VergaOpt

Mittel- und langfristige Sicherung des Holzvergaseranlagenbestandes und Beitrag zu dessen weiterem Ausbau durch Erschließung preiswerter Brennstoffsortimente

#KWK

#Strom

#Validierung Marktpotenzial

#Wärme

#Rest- und Abfallstoffe

01.09.2017

31.07.2020

FKZ-Nr.:

03KB135

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Felderprobung von flexiblen, leistungsfähigen und kostengünstigen Aufbereitungswegen und einfachen aber gleichzeitig zuverlässigen Online- und Schnelltestverfahren zur Kontrolle der Brennstoffqualität von Biomassereststoffe und biogene Abfallströmen vor Ort. Somit kann der Beitrag von kleinen, biomassegefeuerten BHKWs im zukünftigen, von fluktuierenden Energiequellen geprägten Energiesystem gesichert werden.

Holz als Brennstoff für Biomassevergaser wird durch verstärkte Kreislauf- und Kaskadennutzung zukünftig zunehmend durch Biomassereststoffe und biogene Abfallströme ersetzt werden, welche sehr heterogen und brennstofftechnisch anspruchsvoll sind. Um kleine, biomassegefeuerte BHKWs wirtschaftlich betreiben zu können, müssen solche Brennstoffe entsprechend aufbereitet und deren Qualität vor Ort kontrolliert werden können.

Originalbild

Originalbild

Originalbild

Durch das DBFZ werden in den entsprechenden Arbeitspaketen die folgenden Aufgaben übernommen: - Definition der Anforderungen an die Vergaserbrennstoffe und der Ansätze zur Bestimmung inhaltsstofflicher Parameter im Prozess der Aufbereitung (AP2) - Analyse der inhaltsstofflichen Parameter aller Brennstoffproben (AP5) - Koordination des Gesamtprojekts und des Wissenstransfers (AP1) sowie Bewertung der Projektergebnisse (AP6).

Das TFZ koordiniert und begleitet die Bereitstellung und Aufbereitung von Holzhackschnitzelchargen unterschiedlicher Qualität und ist für die Analyse der physikalisch-mechanischen und brennstofftechnischen Eigenschaften verantwortlich.

Die Verifizierung der verbesserten Brennstoffqualität erfolgt durch Spanner anhand von drei verschiedenen Feldanlagen.

Brennstoffe auf der Basis hochqualitativer Holzsortimente werden durch verstärkte Kreislauf- und Kaskadennutzung zukünftig zunehmend durch Biomassereststoffe und biogene Abfallströme wie z.B. Waldrestholz oder Altholz ersetzt werden, welche sehr heterogen und brennstofftechnisch anspruchsvoll sind. Um kleine, biomassegefeuerte BHKWs wirtschaftlich betreiben zu können, müssen solche Brennstoffe entsprechend aufbereitet werden. Innerhalb des Projektes wurden im Rahmen von Feldversuchen verschiedene Trocknungstechnologien und Siebungsverfahren zur Aufbereitung von minderwertigen Holzsortimenten (z.B. Straßenbegleitholz, Kalamitätenholz) eingesetzt und der Einfluss der Aufbereitung auf die Eigenschaften (Partikelgrößenverteilung, Aschegehalt, Wassergehalt, Heizwert, Ascheschmelzverhalten) und die Zusammensetzung der Holzhackschnitzel untersucht. Anhand der Analyseergebnisse entlang der untersuchten Prozessketten konnten Empfehlungen bezüglich der Reihenfolge der Aufbereitungsschritte sowie anzuwendender Prozessparameter und Technologien abgeleitet werden. Durch die Feldversuche an Vergasungsanlagen der Fa. Spanner Re2 konnte demonstriert werden, dass die Qualität von Kalamitätsholz und Straßenbegleitholz soweit verbessert wurde, dass sich die aufbereiteten Holzhackschnitzel für den Einsatz in Biomassevergasern <50 kWel eigneten. Zur Ermittlung der Brennstoffqualität wurde ein zuverlässiges Schnelltestverfahren auf der Basis von günstig verfügbarer Bodenanalytikausrüstung entwickelt. Mit diesem lässt sich der Kaliumgehalt in Holzproben in weniger als 15 Minuten zu einem Preis von rund 5 Euro/Probe bestimme und erlaubt damit die Kontrolle der Brennstoffqualität im Rahmen der Eigenüberwachung und Qualitätssicherung vor Ort.

Kernbotschaften:
1. Bei der Aufbereitung von Holzsortimenten minderer Qualität sollte erst die Trocknung und anschließend die Siebung erfolgen.
2. Durch die Siebung reichern sich kritische Aschekomponenten in der abgetrennten Feinfraktion an.
3. Die Siebung sollte daraufhin optimiert werden, den Feinanteil <3,15 mm möglichst vollständig zu entfernen und dabei aber so wenig wie möglich größerer Partikel F>3.15 mit abzusieben.
4. Mit Hilfe preiswerter Bodenanalytikausrüstung kann der Kaliumgehalt von Holzsortimenten in 10-15 Minuten zu einem Preis von rund 5 Euro/Probe bestimmt werden. Dadurch kann die Kontrolle der Brennstoffqualität im Rahmen der Eigenüberwachung und Qualitätssicherung vor Ort realisiert werden.