AiF-FV-Nummer 14398

Entwicklung und Erprobung der katalytisch spaltenden Hydrierung und der katalytischen partiellen Oxidation zur Aufbereitung teerhaltiger Brenngase aus der Biomassevergasung

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.05.2005 bis 31.12.2007

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Technische Universität Dresden Fakultät Maschinenwesen Institut für Energietechnik Lehrstuhl für Kraftwerkstechnik
    Mommsenstr. 13, 01062 Dresden
    http://www.metp03.mw.tu-dresden.de/kwt/

Zusammenfassung

Im Rahmen des Projektes wurden mit der katalytisch hydrierenden Spaltung und der katalytischen partiellen Oxidation zwei einfache und effiziente Gasreinigungsverfahren für die in der Praxis am häufigsten eingesetzten Festbettvergasersysteme konzipiert, mit denen das Produktgas soweit von hochmolekularen Kohlenwasserstoffen (Teeren) abgereinigt werden kann, dass dessen motorische Verbrennung möglich wird. Die von IUTA ausgeführte Demonstrations-Gasreinigungsanlage zur katalytisch spaltenden Hydrierung der Teerbestandteile besteht aus zwei alternierend betriebenen Katalysatorsystemen mit einer Vorrichtung zur wechselweisen Abreinigung und Regenerierung der Katalysatoren. Am entwickelten Palladiumkatalysator wurden gute Erfolge hinsichtlich der Umsetzung höhermolekularer Kohlenwasserstoffe erzielt, wenn bisher auch eine Senkung der Teerkonzentrationen auf Werte unterhalb des von den Motorenherstellern geforderten Grenzwertes von 50 mg/m3 noch nicht ganz erreicht wurde. Abschließende Tests ergaben im Bereich der Kohlenwasserstoffe mit Siedepunkten > 200 °C Teerkonzentrationen zwischen 190 und 270 mg/m3 bei Ausgangkonzentrationen zwischen 4,6 und 6,6 g/m3. Die Weiterentwicklung und Optimierung des Verfahrens soll an einem 1 MW-Holzvergaser unter Industriebeteiligung erfolgen. Mit dem von der TU Dresden entwickelten Verfahren der katalytischen partiellen Oxidation konnten ebenfalls wesentliche Abbauraten der Teere erreicht werden. Die in den durchgeführten kleintechnischen Versuchen analysierten Daten haben gezeigt, dass das Verfahren geeignet ist, den Teergehalt im Gas - unter Wahrung noch zufriedenstellender Heizwerte des Produktgases - soweit zu senken, dass ein Einsatz im Verbrennungsmotor möglich ist. Die an der ausgeführten Demonstrationsanlage erzielten Ergebnisse waren in Bezug auf die Teerabreinigung ebenfalls zufriedenstellend, konnten aber nicht an die Resultate der Versuche am Test-reaktor heranreichen. Insbesondere im Hinblick auf die Konzentration der nicht kondensierbaren Bestandteile, welche im Wesentlichen den Heizwert des Gases festlegen, besteht bei der Demonstrationsanlage noch Optimierungsbedarf. Derzeit wird ein verfahrenstechnisches Konzept erarbeitet, mit dem die Aufgabe der Inbetriebnahme und des "Dauerbetriebes" des entwickelten Gasreinigungsverfahrens an einem BHKW zu erfüllen ist. Trotz eines gewissen Optimierungsbedarfs, der allerdings im Rahmen der Anpassung der entwickelten Verfahren an die jeweilige Vergasungsanlage geleistet werden kann, lässt sich zusammenfassend resümieren, dass das Projektziel erreicht wurde.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente