Project meeting of STEP at the site of the company ATS - Agro Trading & Solutions in Hardegsen (Photo: DBFZ)

Biomassefeuerung Mess-/Steuerungs-/Regelungstechnik Minderung THG/Umwelteffekt Prozessoptimierung Rest- und Abfallstoffe Steigerung Prozess-Effizienz/-Effektivität

Project ID 03EI5458

OxyCO2 - Oxyfuelverbrennung von Klärschlamm mit Elektrolyse-O2 zur Nutzung des CO2 in Power-to-X-Prozessen

Duration

  • 01.05.2023 - 31.10.2025

Contact

Technische Universität München
Professur für Regenerative Energiesysteme
Schulgasse 16
94315 Straubing

Projektleitung:                                                           

Prof. Dr.-Ing. habil. Matthias Gaderer

Tel.: +49-(0) 9421 187-100                                                                  

E-Mail: gaderer@tum.de                                                        

 

Direkter Ansprechpartner / Projektkoordinator:

Szymon Herdzik                                                                      

Tel.: +49-(0) 9421 187-168                                                                  

E-Mail: szymon.herdzik@tum.de

Partner

03EI5458B - Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)
  • Address:
  • Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)
    Fachgebiet: Regenerative Energieträger und Verfahren
    Industriestr. 6
    70565 Stuttgart
  • Contact:
  • Projektleitung:                                                           

    Dr.-Ing. Jochen Brellochs                                                        

    Tel.: +49-(0) 711 7870-211                                                                  

    E-Mail: jochen.brellochs@zsw-bw.de

03EI5458C - Universität Stuttgart
  • Address:
  • Universität Stuttgart
    Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK)
    Pfaffenwaldring 23
    70569 Stuttgart
  • Contact:
  • Projektleitung:                                                           

    Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht                                     

    Tel.: +49-(0) 711 685-68913                                                                

    E-Mail: guenter.scheffknecht@ifk.uni-stuttgart.de               

     

    Direkter Ansprechpartner:

    Marc Oliver Schmid                                                                

    Tel.: +49-(0) 711 685 63567                                                                 

    E-Mail: marc-oliver.schmid@ifk.uni-stuttgart.de

03EI5458D - Bilfinger Engineering & Maintenance GmbH (BEM)
  • Address:
  • Bilfinger Engineering & Maintenance GmbH (BEM)
    Alfred-Nobel-Straße 20
    97080 Würzburg
  • Contact:
  • Projektleitung:                                                           

    Martin Weghaus                                                                     

    Tel.: +49-(0) 152 09295677

    E-Mail: martin.weghaus@bilfinger.com

    Weitere Mitarbeitende:

    Eva Neukamm

    Tel.: +49-(0) 1723763085

    E-Mail: eva.neukamm@bilfinger.com

Associated partners

03EI5458 - MAN Energy Solutions SE
  • Address:
  • MAN Energy Solutions SE
  • Contact:
  • Christian Schuhbauer

    Tel.: +49 991 381 334

    E-Mail: christian.schuhbauer@man-es.com

03EI5458 - Tiefbauamt Stuttgart
  • Address:
  • Tiefbauamt Stuttgart
  • Contact:
  • Oliver Lämmerzahl

    Tel.: +49 711 216-33003

    E-Mail: oliver.laemmerzahl@stuttgart.de

03EI5458 - Alleima GmbH
  • Address:
  • Alleima GmbH
  • Contact:
  • Angela Philipp

    Tel.: +49 1732975515

    E-Mail: angela.philipp@alleima.com

03EI5458 - Lhoist Germany Rheinkalk GmbH
  • Address:
  • Lhoist Germany Rheinkalk GmbH
  • Contact:
  • Victor Wasmuth

    Tel.: +49 162 2086948

    E-Mail: victor.wasmuth@lhoist.com

    Tel.: +49 162 2086948

     

03EI5458 - Zweckverband Klärschlammverwertung Steinhäule
  • Address:
  • Zweckverband Klärschlammverwertung Steinhäule
  • Contact:
  • Jonathan Fuchs

    Tel.: +49 172 2006884

    E-Mail: j.fuchs@zvk-s.de

03EI5458 - Straubinger Stadtentwässerung und Straßenreinigung (SER)

Cooperation partners

Subpartner

Thema

Im Projekt OxyCO2 wird die Kopplung einer Elektrolyse und einer Wirbelschichtfeuerung untersucht. Dabei soll der Elektrolyse-O2 genutzt werden, um eine Klärschlamm-Monoverbrennung im Oxyfuel-Betrieb zu ermöglichen. Aus der Verbrennung entstehendes CO2 kann zusammen mit Elektrolyse-H2 genutzt werden, um Methanol herzustellen. Durch die experimentelle Klärschlammverbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung sollen unter Variation einiger Parameter (z.B. Rauchgaszirkulation, Lambda, Feedgas-Vorwärmung) optimale Betriebsbedingungen ermittelt werden. Es wird eine modulare Rauchgasreinigungsanlage im Technikumsmaßstab errichtet, um den Einfluss einer partiellen und vollständigen Oxyfuel-Verbrennung auf die Rauchgasreinigung untersuchen zu können. Zusätzlich wird das Verfahren mithilfe der experimentellen Daten simulativ untersucht. Darunter werden unterschiedliche Modi für die Oxyfuelverbrennung sowie die Optimierung der Wärmeintegration betrachtet. Aufbauend auf den experimentellen und simulativen Ergebnissen, wird ein gekoppelter Betrieb von Wirbelschicht-Technikumsanlage und Rauchgasreinigungsanlage für die partielle und vollständige Oxyfuel- Monoverbrennung von Klärschlamm demonstriert. Für die partielle Oxyfuelverbrennung soll als verfahrenstechnische Alternative zusätzlich die CO2-Abscheidung mit einer Aminwäsche an einer bestehenden Versuchsanlage im Technikumsmaßstab untersucht und im Vergleich mit der reinen Oxyfuelverbennung bewertet werden.

 

Ziele

Das Gesamtprojekt untersucht die Oxyfuel-Monoverbrennung von Klärschlämmen in Wirbelschichtanlagen mit Elektrolyse-O2 und die CO2-Verwertung mit Elektrolyse-H2 in einem Syntheseprozess.

 

Maßnahmen

Technische Universität München - Professur für Regenerative Energiesysteme (RES)

RES modelliert und simuliert ein Kraftwerk sowohl für den partiellen Oxyfuel-Betrieb als auch für die vollständige Oxyfuel-Fahrweise inklusive angeschlossenem P2X-Prozess. Mit der Simulation des Kraftwerks soll der optimale Betriebspunkt für beide Betriebsmodi gefunden und mit den experimentellen Ergebnissen verglichen werden.

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff- Forschung Baden-Württemberg (ZSW)

ZSW führt die experimentellen Untersuchungen zur partiellen und vollständigen Oxyfuel-Klärschlammmonoverbrennung an einer vorhandenen 15 kWth-Wirbelschicht-Versuchsanlage durch mit dem Ziel, die optimalen Betriebsbedingungen zu identifizieren.

Universität Stuttgart - Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK)

IFK begleitet und baut mit Unterstützung von BEM eine angepasste Rauchgasreinigung für die Verbrennungsversuche an der Wirbelschicht auf. Außerdem werden, mit der Unterstützung von BEM, parallel zur vollständigen Oxyfuelverbrennung Referenzuntersuchungen zur partiellen Oxyfuelverbrennung mit nachgeschalteter CO2-Abtrennung an einer vorhandenen Aminwäscheanlage durchgeführt.

Bilfinger Engineering & Maintenance GmbH (BEM)

BEM legt zusammen mit dem IFK, entsprechend den speziellen Anforderungen der Rauchgase aus der partiellen und vollständigen Oxyfuelverbrennung, eine Rauchgasreinigung für die Versuche an der Wirbelschichtfeuerung am ZSW aus. Außerdem wird BEM die Versuche unterstützen sowie die Ergebnisse zur CO2-Abscheidung mit Aminwäsche bewerten und eine Wirtschaftlichkeitsbewertung durchführen.

 

Schwerpunkte 

Technische Universität München - Professur für Regenerative Energiesysteme (RES)

Simulation und Modellierung, thermischen und stofflichen Nutzung von Biomasse

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff- Forschung Baden-Württemberg (ZSW)

ZSW führt die experimentellen Untersuchungen zur partiellen und vollständigen Oxyfuel-Klärschlammmonoverbrennung an einer vorhandenen 15 kWth-Wirbelschicht-Versuchsanlage durch mit dem Ziel, die optimalen Betriebsbedingungen zu identifizieren.

Universität Stuttgart - Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK)

IFK begleitet und baut mit Unterstützung von BEM eine angepasste Rauchgasreinigung für die Verbrennungsversuche an der Wirbelschicht auf. Außerdem werden, mit der Unterstützung von BEM, parallel zur vollständigen Oxyfuelverbrennung Referenzuntersuchungen zur partiellen Oxyfuelverbrennung mit nachgeschalteter CO2-Abtrennung an einer vorhandenen Aminwäscheanlage durchgeführt.

Bilfinger Engineering & Maintenance GmbH (BEM)

CO2-Abscheidung, Anlagenbau, -erweiterung und -instandhaltungCO2-Abscheidung, Anlagenbau, -erweiterung und -instandhaltung

 


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