Bereich Industrielle Gemeinschaftsforschung

Projektliste mit Publikationen

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Untersuchung der Katalysatorregeneration unter dem Einfluss oxidierender und reduzierender Atmosphären bei Biomassevergasungsverfahren

AiF-FV Nummer: 15679

Laufzeit:

01.09.2008 - 28.02.2011

Forschungsstellen:

  • Universität Siegen Fachbereich Chemie - Biologie Arbeitsgruppe Biochemie
    Adolf-Reichwein-Str. 2, 57068 Siegen
    www.uni-siegen.de/dept/fb08/

  • Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V.
    Bliersheimer Str. 60, 47229 Duisburg
    www.iuta.de

Zusammenfassung:

In diesem Forschungsvorhaben wurde die Regenerierbarkeit von preiswerten katalytischen Materialien zur notwendigen Teer-Spaltung analysiert und so die Wettbewerbsfähigkeit von dezentralen ein- und mehrstufigen Biomassevergasungsanlagen durch Kosteneinsparungen im Betrieb und Verbesserung der Qualität der Produktgase gefördert. Aufgrund der vorliegenden Forschungsergebnisse sind nun vergleichende Daten zu Teerumsatz und Regenerierbarkeit von verschiedenen Katalysatoren verfügbar. Kalkstein, Dolomit und der Ti-Cu/Ni-Katalysator weisen hohe Umsätze mit bis zu 99% mit Modellgasen und bis zu 85% mit Realgasen auf. Olivin und die Pd-beschichteten Späne hingegen weisen hingegen deutlich niedrigere Umsatzraten auf. Auf den Oberflächen entstehende Kohlenstoffablagerungen, die die Umsatzraten herabsetzen, konnten vollständig ohne Aktivitätsverlust durch Abbrand entfernt werden. Bei den synthetischen Katalysatoren sind bei dieser Regeneration die spezifischen, limitierenden Betriebstemperaturen zu beachten. Asche hingegen kann schon in geringen Mengen die Aktivität durch Agglomerationen dauerhaft herabsetzen. H2S und HCl hatten auf die mineralischen Katalysatoren keine messbaren Auswirkungen. Bei den synthetischen Katalysatoren sind hier irreversible Korrosionserscheinungen festgestellt worden. Mit NH3 ist kein Einfluss gemessen worden. Zudem wurden neue Erkenntnisse gewonnen über den Einfluss anderer im Betrieb von Vergasern wichtiger Parameter wie Verweilzeit und Dampf-Kohlenstoff-Verhältnis auf den möglichen Teerumsatz am Katalysator. Eine angestrebte Nutzung des Produktgases in einem Gasmotor stellt Anforderungen, die mit dem ausschließlichen Einsatz von den untersuchten Katalysatoren nur schwer zu erfüllen sind. Es wird empfohlen eine sukzessive Entwicklung bei der Errichtung und dem Betrieb einer Vergasungsanlage in Erwägung zu ziehen. Hier könnte in einem ersten Schritt mit den Einsatz der in diesem Projekt untersuchten Katalysatoren ein Produktgas erzeugt werden, das als Erdgassubstitut in einem Gasbrenner genutzt werden kann. Danach könnten Prozess und Brennstoffe angepasst werden, so dass die Gasqualität für anspruchsvollere Anwendungen wie z. B. der Verstromung in einem Gasmotor ausreicht. So können das wirtschaftliche Risiko reduziert und der Vergasungsprozess sowie die Gasreinigung u. a. mit den hier erlangten Erkenntnissen angepasst werden. Wichtig für die Wirtschaftlichkeit ist allerdings in allen Anwendungsfällen eine konstante ganzjährige Wärmenutzung. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht.

Förderhinweis:

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Abschlussbericht:

Abschlussbericht zum Download

Abschlussbericht für das IGF-Forschungsvorhaben 15679 N: "Untersuchung der Katalysatorregeneration unter dem Einfluss oxidierender und reduzierender Atmosphären bei Biomassevergasungsverfahren"