, sondern von vielen Löchern und Kanälen durchsetzt. Hierdurch hat die Kohle die Fähigkeit Wasser zu speichern und dieses, zusammen mit den unveränderten anorganischen Salzen langsam wieder abzugeben. Versetzt man die sterile Kohle zusätzlich mit organischen Zusatzstoffen, wie z.B. Mykorrhiza Pilzen, so erhält man einen erstklassigen, rein natürlichen, organischen Dünger.


Ebenso ist die Verbrennung der Kohle in Kohlekraftwerken interessant, da hierdurch die CO2 Emissionen der fossilen Kohle vermieden werden können und die Bio Kohle durch Ihren hohen Heizwert von meist mehr als 25 MJ (Steinkohlevergleich ~ 28 MJ) ein ausgezeichneter trockener Brennstoff ist.


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