Biogenes Methan durch hydrothermale Vergasung von Biomasse

Schlussbericht

Inhalt: Ziel des Projektes ist es, ein katalytisches Verfahren zu entwickeln, das die Vergasung nasser Biomasse zu synthetischem Naturgas (SNG) in einer kontinuierlichen Anlage im Labormassstab demonstriert (Durchsatz 1 kg/h). Verschiedene Katalysatoren wurden auf ihre Stabilität im hydrothermalen Medium und auf ihre Salzverträglichkeit getestet und charakterisiert.

Zusammenfassung: Während Holz bereits durch konventionelle thermische Verfahren energetisch genutzt wird (vorwiegend Verbrennung), stellen insbesondere Hofdünger, Gülle und Klärschlamm ein nahezu ungenutztes Energiepotenzial dar. Aufgrund des hohen Wassergehalts dieser Stoffe haben konventionelle Gasphasenverfahren (z.B. Vergärung) einen tiefen Wirkungsgrad. Bei der hydrothermalen Vergasung dient der Wassergehalt der Biomasse als Reaktionsmedium, welches unter hohem Druck um 20 MPa und erhöhter Temperatur als überkritisches Fluid mit apolaren Eigenschaften vorliegt. Teer-Vorläufersubstanzen können so gelöst und vergast werden. Aufgrund der fehlenden Verdampfungswärme oberhalb des kritischen Druckes (22.1 MPa) sind hohe thermische Wirkungsgrade möglich (65-70%). Die Nährsalze in der Biomasse können aufgrund ihrer stark reduzierten Löslichkeit in überkritischem Wasser abgeschieden und für Düngezwecke weiterverwendet werden. Als Katalysatoren wurden skelettartige Nickelkatalysatoren sowie Ru/Kokosnuss-Aktivkohle (Ru/C) getestet. Letzere werden auch bei der Vergasung von Holz verwendet.
Als hydrothermal langzeitstabil erwies sich nur Ru/C. Die Salzverträglichkeit ist jedoch sehr gering. Daher müssen die, in der Biomasse vorhandenen Salze, vor dem katalytischen Reaktor abgetrennt werden. In der Prozessdemonstrationsanlage wurden Versuche zur kontinuierlichen Salzabscheidung durchgeführt. Es stellte sich heraus, dass die kontinuierliche Abscheidung möglich ist, jedoch stark vom Phasenverhalten des Salzes abhängt


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Letzte Änderung 16.09.2015