PyroGas

Dezentrale Verwertung von Abfall-/Reststoffen mittels Pyrolyse und anschließender Flugstromvergasung zur gasmotorischen Nutzung (KWK)

#Biomassevergasung

#KWK

#Strom

#Wärme

01.09.2019

28.02.2022

FKZ-Nr.:

03KB158

Als Gesamtziel gilt der Nachweis eines erfolgreichen, technischen Betriebs des Flugstromvergasers mit Pyrolysekoks und der folgenden Verbrennung des Produktgases im Gasmotor. Durch praktische Versuchsreihen und der Analyse von Messergebnissen soll die Vergasung von Pyrolysekoks aus Abfall- und Reststoffen sowie die Aufbereitung und motorische Nutzung der Produktgase optimiert werden. Mit den Ergebnissen sollen die Systemberechnungen des Gesamtkonzeptes verfeinert und die Grundlagen für die technische Auslegung einer Demonstrationsanlage erarbeitet werden.

Eine effiziente dezentrale Strom- und Wärmeerzeugung aus biomassestämmigen Abfall- und Reststoffen wie Geflügelmist oder Klärschlamm ist aufgrund der ungünstigen Brennstoffeigenschaften mit den derzeit am Markt befindlichen Anlagen nur bedingt möglich. Im Projekt soll ein aussichtsreiches Konzept, bei dem Pyrolyse und Flugstromvergasung kombiniert werden, in einer Pilotanlage untersucht werden. Dazu sollen mittels Pyrolyse vorbehandelte Abfall- und Reststoffe in einem Flugstromvergaser zu einem Produktgas umgewandelt werden, welches anschließend im Gasmotor verstromt wird. Ein besonderer Fokus richtet sich dabei auf die Charakterisierung der BHKW-Abgase und die Konzeption einer Abgasreinigung.

Originalbild

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- Brennstoffcharakterisierung des Pyrolysekokses - Flugstromvergasung von Pyrolysekoks mit Luft im Pilot-Vergaser - Optimierung des Vergaserdesigns für eine Demonstrationsanlage auf Basis experimenteller Ergebnisse

- Aufbau und Betrieb einer Pyrolyseanlage in geeigneter Größe zur Produktion von Pyrolysekoks aus Geflügelmist / kommunalem Klärschlamm im Tonnenmaßstab - Aufbau einer BHKW-Anlage mit angepasstem Gasmotor und Kopplung mit dem Pilotvergaser - Untersuchungen zur motorischen Verbrennung des erzeugten Synthesegases

Eine effiziente und dezentrale Strom- und Wärmeerzeugung aus biogenen Abfall- und Reststoffen, ist aufgrund von ungünstigen Brennstoffeigenschaften mit den derzeit am Markt befindlichen Konzepten nur bedingt möglich. In PyroGas wurde ein aussichtsreiches Konzept hierzu in einer Pilotanlage untersucht. Dabei wird thermisch vorbehandelter Klärschlamm in einem Flugstromvergaser zu einem Produktgas umgewandelt, welches anschließend in einem Gasmotor verstromt wird. Durch diese Kombination entsteht eine Anlage zur dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung mit hoher Brennstoffflexibilität.
Im Projekt wurde der Nachweis des technischen Betriebs eines Flugstromvergasers mit Pyrolysekoks und der folgenden Verbrennung des Produktgases im Gasmotor erbracht. Durch praktische Versuchsreihen und die Analyse von Messergebnissen wurde die thermische Vorbehandlung von Hühnertrockenkot und Klärschlamm für eine anschließende Vergasung optimiert. Die Vergasung und die motorische Nutzung des Produktgases wurden analog verbessert. Mit den Ergebnissen wurden die Systemberechnungen des Gesamtkonzeptes verfeinert. Die abgeschätzten Betriebskosten liegen im Bereich des herkömmlichen Verwertungspfades für Klärschlamm. Schlussendlich wurden die Grundlagen für die technische Auslegung einer Demonstrationsanlage erarbeitet, wobei weitere Untersuchungen zur Produktgasreinigung und die Demonstration der Abgasreinigung empfohlen werden.

Kernbotschaften:
1. Der technische Betrieb eines Gasmotors mit Gas aus der Flugstromvergasung wurde erfolgreich demonstriert.
2. Durch eine Kombination aus thermischer Vorbehandlung und Flugstromvergasung können anspruchsvolle Brennstoffe in Gasmotoren genutzt werden.
3. Die Zusammensetzung des Produktgases aus der Flugstromvergasung von Reststoffen mach eine Gasreinigung vor der weitern Nutzung unabdingbar.
4. Bei der motorischen Nutzung von Produktgas aus einem Flugstromvergaser ist eine Abgasnachbehandlung obligatorisch.

Preise & Auszeichnung:
- Best Poster Award auf der 29. European Biomass Conference & Exhibition 2021