Zunächst erfolgte am DBFZ die Verfahrensentwicklung im Labormaßstab. In der ersten Prozessstufe wird mittels Perkolation (Berieselung) eine Flüssigkeit mit hohem Organik-Anteil (Perkolat) gewonnen, die in der zweiten Stufe in einem Hochleistungsreaktor zu Methan umgesetzt wird. Die Vermeidung toxischer Ammoniak-Konzentrationen (die bei dem stickstoffreichen HTK zu erwarten sind) erfolgt durch Verschiebung des Ammoniak-Ammonium-Gleichgewichtes in Richtung des weniger toxischen Ammoniums durch pH-Reduktion. Die zentrale Komponente zur pH-Regulation ist die Erhöhung des CO2-Partialdrucks in der zweiten Prozessstufe. Im Ergebnis wurden wichtige Indikatoren zur Steuerung der Prozessbiologie unter hoher Stickstoff-Belastung ermittelt und Zielgrößen für die weitere Prozessoptimierung (beispielsweise Temperatur oder pH-Wert) definiert. Das Upscaling für den Pilotmaßstab (GICON®, AEV) und apparatetechnische Anpassungen sowie die Erprobung des Prozesses im Versuchsaufbau einer Demonstrationsanlage (TRL 5) erfolgten im GICON®-Biogastechnikum am Standort Cottbus. Im Rahmen dieser Arbeiten wurden Skalierungseffekte beobachtet und charakterisiert, wobei innerhalb des Bearbeitungszeitraumes technische Lösungen geschaffen wurden, die den dauerhaften Einsatz von HTK in der Monovergärung ermöglichen. Dazu gehörte u.a. die Entwicklung eines geeigneten Mehrphasenabscheiders durch AEV, der im Rahmen des Projektes an der Demonstrationsanlage getestet wurde. Für den Gesamtprozess liegen nun die Kennwerte zur Auslegung im technischen Maßstab sowie verschiedene Planungsvarianten vor. Diese bilden die Grundlage für wirtschaftliche und ökologische Bewertungen. Damit sind die Voraussetzungen für die Prozesserprobung in einer Einsatzumgebung (TRL 6) geschaffen.
Kernbotschaften:
1. Zweistufige HTK-Monovergärung im Labormaßstab (Perkolation) und Pilotmaßstab (Schlammbett) realisiert
2. Lösungskonzepte für zwei wesentliche Problemstellungen erstellt: Feststoffsedimentation und Prozesshemmung durch Ammoniak
3. Kennwerte zur Auslegung im großtechnischen Maßstab liegen vor
4. Wichtige Indikatoren zur Steuerung der Prozessbiologie (Temperatur, pH-Wert) ermittelt
5. pH-Regulation über CO2-Partialdruck ist möglich
TAGUNGSBAND – BEITRÄGE:
- Schäfer F, Janke L, Wedwitschka H, Niebling F, Himmelstoss A, Pröter J (2022): NovoHTK - Ein neuartiges Verfahren zur Monovergärung von Hühnertrockenkot. Tagungsbeitrag 15. Biogasinnovationskongress (Mai 2022), Präsentation und Tagungsband
POSTER-BEITRÄGE
- 8. Statuskonferenz Energetische Biomassenutzung (17./ 18. September 2019), F. Schäfer, L. Janke, DBFZ; D. Juncqueira, F. Niebling, GICON
- DBFZ Jahrestagung (16./ 17. September, 2020), L. Janke, F. Schäfer
- Progress in Biogas V (22. – 24. September, 2021), F. Schäfer
- Messestände
- Biogas Convention (10. – 12. Dezember 2019), A. Himmelstoss, R. Reiter, AEV
- Biogas Convention (7. – 9. Dezember 2021), ), A. Himmelstoss, R. Reiter, AEV
- Energy Decentral (9. – 12. Februar 2021), A. Himmelstoss, R. Reiter, AE
